2012年6月5日，罕见的金星凌日将向世人展示它那壮丽的景象，而夏威夷群岛作为最适合观测本次特殊天象的地区之一，与天文学早就有了不解之缘。那么，著名的航海家库克船长与夏威夷之间又有着什么样的故事呢？
金星赴太阳之约
在太平洋的历史上，与天文学有关的故事中，最有趣的一个莫过于金星凌日了。金星凌日是很难得一见的壮丽天象，发生时，金星就是出现在太阳表面上的一个小小的暗斑。从公元前2000年起到现今的4000多年中，总共发生了53次金星凌日。然而在整个20世纪中，这一天象居然一次也没有发生。但是，它一旦出现，就会相隔8年地出现两次。上一次的金星凌日出现在2004年，所以与它相隔8年、成对出现的下一次就会在2012年6月5日（在中国地区，本次金星凌日出现的时间为2012年6月6日。——编者注）。
每一次金星凌日的持续时间为几个小时。2004年的那次金星凌日时长达6小时，在占地球表面一半的区域里，即所有处在白天的地方，都曾经看得到。但2012年的金星凌日在中国能看到，而美国本土却很遗憾地与其失之交臂。所以，届时美国的天文学家们将成群结队地来到夏威夷观测这一盛况，在这里可以观测到金星凌日的全过程。而夏威夷本来就是一个聚集了很多专业天文台的世界级的天文学圣地。此外，还将有数以千计的天文旅游者和爱好者到夏威夷来，用他们手中的照相机和望远镜进行观测。这一次金星凌日的观测活动，将成为太平洋中天堂般的波利尼西亚群岛与天文学结缘的故事的一部分。
库克船长的太平洋之行
实际上，早在1769年，库克船长第一次太平洋航海的真正目的，正是为了观测当年的金星凌日。在53年前的英格兰，也就是1716年，埃德蒙·哈雷（Edmund Halley，就是以他的名字命名了一颗著名的周期彗星的天文学家）提出了一种方法，用这种方法能以很高的精度来测量地球到太阳的距离，而其中的最关键之点，就是要测量并且比较地球上不同地方上演金星凌日过程的时间差异，这样天文学家们就可以通过计算得出地球到太阳的距离，即地球公转轨道的直径了。
那么，有谁能对地球到太阳的精确距离感兴趣，而不辞辛苦、万里迢迢地来到太平洋中的大溪地进行观测呢？
事实上，这种兴趣并非都是出于纯科学的目的。更实际的需要是，如果能够精确地测量地球到太阳的距离，就可以提高航海导航的精度，从而大大减少在那个时代经常发生的、因为导航失误而造成的人员和财产的巨大损失。
在那个时代，GPS还没有出现，海上导航非常依赖于对太阳、月亮和恒星的观测。领航员首先要观测太阳、月亮所在的位置，然后与星图进行比较，星图中有在地球上不同地点观测时，太阳和月亮所在的位置。然而，要得到较高的定位精度，就必须尽可能准确地知道从地球到太阳的距离。对于金星凌日来说，比较在不同地点的观测者记录的金星凌日开始和结束的时间之差，就可以应用视差原理，计算得出太阳的距离和金星的距离。这个测量距离的方法就是英国天文学家哈雷提出的。在哈雷公布了他的方法之后，金星凌日于1761年再次出现，但是哈雷却不幸地早已离世。由于1761年金星凌日时的气象条件非常糟糕，所以在这一年，远征队在欧洲和非洲的观测计划也未能实现。
时隔8年之后，与1761年的金星凌日成对出现的另外一次金星凌日在1769年来临了。但遗憾的是，1769年的这次金星凌日在欧洲是观测不到的。于是，英国人决定派出最好的船长率领船队、到最适合观测这一天象的地方进行观测，以得到哈雷的计算方法中关键的数据。
