宇宙中天体的距离和大小往往只能用天文数字来描述,完全超出凡人所熟悉的尺度。用地球上的单位描述恒星重量,很快就会发现“千克”和“千米”前面随随便便就会多出好几个“0”。这是无法避免的:谈论天文学确实需要使用非常庞大的数字。为了方便起见,天文学家发明了一种“数零”的方法来记录大数字。在这个系统中,“100”——“1”后面跟着两个“0”——可以写成10 2 。同理,“1000”可以写成10 3 ,“1000000”可写成10 6 ,以此类推。这个系统用于较小的数字似乎有点多此一举(硬是把1000磅写成10 3 磅会很奇怪),只有当数字达到天文规模时,这种计数法才真正有了用武之地。例如,地球的质量大约是10 24 千克,这比写出1000000000000000000000000千克要容易得多(全写出来会让人眼花缭乱)。
该方法还有一个优点:可以很容易地比较大数字。如果有人问我“垓”比“京”大多少倍,我就不知道了(除非上网查资料)。但用“数零”计数法后,就可以将“垓”写成10 18 ,“京”写成10 15 ,由此可见垓比京多“3个0”,“3个0”是10 3 ——1000。这种算法不论数字多大,都能轻而易举地计算倍数:10 103 比10 100 大1000倍。同样地,如果我告诉你地球的质量是10 24 千克,太阳的质量是10 30 千克,你就能很直观地看出,太阳的质量比地球多“6个0”,代表的量级是10 6 ,即100万,也就可得出太阳的质量是地球的100万倍。
本书中,我们将使用这种“数零法”,该方法名为“科学记数法”。一光年约为10 16 米,银河系的质量是太阳的10 12 倍。这样就不用把那么多个零一一罗列了。