你在星空里看见一只长颈鹿,这件事关于宇宙,更关于你的大脑

图片:NASA 天文每日一图(APOD) · Image Credit & Copyright: Alessandro Merga · Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II) · 当日页面 apod.nasa.gov/apod/ap260910.html(NASA 正在把 APOD 迁往 science.nasa.gov,旧地址若打不开,加一个问号参数重试一次通常就好)
先别急着往下读。看看上面那张图,告诉自己你看见了什么。
大多数人会看见一只长颈鹿。一只朝右站着的长颈鹿,脖子高高伸起,长腿正迈到一半。NASA 今天的说明里就是这么写的。
那只长颈鹿的正式名字叫 LDN 1295,在仙后座方向。它不是一团发光的东西,恰恰相反——它是一片黑。天文学家管这类天体叫暗星云:一团尘埃和气体,挡住了它背后那些恒星的光,于是在满天星斗里剜出一块空洞的形状。
关于这块黑,今天有三件事值得说。一件关于你的大脑,一件关于一个一百年前不肯相信自己眼睛的人,还有一件,关于那个把这片黑暗命名为“LDN”的人。
一、你的大脑,真的有六分之一秒把它当成了脸
在墙上的水渍里看见一张脸,在插座上看见一副表情,在云里看见一条狗——这件事有名字,叫 pareidolia,中文译作“空想性错视”。词根来自希腊语的 para(在旁边)和 eidolon(影像)。NASA 自己的定义很朴素:人们在云、岩层,或者本来毫不相干的物体和数据里,看出可辨认的形状。
有意思的是,这件事不只是“看错了”这么简单。2020 年,一组研究者在《自然·通讯》上发表了一篇论文(Wardle 等,DOI 10.1038/s41467-020-18325-8),他们用功能磁共振和脑磁图同时盯着受试者的大脑,看当一个人在物体上“看见脸”的时候,脑子里到底发生了什么。
结果是这样的:你的大脑里有几小块地方专门负责认脸,其中最有名的一块叫梭状回面孔区。研究发现,当你看见一张“假脸”,在最初的大约 160 毫秒里,那几块区域对它的反应,比对普通物体更像对真脸的反应;要一直到大约 250 毫秒之后,大脑才把它重新归类成“哦,是个物体”。
翻译成人话:你在墙上看见一张脸的时候,你的大脑有大约六分之一秒,是真的以为那是一张脸的。 你后来知道那不是脸,是它反应过来了,不是它一开始就没上当。
这个本能有多早?早得吓人。
1991 年,Johnson 等人在《Cognition》上复现并扩展了一项经典研究,受试者是平均出生才 37 分钟的新生儿。给他们看三样东西缓慢移动:一张画着五官的脸、一张把五官打乱的脸、一块空白板。结果是——追随脸转头 40.6 度,追随打乱的五官 30.9 度,追随空白 16.1 度。
出生半小时,眼睛还看不清任何东西,人就已经会追着一张“脸”转头了。 认脸不是学来的,是带来的。(这篇论文还有个有趣的后续:这种偏好在出生后第二个月反而会下降,被更成熟的大脑机制接手。)
连猴子也一样。2017 年《Current Biology》上有一篇论文(Taubert 等,DOI 10.1016/j.cub.2017.06.075),五只恒河猴,红外眼动追踪,1980 次试次——猴子盯着“长得像脸的物体”看的时间显著更长,而且它的目光落点,正好压在那些虚幻的“眼睛”和“嘴”上。(不过科学没有那么快就完事:2024 年的后续研究发现,猴子行为上确实上当,但单个“认脸神经元”的反应比预想的弱得多。这件事科学家还在吵。 而这本身也是好事——它让孩子看见,科学不是一本已经写完的答案册。)