1769年，英国船长詹姆斯·库克（James Cook）率领他的船队驶往太平洋中的大溪地岛，仅仅两年前，欧洲人才第一次到达这个地方。库克船长和随队的天文学家查理斯·格林（Charles Green）的任务，就是仔细地观察和记录在金星凌日发生时，金星形成的小小暗斑在太阳表面上移动的时刻。
库克船长按照计划顺利地到达了大溪地岛，他们在岛上最北端的一个迄今仍叫做“金星”的地方建立了观测站。完成了观测之后，他们在返回英国途中，在大堡礁附近遇到了暴风雨以及海难，但是却因此发现了澳大利亚和悉尼港。他们最终抵达英国时，有40%的人员，包括天文学家格林，都已不幸死于热带病。不过，在那个时代，人们对于这种惨烈的结果是见怪不怪的。
然而，库克船长的关于这些岛屿与岛上居民的故事，却激发了欧洲人和美洲人的一场新的航海大潮。具有讽刺意味的是，库克船长的金星凌日观测本身却不很成功，精度不高，原因出自仪器方面的问题。欧洲人想出来的方法是发明航海经度仪，这种仪器可以使得经度的测量和纬度的测量一样精确。但是航海经度仪仍然依赖于天文学的观测，为达到改善导航经度的目的，航海经度仪精确度的提高还是取决于天文观测精确度的提高。
此后，库克船长又进行了两次史诗般的航行，从温哥华岛到悉尼港，他的名字享誉了整个太平洋。而库克的最后一次航行，是从欧洲到夏威夷，这是一条连接夏威夷群岛与世界其它地方的最长的航线。
1779年的一天，库克在夏威夷大岛美丽的凯阿拉凯夸湾（Kealakekua Bay）登陆。夏威夷的酋长和他的宗庙就设在这里。尽管开始时库克船长和夏威夷土著人的关系还相当不错，但是后来一场双方严重的误解却导致了惨烈的暴力冲突。在冲突中，库克船长和他的4名水手被土著人杀死，这一天，是1779年2月14日。
直到今天，这个事件给人们的一个刻骨铭心的教训仍然是，对于一种新发现的文明，与其之间进行认真的交流，避免各种不必要的误解，是多么地至关重要。
从那时起下一次的金星凌日发生在1874年。这一次，大英帝国仍旧派出了庞大的探险队伍来到太平洋观测，地点是在夏威夷。探险队在夏威夷群岛的不同地方都设置了观测点，其中设在大岛上的观测点就离库克船长被杀的地方不远。这一回英国人和夏威夷土著的关系就融洽得多了。夏威夷的新酋长David Kalakaua本人就受过良好的教育，喜爱艺术和科学，他尽其所能地对英国人的观测给予了各种帮助。 在完成了金星凌日的观测之后，启程离开夏威夷之前，英国人在凯阿拉凯夸湾的库克船长遇难之地建立了一个纪念碑，此地距离我家只有几英里远。实际上，我也是一名被夏威夷无与伦比的清澈天空，还有在死火山莫纳克亚之巅建设的世界各国的天文台集群吸引到这里来的观星爱好者。夏威夷的这一组太平洋中的群岛，对于天文观测来说是再合适不过了，而如果没有天文学，群岛上也不会吸引如此多的人群。在GPS的应用普及之前，太阳和其它恒星是最重要的导航参照物。时至今天，天体仍然是GPS这种卫星导航方式的重要背景坐标，因为，恒星总是最稳定和最守时的。
夏威夷的“欢乐之星”
2012年6月5日，莫纳克亚山上的那些天文台将可以观测到金星凌日的全过程。来自美国本土的数千名旅游者也会聚集到这里，因为这里是在美国版图内唯一能看到金星凌日全过程的地方。而在中国，不论什么地方的观测者们都可以欣赏到这一罕见的天象。不过，切记观测一定要安全地进行。
波利尼西亚群岛，包括了由夏威夷群岛、复活节岛和新西兰为三个顶点而确定的三角形中所有的太平洋岛屿，其中还包括了大溪地岛，玛贵斯岛（Marquesas）和其它一些群岛。
