寻找太阳系的疆界(8)

2008-05-27 08:23卢昌海
中学生天地(B版) 2008年4期
关键词:维耶艾里海王星

卢昌海

十四. 欲迎还拒

查利斯的失败,宣告英国人在这场发现新行星的竞争中已经丧失先机、黯然出局了。

1846年8月底,法国人勒维耶完成了新一轮计算。他的新结果与原先的结果相当接近(偏差只有1.5°),这是个好兆头。勒维耶很清楚,再好的计算若是离开了观测的验证也只能是空中楼阁。于是,他开始尽其所能地劝说天文学家们对新行星展开搜索。

很快,勒维耶预言新行星位置的消息越出了学术界的范围,得到了媒体的宣传。除艾里等少数人外,整个欧洲都将他视为新行星位置的唯一“预言者”。可当他试图说服各大天文台将那些溢美之词转化为实际的搜索行动时,却遭遇了意想不到的困难。一涉及动用自己手下的人力和设备进行新行星搜索时,天文台的“老总”们却一个个支支吾吾、推三阻四起来。甚至连勒维耶的本国同行也不例外,曾亲自敦促他研究海王星出轨问题的巴黎天文台台长阿拉果只进行了极短时间的搜索就放弃了。

读者也许觉得奇怪,发现新行星是何等美事,各大天文台应该争先恐后、 挤破脑袋才对,怎么反倒你推我让、欲迎还拒呢?难道是突击学习了“孔融让梨” 的先进事迹?各大天文台之所以会有这样奇怪的反应,主要有两大原因:第一是信心不足。计算新行星位置之举乃是前所未闻之事,天文学家们心里究竟信了几成,恐怕只有他们自己才清楚。溢美之词是廉价的,观测时间却是无价的,该不该用无价的时间去验证廉价的评语,这让“老总”们颇为踌躇。

第二个原因是制度死板。当时各大天文台都有繁重的观测任务,也都有比较死板的规章制度,哪怕对观测日程作细微的变更都不太容易,要想凭空插入一个耗时未知、结果莫测的行星搜索计划更是难上加难。因此即便像查利斯那样既得到艾里的嘱托又有台长的权力,并且知晓亚当斯与勒维耶的双重结果而具备信心优势的人,也只愿花费很有限的时间和精力进行观测,且还心猿意马、草率从事,以至于功败垂成。

十五. 生日之夜

一次次客气的回绝让勒维耶很是沮丧,他搜肠刮肚地寻找关系,终于想起了曾经认识的一位柏林天文台的天文学家,此人名叫伽勒,是柏林天文台台长恩克的助理。勒维耶与伽勒的关系其实疏远得很,唯一值得一提的联系是伽勒曾给他寄过一份自己的博士论文,而忙于工作的勒维耶甚至连封感谢信都没回。真所谓“此一时,彼一时”,此刻勒维耶一想到伽勒就犹如看到了救命稻草。1846年9月18日,勒维耶给伽勒写了一封信,将伽勒一年前寄给他的博士论文狠狠夸奖了一通,然后笔锋一转,谈到了自己希望他能帮助寻找新行星。

9月23日,勒维耶的信送到了伽勒手中。

虽然被冷落了一年,能够收到当时已颇有名气的勒维耶的来信(而且还是满含赞许的来信),伽勒还是感到非常兴奋,并被他的预言深深吸引了。勒维耶的计算结果终于落到了能被它真正打动的人手里,不过更妙的是这封信抵达的时间——9月23日——这一天正好是伽勒的老板恩克的55岁生日。伽勒虽是天文台的资深成员,但想要观测新行星,必须得到台长的允许。恩克台长早就知道勒维耶预言新行星的事,但对此一直采取旁观的态度。换作是在平时,伽勒的要求可不是那么容易过关的。不过人在生日的时候心情通常比较愉快,而且那天晚上同事们早已约定在恩克家中庆祝他的生日,并无使用望远镜的计划,因此在伽勒的软磨硬泡下恩克终于答应给他一个晚上的时间进行观测。

拿到了“尚方宝剑”,伽勒拔腿就往观测台走。这时一位年轻人叫住了他,此人名叫达雷斯特,当时是柏林天文台的学生,他碰巧听到了伽勒和恩克的谈话。达雷斯特请求伽勒允许自己参加观测。由于天文观测不仅是观测,还需要进行数据的记录与比对,有助手参与显然是非常有利的,于是伽勒答应了达雷斯特的请求,两人一同前往观测台。

我们曾经介绍过,发现行星的主要途径有两种:一种是通过观测行星的运动,另一种则是通过观测行星的圆面。由于通过运动发现行星通常需要对不同日子的观测数据进行对比,而恩克只给了他们一个夜晚的时间,因此伽勒和达雷斯特将希望寄托在观测新行星的圆面上。他们将望远镜指向了勒维耶预言的位置,以那里为中心展开了观测。

那个夜晚秋高气爽,万里无云,是进行天文观测的绝佳天气。但时间一分一秒地过去,他们并未发现任何显示出圆面的天体。夜越来越深,希望越来越淡,难道今晚将无功而返了?