为什么进化要留下这么容易上当的脑子
因为上当的代价,比不上当的代价小得多。
Taubert 那篇论文里有一句很干净的解释:一个宽松调谐的模板,好处是造出一个极其灵敏的面孔探测系统,代价只是更频繁的假阳性——而这个代价相对很小。
给孩子的版本可以更短:
把石头看成老虎,你白吓一跳。把老虎看成石头,你就没有下一次了。
所以进化让我们宁可多看见几张不存在的脸。今天你在星云里看见长颈鹿,用的是同一套线路。
二、火星上那张脸
说到这里,不能不提天文史上最著名的一次 pareidolia。
1976 年 7 月 25 日,海盗 1 号轨道器在给海盗 2 号找着陆点,顺手拍下了火星北纬一片叫 Cydonia 的区域。照片洗出来,中间有一块约 1.5 公里宽的岩层,长得像一张人脸:眼睛、鼻子、嘴,一应俱全。
接下来的二十多年,这张脸催生了无数外星文明的故事。
但这里有个几乎所有人都记错的细节:NASA 在 1976 年那张照片的原始图注里,当天就写清楚了这是阴影造成的错觉。 原文明明白白:那块像人头的巨大岩层,是阴影制造出眼睛、鼻子和嘴的错觉。
也就是说,这不是“NASA 隐瞒、后来被揭穿”,而是从第一天起就说了,但人们还是想相信。
1998 年 4 月 5 日,火星全球勘测者用高十倍分辨率重新拍了一次。脸没了。那只是一座有坡有脊的小山,从很远的地方、在特定的光线下,偶尔看起来像一张脸。
三、同一片星空,中国人看见的是一个赶车的人
现在把眼睛转回今天这张图所在的仙后座。
仙后座最好认的,是那五颗排成大写字母 W 的亮星。希腊人从这个 W 里看出一位坐在椅子上、因为夸口而被罚倒挂在天上的王后。
中国人看见的完全是另一回事。
香港太空馆的官方中英对照星表里,这一带的星官叫王良、策、阁道、附路。王良是春秋时代一位传说中的驾车高手;仙后座 β 就是“王良一”。而旁边的仙后座 γ,属于天驷——拉着王良那辆车的四匹马之一;至于“策”,字面意思就是鞭子。
所以同一片天:希腊人看见一位王后,中国人看见一个人赶着四匹马、举着鞭子在夜空里驾车,而今天的天文摄影师看见一只长颈鹿。
三种文明,同一片黑暗,三个完全不同的东西。这就是 pareidolia 本身。
顺带记一笔很新的事:2025 年 11 月 13 日,国际天文联合会的星名工作组正式批准把“天驷”(Tiansi)定为仙后座 γ Aa 的官方星名。 一个来自中国古代天空的名字,进了全人类共用的那张表。
再顺带说一句:中国人的天空整体上都很“务实”。香港太空馆的官方页面上有一句话说得很好——细数中国传统的三百零六个星官,帝王将相、生活器物,毕陈于天。那份官方星表里真的有屠肆(卖肉的铺子)、列肆(珠宝市场)、天倉(粮仓)、杵和臼。希腊人抬头看见神话,中国人抬头看见一座城。
(还有一个会让人会心一笑的巧合:紧挨着仙后座的那个星座叫鹿豹座,希腊语原意是“脖子像骆驼、身上像豹子有斑点”——它的中文名和它的本意,就是长颈鹿。 今天这只长颈鹿星云,正好住在真正的“长颈鹿星座”隔壁。当然这纯属巧合,星座边界是 1922 年才划定的。)
四、一百多年前,有个人不肯相信自己看见的黑
1919 年,美国天文学家 E. E. 巴纳德在《天体物理学报》上发表了一份 182 个“天空暗斑”的目录。
在那篇论文里,他写下了一段今天读起来仍然很动人的话(原文英文,大意如下):
我起初并不相信这些暗的遮蔽物质。证据并不确凿。然而,我自己的照片提供的证据越来越多,后来说服了我——尤其是在对其中一些做了目视观测之后——这些斑痕中有许多并不是单纯因为那里缺少恒星,而确确实实是比远方恒星更靠近我们的遮蔽天体。
这段话的重量在哪里?
