亞當斯與勒威耶

天體異端

1781年3月的一天夜晚， 43歲的德國天文學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。他當時將其錯認為彗星，而后來的天文學家對其進行觀察，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。這在當時牛頓力學被奉為理性的最高信條的天文學界無異于一個重磅炸彈。是天體力學的理論出錯，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，成為諸多天文學家傾注心力研究的對象。

幾乎同時得出同樣結果的兩個人

亞當斯，在當時還是個名不見經(jīng)傳，英國劍橋大學的大學生。1841年，他22歲這一年的7月，亞當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于天王星行動異常的報告。尚未畢業(yè)的亞當斯對這個問題產(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)過兩年的反復思考和計算，他推算出這顆行星在天空中的軌道，質量和當時的位置。

這是一個驚暴性的假設。亞當斯馬上將其結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鏡來觀測這顆行星。也許是對年輕人的研究結果不甚信任，也許亞當斯的理論讓他不能信服，總之這位臺長只是向亞當斯寫了封回信，而沒有組織天文臺研究人員進行觀測和尋找。

與此同時，法國巴黎的工科大學教師勒威耶也同時在對天王星的軌道運動進行推算和研究。他得出了和亞當斯一樣的結論——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家加勒，報告自己的發(fā)現(xiàn)并請他進行觀測。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。”

與亞當斯比，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鏡對勒威耶預言的天區(qū)進行監(jiān)測，并于第二天凌晨，在勒威耶所預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—— 一顆小小的藍色星星。

當夜，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，然后通過天文學家用筆計算出另外一顆，這是對牛頓力學體系的最高肯定了。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測出來的，其進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。”

發(fā)現(xiàn)海王星后，亞當斯聽說了這一結果，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斯的計算，他立刻派人進行搜尋，當然他們也發(fā)現(xiàn)了海王星，但為時已晚，不會對歷史有任何改變。

科學的探索

對勒威耶的幸運，我們感到慶幸，而對于亞當斯的運氣不佳，我們也不必為他感到惋惜，在科學的道路上，本身就有著很多機緣巧合，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、沒有高精度望遠鏡，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行計算是個多么復雜的事情，但亞當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。