前幾篇我們聊了關於偉大的物理學家楊振寧先生，後面的幾篇我們聊幾篇天文學知識。
大部分人對天文學研究宇宙有個簡單粗暴的理解，認為我們能看到多遠，天文學就可以研究到多遠。所以我們才會建造各種各樣的望遠鏡，就是為了能看到更遠的地方。
這麼講也不算錯，如果我們連看都看不到，那肯定沒辦法研究。但是，只是看到了就能開展研究嗎？答案是不行。因為光是看到某個現象，沒辦法直接對它使用宇宙學原理，即使是用了，也是錯的。
我可以舉個例子。在地球上，我們可以看到夜空中有很多星星。它們絕大多數都是恆星，和太陽是一樣的。只不過距離太遠，所以看起來就是一個個小亮點。不光用眼睛看是一個個小亮點，就是用最大的望遠鏡去看，它們仍然是一個點。
要想研究它們，我們肯定要應用宇宙學原理，把地球上發現的規律推廣到這些恆星上。恆星是發光的，地球上也有很多發光的東西，電燈發光，火也會發光，那能從它們身上找到一些規律嗎？
答案是，能。就比如，一個光源的亮度，和它發光的表面積大小有關。這很好理解，假如一個燈泡的發光表面積是1的話，10個同樣的燈泡一起發光肯定更亮，畢竟發光面積增加了10倍，亮度也就增加了10倍。恆星的道理也一樣，而且恆星整個表面都在發光，所以它的亮度是和恆星個頭有關的。個頭越大的恆星，發光面積越大，亮度也就越大。
但是，我們能看著天上的星星說，這顆星比較亮，所以它的個頭大，那顆暗，所以它的個頭小嗎？肯定不行，對吧。因為恆星的亮暗還和它的距離有關，距離越遠就會越暗。所以一顆星星亮，不一定是因為它大，還有可能是因為它近。
你看，這個時候宇宙學原理是不能亂用的。除非，我們把距離因素消除掉，把亮度還原到距離為0的時候。天文學裡還給這種0距離的亮度起了一個名字，叫做光度。你可能會問了，恆星都那麼遠，我們怎麼能知道它的光度呢？答案其實很簡單，只要知道距離就能算出來。一個光源距離我們有多遠，它的亮度會衰減多少，我們是可以知道的。簡單地說，就是距離增加一倍，亮度減少到原來的四分之一。原理很簡單，提供一個示意圖你一看就知道了。
所以，我們想要知道一顆恆星的大小，關鍵在於知道它的光度，知道了光度就能推測出它的大小。怎麼知道光度呢？要先知道恆星的距離。
其實這很好理解，宇宙學原理的核心，就是假設宇宙的各處都一樣。這麼想是挺好的，可事實是，它們的距離的確不同啊。距離不同是會讓很多參數受影響的。比如前面講到的亮度，不只亮度，會有影響的還有視覺大小啊、紅移啊，這些參數都會有影響。下面我們馬上就會講到。
所以，只有把距離的影響消除掉之後，我們才能知道天體或是宇宙現象的真實面貌。這個時候再利用宇宙學原理才是正確的。這下我想你應該明白了吧。我為什麼要把距離說成是宇宙學原理的推進器，因為消除了距離，宇宙學原理才能正常使用。
事實也的確是這樣的，我們對宇宙的理解程度，就是和測量距離同步發展的。距離測量到哪裡，宇宙學原理才能應用到哪裡。
最開始的時候，人類對宇宙的認識很少，認為宇宙不大，比現在的太陽系還要小得多。為什麼呢？因為除了月球和太陽，所有的星星就是一個一個的點，只能把它們想像成是鑲嵌在天球表面的寶石。天球呢，就是一個像黑色的玻璃罩一樣的東西，籠罩著地球。因為不知道這些星星的遠近，所以只能把它們看做是距離相等。
那個時候是絕對不會想到天空中那些點狀的恆星，其實是和太陽一樣的。直到後來，天文學家測量出了遠處恆星的距離，才知道這些恆星動不動就是距離地球幾百、上千光年。那把它們看做和太陽一樣是可以發光發熱的天體就順理成章了。因為這麼遠的距離，它們個頭就是再大，在地球上看起來也應該是一個小點。
就是因為這樣，才有了後來的恆星天文學，把我們對太陽的研究成果，推廣到更遠的恆星上。
不過這個時候測量距離的方法，還是用的恆星視差法，測量的距離還非常有限。什麼是恆星視差法呢？我就不詳細講了。大概呢，就是地球在公轉軌道上的位置不同，看一顆恆星的角度會發生變化。知道地球的位置，角度也能測出來，只要進行三角計算，就能算出到恆星的距離。我在文稿中提供了一張圖，你一看就懂了。
所以，在當時人的眼中，宇宙不再是一個天球了，而是有深度的，但是最大也不會超過銀河系的大小。
其實，我們現在知道，當時的天文學家已經可以看到銀河系之外的星系了，只是不敢承認它們的地位是和銀河系地位相同。
很早的時候天文學家就發現過一些奇怪的天體，不是一個點，也不是一個圓面，而是一個旋渦。我們現在當然知道這就是其他星系，但是當時天文學家們卻不相信。因為用恆星視差法測不出它們的距離，所以只能估計它們和其他恆星的距離應該是差不多的，最遠也就是幾千光年。
那樣的話，根據近大遠小的規律，反推一下它們的大小，就會發現它們其實不是特別大，應該只能算是銀河系裡一些特別的星雲。所以就給它們起了名字叫做旋渦星雲。
最後天文學家發現了新的測距方法，測距的範圍一下就到了億萬光年的級別。這才發現這些所謂的旋渦星雲，其實距離特別遙遠，很多都是幾百萬光年，甚至還要更遠。如果是這個距離的話，那它們的大小可就被大大低估了。按照這個距離，把這個旋渦結構還原到真實大小，就會發現它們比銀河系還要大。
到了這個時候天文學家才確定了，這些旋渦星雲應該是一個一個的星系才對，宇宙中有無數這樣的星系，宇宙的大小超過我們的想像。也就是這樣，我們才明白它們為什麼會是旋渦狀的，因為你不能把那些解釋星雲的規律推廣過去，而是要把整個銀河系的規律推廣過去才對。
這個新的測距方法呢，叫做標準燭光法，就是有那麼一批天體，它們的光度就像是工廠裡生產的燈泡一樣，是有標準的，不論它們在什麼位置，距離有多遠，只要能分辨出它們的型號，那它們的光度就能確定。知道了光度，當然就能測出距離來了。那怎麼識別標準燭光的型號呢？不同標準燭光的方式不一樣。有的可以通過光譜分析識別出來，有的可以通過閃爍頻率識別出來。不論哪一種，都可以在很遠的距離識別出來。
現在的天文學，還有更常用的測量距離的方法，而且這種方法測量距離更遠，幾百億光年都能測出來。我們在上一講也講過，就是通過光譜分析，去看紅移的情況，紅移情況越嚴重，距離也就越遠。具體的距離都是可以計算出來的。有了紅移測距的方法，我們對宇宙的研究，就一下子又上升了一個臺階。就比如宇宙微波背景輻射，我們現在都知道，這是我們能看到的最遠的光。天文學家是怎麼確定這一點的？就是因為用紅移的理論，把宇宙微波背景輻射中的距離因素消除掉了，還原出了它本來的面貌。
說了這麼多，就是想講明白這樣一個道理，看到遙遠目標並不能直接得到更深遠的理解。只有測量了距離，才能消除距離的影響，才能更大範圍地應用宇宙學原理。這就是距離的意義。