天體異端

1781年3月的一天夜晚， 43歲的德國天文學(xué)家赫歇爾在例行對天空掃描的時候，意外地在浩瀚群星中發(fā)現(xiàn)了一顆移動的小星星。他當(dāng)時將其錯認(rèn)為彗星，而后來的天文學(xué)家對其進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)這竟然是一顆行星——“天王星”，這就是人類靠觀察發(fā)現(xiàn)的第一顆行星。

由于歷史上從未有過行星發(fā)現(xiàn)者的記錄，這一發(fā)現(xiàn)震驚了世界。人們隨即開始對這顆新發(fā)現(xiàn)的行星進(jìn)行研究。但是不久，法國人布瓦德在計算天王星的運動軌道時，發(fā)現(xiàn)理論計算值同觀測資料發(fā)生了一系列誤差。它的軌道與根據(jù)牛頓理論所推知的并不一致。這在當(dāng)時牛頓力學(xué)被奉為理性的最高信條的天文學(xué)界無異于一個重磅炸彈。是天體力學(xué)的理論出錯，還是在這顆小星星身上存在著什么異端?這個未解決的謎團(tuán)，成為諸多天文學(xué)家傾注心力研究的對象。

幾乎同時得出同樣結(jié)果的兩個人

亞當(dāng)斯，在當(dāng)時還是個名不見經(jīng)傳，英國劍橋大學(xué)的大學(xué)生。1841年，他22歲這一年的7月，亞當(dāng)斯在劍橋附近書店看書時，讀到了格林尼治天文臺臺長艾里關(guān)于天王星行動異常的報告。尚未畢業(yè)的亞當(dāng)斯對這個問題產(chǎn)生了極大的興趣。他在日記里寫道:“天王星為什么行動失常?是否由于外面還有一顆未知的行星?我將努力去研究它!”

他馬上開始了對天王星運行軌道的計算。1843年末得出初步結(jié)果——天王星的不規(guī)則運動來自一顆未知行星。又經(jīng)過兩年的反復(fù)思考和計算，他推算出這顆行星在天空中的軌道，質(zhì)量和當(dāng)時的位置。

這是一個驚暴性的假設(shè)。亞當(dāng)斯馬上將其結(jié)果報告給英國皇家天文臺臺長喬治·艾里爵士。請求他用天文臺的大型望遠(yuǎn)鏡來觀測這顆行星。也許是對年輕人的研究結(jié)果不甚信任，也許亞當(dāng)斯的理論讓他不能信服，總之這位臺長只是向亞當(dāng)斯寫了封回信，而沒有組織天文臺研究人員進(jìn)行觀測和尋找。

與此同時，法國巴黎的工科大學(xué)教師勒威耶也同時在對天王星的軌道運動進(jìn)行推算和研究。他得出了和亞當(dāng)斯一樣的結(jié)論——天王星不規(guī)則的越軌現(xiàn)象是由一顆未知行星的攝動造成的，并且他也算出了這顆行星的位置。

1846年8月31日，在亞當(dāng)斯之后10個月，他將自己的報告寄給德國柏林天文臺的天文學(xué)家加勒，報告自己的發(fā)現(xiàn)并請他進(jìn)行觀測。他在信中十分肯定的寫道:“先生，您將看到這顆搗亂的行星只可能存在于黃道內(nèi)的一個位置上?！?/p>

與亞當(dāng)斯比，勒威耶運氣不錯，敏感的加勒對于觀察事情十分積極，在接到信后便立即組織人力，用天文臺最好的望遠(yuǎn)鏡對勒威耶預(yù)言的天區(qū)進(jìn)行監(jiān)測，并于第二天凌晨，在勒威耶所預(yù)言的那一點略微偏離一點的地方，發(fā)現(xiàn)了一顆星圖上沒有的八等星—— 一顆小小的藍(lán)色星星。

當(dāng)夜，加勒等人繼續(xù)觀測，又找到了這顆星，這時，它的位置后退了大約70角秒。這一點微微的移動證明該天體不是一顆恒星。

這個太陽系新成員的發(fā)現(xiàn)震撼了世界，在70年中，人類先是觀察到一顆行星，然后通過天文學(xué)家用筆計算出另外一顆，這是對牛頓力學(xué)體系的最高肯定了。第二顆被發(fā)現(xiàn)的行星，它的最大意義就在于這顆星星是先在筆尖下被預(yù)測出來的，其進(jìn)一步證明了牛頓行星運動理論的正確性。人們將這顆用筆尖算出來的星星定名為“海王星?！?/p>

發(fā)現(xiàn)海王星后，亞當(dāng)斯聽說了這一結(jié)果，馬上披露了自己的研究，聲稱自己在勒威耶之前，就計算出海王星的存在，只是他的研究文稿被艾里束之高閣。而德國柏林天文臺宣布發(fā)現(xiàn)海王星后，英國天文臺臺長也想起了亞當(dāng)斯的計算，他立刻派人進(jìn)行搜尋，當(dāng)然他們也發(fā)現(xiàn)了海王星，但為時已晚，不會對歷史有任何改變。

科學(xué)的探索

對勒威耶的幸運，我們感到慶幸，而對于亞當(dāng)斯的運氣不佳，我們也不必為他感到惋惜，在科學(xué)的道路上，本身就有著很多機(jī)緣巧合，最重要的，其實是對真理的執(zhí)著追求，與永不停歇的探索。我們可以想象，在那個沒有計算機(jī)、沒有高精度望遠(yuǎn)鏡，甚至連精密星圖都不是人人可得到的年代。單憑紙筆對天上一顆星星的運行軌道進(jìn)行計算是個多么復(fù)雜的事情，但亞當(dāng)斯和勒威耶都成功地做到了，這是需要怎樣的毅力和多少汗水的努力啊!單憑這一點，他們就值得我們尊重。

最后順便說一句，1848年亞當(dāng)斯和勒威耶在倫敦相會，并且成了終身好友，兩人一起，長期合作研究天體力學(xué)。