达雷斯特灵机一动,提出一个新方法:他们所搜索的这片天区显然早就有人做过星图,如果他们刚才观测过的天体中有一颗是行星,那么星图上不可能有记录——那时它应该处于不同的位置。假如他们能发现一颗不在星图上的天体,那它极可能就是想要寻找的新行星——当然,他们的运气好坏取决于星图的详尽程度。

柏林天文台最近恰好编过一份详尽的星图,伽勒和达雷斯特赶紧找来那份星图,然后由伽勒将望远镜中看到的天体的位置一个个报出来,达雷斯特则在星图上一一寻找 ——找到一个就排除一个。半个小时过去,兴奋的时刻终于来临,当伽勒报到一颗视星等为 8 等、与勒维耶预言的位置相差不到1°的暗淡天体时,达雷斯特喊了起来:那颗星星不在星图上!

此刻时钟已悄然划过零点,崭新的一天已经来临。在这个不眠之夜,天文学的历史翻开了辉煌的一页。此时恩克的生日派对还在进行,激动不已的伽勒和达雷斯特赶去向他报告了这一消息。恩克立即与他们一同赶往观测台,三人一直观测到黎明。第二天,在同样完美的天气条件下,他们又仔细复核了一次,发现那个天体的位置移动了,并且移动的幅度与勒维耶的计算完全吻合。毫无疑问,他们发现了勒维耶预言的新行星。9月25日早晨,走下观测台的伽勒写信给勒维耶,报告了发现新行星的消息。

这个消息很快席卷整个天文学界,勒维耶几乎一夜之间就达到了一生荣耀的顶点。来自欧洲各地的赞美与祝贺如雪片般飞来,很多人激动地将他的成就称为“天文史上最伟大的成就”。

十六. 轩然大波

像勒维耶这样通过已知行星的运动来反推一颗远在几十亿公里之外的未知行星的存在,并将其位置计算到如此精确的程度,不仅是前所未有的壮举,而且充满了引人遐想的空间。这颗新行星后来被命名为“奈普顿 (Neptune)”,那是罗马神话中的海洋之神。这个漂亮的名字既符合行星命名的神话惯例,又暗合新行星在望远镜里呈现的美丽蓝色。在中文中,这一行星被称为“海王星”。

海王星的发现在少数英国天文学家中间引起了极大的震动。后悔不已的查利斯不止一次地向公众和同行讲述自己错过海王星的“祥林嫂”故事,而艾里直接写信给勒维耶,声称英国方面的工作“时间上更早”,且“结果相同”。他们的反应不仅激怒了勒维耶,也激怒了整个法国天文学界,法国的一些报道干脆将他们称为“窃星大盗”(这罪名可比“窃国大盗”还大)。

令人欣慰的是,有关海王星发现的这场轩然大波短短几个月后就平息了下来。英国皇家学会在这场风波中显示出了非凡的气度,将1846年的考普雷奖授予了勒维耶。65年前,发现天王星的赫歇耳获得的第一个崇高荣誉就是考普雷奖,这对勒维耶无疑是极大的安抚。争论的最终平息还要归功于亚当斯的论文。他的论文发表之后赢得了一片赞许,很多人认为他的方法在数学上比勒维耶的更为优美,法国学术界也最终承认了亚当斯的才华。1847年6月,亚当斯和勒维耶在一次会议上首度相遇,从此开始了他们终生的友谊。这正是:度尽劫波兄弟在,相逢一笑泯恩仇。

海王星事件落幕后,艾里将他手中有关这一事件的信件及其他资料存入了格林尼治天文台的档案之中,这些档案被后人称为“海王星档案”, 它们在此后一个多世纪里一直处于保密状态,到了20世纪又神秘失踪。直到1998年10月,人们在清理天文学家艾根的遗物时才被重新发现。原来,有藏书癖好的艾根利用其20世纪60年代在格林尼治天文台工作的机会,窃取了包括海王星档案在内的重达百余千克的档案。

海王星档案的失而复得很快在史学界掀起了一场新的波澜。有些研究者在对这些档案进行研究后提出了一个惊人的观点,即当年艾里、查利斯、亚当斯等人所讲述的故事是不真实的!2001年,伦敦大学的历史学者科勒斯特姆通过互联网披露了海王星档案的部分内容,并对艾里等人当年的说法提出了全方位的质疑(限于篇幅, 本文将不对这些质疑进行介绍)。

(待续)

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