在于巴纳德一开始的判断,恰恰是反 pareidolia 的。别人看见黑,容易脑补出各种东西;他看见黑,第一反应是“那儿什么都没有,就是一个洞”。这个想法很朴素,也很合理,而且错了。
是他自己一张一张拍出来的照片,把他说服的。而即便被说服之后,他仍然在同一篇论文里补了一句谨慎的话:也不能假定天空照片上所有的暗处都是遮蔽物质,其中有些无疑真的只是空缺。
“我起初并不相信”——科学最好的样子,大概就长这样。
五、那个 L
好了,说回今天这张图的名字:LDN 1295。
LDN = Lynds' Dark Nebula,Lynds 的暗星云。那个 L,是一个人的姓:Beverly Turner Lynds。
她 1929 年 8 月 19 日生于路易斯安那州,2024 年 10 月 5 日在俄勒冈州去世,享年 95 岁。
她的故事要从一次被撤回的录取说起。
她本来拿到了芝加哥大学的位置。然后对方发现她是个女的,就把录取撤回了。 ——之所以会“发现”,是因为她的名字 Beverly 在当时听上去像个男名,对方在纸面上没看出她是女性。她转而去里克天文台工作,攒够资历,1955 年在加州大学伯克利分校拿到博士学位,那年她 26 岁,导师是奥托·斯特鲁维。
然后就是 1962 年那本目录。
她做这件事的方式,是今天的人很难想象的。请慢慢读下面这一段(美国天文学会讣告与《天空与望远镜》讣告的措辞完全一致):
她花了数不清的小时,把帕洛马巡天底片上她能看见的每一片暗星云的轮廓,一片一片描到描图纸上。她记下它们的坐标,用校准过的求积仪量出它们的面积,再用 1 到 6 的等级估计它们有多黑。
描图纸。求积仪。眼睛。
她用的底片来自“国家地理学会—帕洛马天文台巡天”,48 英寸施密特望远镜拍的 879 个天区,红光和蓝光两套。她要做的,就是在这几百张玻璃照片上,把每一块黑斑找出来、描下来、量出面积、打上分。
分级 1:这片云在红蓝两版上都只是勉强能辨认,背景亮度只有一点点下降。
分级 6:最黑的那一档——黑到它后面,每平方度只剩下大约 120 颗星。
最后她数出来的是:1802 片。
四十三年前,巴纳德用自己拍的照片编出 182 个。Lynds 用一整套系统巡天,把这个数字提高了将近十倍,而且第一次给“黑”定了量。
1962 年,一个女人坐在桌子前,用一张描图纸,把宇宙里 1802 片黑暗一片一片描了下来,还给每一片打了分。今天 NASA 挂出的这张图叫 LDN 1295,那个 L 就是她。
她后来在基特峰国家天文台工作了十五年,并担任管理职务。退休之后,她把大量时间花在科学教育上,还有一件事,讣告写得很轻,但分量很重:她担任美国天文学会的巡回讲师时,特别指明,她只想去少数族裔的学院讲课。
一个曾经因为性别被挡在门外的人,最后专门去敲别人的门。
六、这片黑,到底有多“黑”
最后说一个能让人愣一下的数字。
暗星云为什么黑?很多人会想当然地以为“因为那里东西太多,挤得密不透风”。
恰恰相反。
按俄亥俄州立大学天文课程给出的数量级:星际尘埃颗粒的数密度,大约是每一百万立方米一粒。这个课程自己给了一个绝妙的比方——这个密度,相当于整座俄亥俄体育场里,飘着几粒灰尘。
一座能装十万人的体育场。里面飘着几粒灰。
就这么稀。而它挡住了一整块星空。
它靠的不是浓,是厚。那几粒灰尘彼此之间的距离要用光年来量,可光要穿过这团东西,得连着走上几十年——一路上撞到的灰尘,就足够多了。
(顺带把另外两个数字放在一起,好让这个尺度立起来:我们呼吸的空气,每立方厘米大约有 10¹⁹ 个分子;星际空间最稀薄的地方,每立方厘米只有大约 0.1 个原子。而每一粒挡住星光的尘埃,直径不到 500 纳米——比一根头发丝还细一百多倍。)
七、而中国现在在“听”这些黑云
Lynds 用眼睛在照片上找黑斑。今天有另一种办法:不看它挡住了什么,而是听它自己在说什么。
中国科学院紫金山天文台在青海德令哈的 13.7 米口径毫米波射电望远镜,从 2011 年起做一项叫“银河画卷”(MWISP)的巡天,专门接收分子云里一氧化碳分子发出的谱线。2025 年 12 月 11 日,首批数据正式公开释放——覆盖银经 10 到 230 度、银纬正负 5.25 度,共 2310 平方度,三条谱线,累计超过 1 亿条谱线数据,官方称之为现有最完备的毫米波 CO 分子谱线数据库。
从 1962 年的描图纸,到 2025 年的一亿条谱线。同一批云,从“看不见的黑”,变成了可以测量的声音。
资料:NASA 天文每日一图 2026 年 9 月 10 日;Wardle 等,《Nature Communications》2020,DOI 10.1038/s41467-020-18325-8;Johnson 等,《Cognition》40 (1991);Taubert 等,《Current Biology》27 (2017),DOI 10.1016/j.cub.2017.06.075;E. E. Barnard,《The Astrophysical Journal》49 (1919);B. T. Lynds,《ApJS》7, 1 (1962);美国天文学会(BAAS)Beverly Lynds 讣告、《天空与望远镜》讣告;NASA Science“Face on Mars”与海盗 1 号原始图注;香港太空馆《中國星區、星官及星名英譯表》与《中國星空神話》;中国科学院紫金山天文台“银河画卷”巡天数据释放公告;美国海军天文台月相表;俄亥俄州立大学天文课程;约翰霍普金斯大学 Hub Magazine