觀測天文學

在任何人能解釋一顆恆星為何發光之前，總得有人真正仔細地觀看它，並記下所見：它在天空中的位置、有多亮、它的光含有哪些顏色、隨時間是否變化。觀測天文學就是這門技藝：用望遠鏡、相機和探測器，跨越從射電波到伽馬射線的各種光，耐心而精確地從天空採集資料。

具體而言，觀測天文學家把儀器對準一個目標，測量這些量：位置（天體測量）、亮度（測光），以及把光展開成顏色（光譜學）。每一次測量都帶著必須如實說明的不確定度，並受到設備和大氣抖動的限制。同一個天體，可能被一台望遠鏡在可見光下觀測、被另一台在射電下觀測、又從太空在X射線下觀測，只有把這些視角結合起來，我們才能得到完整圖景。關鍵在於，天文學大體上是一門「觀看」的科學，而非「做實驗」的科學：我們不能去戳一個星系看會發生什麼，於是用大量天體和反覆觀測，來替代我們做不了的實驗。

觀測天文學是天體物理學所解釋、宇宙學所依憑的證據基礎。這種劃分只是側重不同，而非一堵牆：測量一顆恆星光譜的人和解釋它的人，往往是同一個人。但值得記住的是，關於宇宙的每一句有把握的論斷，都先建立在某人做過一次細緻、可重複的測量之上——而一台出人意料的新儀器，比如第一台射電望遠鏡或第一台空間天文台，常常會推翻理論原先的預期。