天文学已经给这些太平洋岛屿上的居民带来了很大的影响。例如这里使用的日历都是与恒星有关的——在夏威夷，新年就设置在每一年里昴星团第一次出现在黄昏时分的那一天；而乘着独木舟航行在群岛之间数千英里航线上的航海者们，往往要吟唱着标记这条航线的恒星的名字远行；夏威夷的土著人甚至为一个月中每一天的月相都起了专门的名字，由此可见天文学在其民族观念中的重要性。
虽然被大洋隔开，相隔数千千米之远，但波利尼西亚群岛居民文化中的语言、饮食、家畜甚至纹身等还是具有不少的相似性。第一批到来的欧洲人很难理解这些只会驾驶独木舟的人们，在没有指南针、六分仪、钟表和海图的条件下，如何能在如此之远的距离中航行和相互交流，从而拥有同一种文明的。在好几个世纪中，人类能够在太平洋岛屿中定居和航行被看作是神奇莫测的事情。
在上世纪70年代，由夏威夷土著人组成的“波利尼西亚航海协会”决心模拟古代的航海技术来重现在大洋中的航行，他们在导航中仅仅依靠观察星空和计算，当然还要加上勇气。他们使用了一只由夏威夷历史学家和艺术家Herb Kawainui Kane设计的独木舟，由Carollne岛的航海家Mao Pilaug负责导航。这些现代的波利尼西亚航海者们成功地重现了他们先辈的航海壮举。1976年，他们划着独木舟从夏威夷大岛上的一个海湾（这里到我家的航程只要几分钟）出发，驶往目的地大溪地岛。他们给独木舟起的名字叫“Hokule’a”，在夏威夷语中的意思是“欢乐之星”。在随后的旅途中，他们航行到了新西兰和复活节岛，这恰恰是“波利尼西亚大三角”的边界。
那么他们是怎样操作的呢？在没有纸张的条件下，当然也就无法画图，那么就只好把星图记在脑海中。波利尼西亚人把航海者们记下来的星座方向编人可以吟唱的诗歌中，并由此来记忆和辨识方向。这些诗歌中就记载着从一个特定岛屿到另一个特定岛屿的每一个步骤，其中还包括季节（季节与风向有关）、洋流、温度、在水面上漂浮的植物的种类、海鸟等，其中后二者显示了某一个岛屿的特征。
在航行中，他们会突然地发现一个未知的岛屿，那么他们怎样记住这个岛的位置呢？波利尼西亚的航海家和天文学家是不是会记下在不同岛上看到的不同恒星和星座呢？他们已经注意到，在夜晚，一些恒星随着地球的自转会经过头顶的正中天位置。如果在一个岛上观察到一颗恒星恰好通过正中天，而在另一个位于不同纬度的岛上，那么这颗恒星就不会恰好通过正中天了。
例如，大角星（牧夫座α）是全天第4最亮的恒星，在夏威夷的纬度上它会通过正中天；但如果航行到大溪地岛，大角星就会在北方天空约45度的高度上通过，而非正中天；从大溪地岛向北航行，大角星会一点点变得高起来，几个星期之后，它就通过正中天了，这样就回到了夏威夷所在的纬度上。此时向东航行或者向西航行，就会到达夏威夷群岛。夏威夷人把大角星叫做“Hokule’a”，意思正是“欢乐之星”。对于古代的水手们来说，大角星的确是欢乐之星，因为它会给人们指引回家之路。
夏威夷与天文学的深厚渊源，今天仍然在继续着。在莫纳克亚死火山的山顶（海拔4200米），目前已经建成了10多个世界级的现代化天文台，无论是本地居民还是外来的旅游者，大家都为这里缀满繁星的夜空而倾倒和迷恋。远离了城市的灯光，岛上的人们以发现自己是宇宙的一员而倍感骄傲和幸福，他们还在继承着前辈的太平洋观星者的勇敢和探索精神。
（责任编辑：郭晓博）
