民科、只有1000块人民币、能不能搞科研？

不知道是不是因为我是科学领域作者的原因，感觉现在科学爱好者特别多。有很多爱好者在哀嚎，现在搞科研需要太多经费了，没钱玩不转。真是这样吗？咱们这里就一起来看看，如果投入1000块人民币的话，能搞点什么研究？

1000块可用于研究相对论

为什么不是量子力学呢?这不是考虑没有专业背景的民科对量子力学的理解和接触太少，主要是量子力学的仪器成本都太高了。而相对论的主要应用场景就是宇宙，整个星空都是我们不花钱就能研究的对象，只要买个天文望远镜就能开始研究了。

1000块的天文望远镜当然不可能是特别好的那种，不过如果你注意某宝上，这个价格区间内的天文望远镜的话，会发现很多不错的。80口径的折射镜，带上简单的赤道仪，比较稳定的三脚架，这样的装备已经能够秒杀当年的牛顿、罗默等一众科学大佬了。

测量光速

真空光速不变是相对论的基本假设，民科当中质疑光速不变原理的人最多，我不清楚他们质疑的依据是什么，但我觉得任何时候，最好的办法就是用观测数据来证明自己的观点。如何用这架1000块的天文望远镜来测量光速呢？

可以选择当年英国天文学家罗默的方法——观察“木卫一蚀”。之所以是观察这颗卫星是因为，80毫米口径如果看更远的土星的话太勉强，看木星和木卫一则没有任何问题，可以在视野里非常清楚地观察到。

木卫一有一个特别好的优势，其绕木星旋转的轨道周期只有42小时，不到2天时间就能观测到一次“木卫一蚀”，是一个特别好的观测对象。另外一个优势是，由于木星和地球在各自的轨道上运动，所以木星与地球的距离是在不断的变化中，可以让我们在不同的距离上测量光速。

利用在不同距离上，我们观测到的“木卫一蚀”的延迟，就可以计算光速了。具体的木星和地球之间的距离参数，可以用专业的模拟软件或者是专业网站上查到。现在的天文观测精度和时间测量精度都远高于300年前的罗默，所以我们可以利用“木卫一蚀”在更高精度上得到光速的单程测量值。

无论如何，单程光速的测量值都是对相对论基本假设的最有力的检验证据。

检验光速不变原理

光行差现象是格林威治天文台第三任台长 J. 布拉德雷 ( J. Bradley 1693~1762 ) 发现的。他观察测定了许多恒星的方位角，仅他在最后十二年所作的观测就有六万多个次。在三百年前他就能够定出仅有10弧秒的幅度变差。

当年J. 布拉德雷在黄道的北极附近为 Draco 德拉古（天龙座） γ星从事视差测量。那时正是为哥白尼日心系学说争论的时代，这视差方位角与日心系学说争论有关。他寻求的这星在天球上坐标的方位角确实有一种方位角偏移。但是，这方位角偏移的方向与预期视差行为的方向不一致。

为此， J. 布拉德雷 观察了其他天空区域的一些星，去研究这种新现象并且寻求原因。他发现这是一种似乎所有恒星共同具有一种现象。其发生偏移的大小会随地球运行的轨道方向而变化。 他在之后经历了许多艰难的思考，终于为了这特殊的现象寻求到一种解释：

整个的这些现象是合成的，是由于的星光的传送方向和地球的公转运动方向的不同而合成的。 这现象在中文里叫作光行差。它使星光方向倾斜了 20.5″.这样也就使得观察此星的望远镜筒倾斜了 20.5″。这现象在天文学上是十分著名的。

光行差作为由于地球运动造成的位置变化而产生的一种天文现象，是普遍存在的。只是距离地球越近的恒星，这个角度越大，越有利于我们观测。除了地球公转造成的光行差，还有地球自转光行差和太阳运动造成的光行差。

由于地球自转造成的光行差比较小，而太阳运动造成的光行差周期太长，不容易观测。鉴于使用小型天文望远镜观测光行差难度有点大，所以我们可以选择距离地球比较近、亮度又比较高的恒星来观测这种现象的存在。

对于80口径这种小型天文望远镜来说，其分辨率完全可以达到2角秒以内，识别20个角秒的位置变化完全可以的。当然了，这需要我们能够把这架望远镜对准一颗较近的恒星之后就不要再移动它，通过拍摄的照片对比，我们可以发现这颗恒星的位置变化。

为什么光行差能够证明光速不变性呢？

可以使用反证法，由光行差产生的原理我们可以知道，这是由于地球运动造成的，如果恒星发出的光在到达地球之前产生了速度的变化，就会产生恒星在不同时间（不同位置）上的光同时进入望远镜，届时，我们会观察到恒星的形状将发生变化，恒星会像一段弧线。

我们知道，恒星都是跟太阳一样的球体，它们基本上都是接近一个标准的圆，不可能是一段弧线。事实上，我们观测到的恒星，都是小光点。这就说明了，光在宇宙中是以恒定的速度在传播。如果能在望远镜中观测到，近处的某颗恒星像一段弧线，就能证明光速并不是恒定的。这就能够推翻相对论中“真空光速不变”的基本假设。

结束语

在如今的中国，1000块不是什么大钱，即使是最底层的老百姓，也就相当于1个月的工资。用这点钱就有机会用观测来考察和验证相对论的基本假设，各位民科们，想不想试试呢？当然了，我也希望这篇文章能起到抛砖引玉的作用，大家也可以思考一下，1000块的投资还能做点别的什么科学研究吗？