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科學史上的“幽靈之星”

簡介根據牛頓理論,海王星的發現者、法國19世紀天文學家勒威耶認為水星附近存在一個未被發現的行星“祝融星”

祝融星為什麼消失了

□ 林頤

太陽系有八大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。絕大多數人都知道這個科學常識,但你知道嗎?科學家們曾經花費無數心力,在很長的一段時間裡,努力尋找一顆假想的太陽系行星,它被命名為“祝融星”。

《追捕祝融星》一書重新揭開祝融星的身世,祝融星曾經讓全世界的天文愛好者痴迷,很多宇宙學家宣稱找到了它,結果發現都是空歡喜,它就像薛定諤的貓,在那裡,或不在那裡;被看到,或沒被看到,最後,它存在的可能性,被愛因斯坦終結,被歷史塵封。

1915年11月18日,愛因斯坦在普魯士科學院公佈了他的引力理論。他花了十多年的時間才為引力問題找到了滿意的答案,並推匯出了一組方程,可以描述質量和能量如何彎曲空間以及如何在彎曲的空間中運動。

愛因斯坦理論精確地預言了水星的軌道運動。怎樣解釋水星軌道近日點每世紀43角秒的神秘進動呢?根據牛頓理論,海王星的發現者、法國19世紀天文學家勒威耶認為水星附近存在一個未被發現的行星“祝融星”。可是,許多年過去了,祝融星到底在哪兒呢?

人們為什麼堅信“祝融星”是存在的呢?這就要從萬有引力定律講起。牛頓建立了一個“牢不可破的世界秩序”。當牛頓發現萬有引力定律並提出運動三定律之後,在後來的大約兩百五十年時間裡,牛頓理論始終是物理學家和天文學家認識世界的主要依據。牛頓理論似乎完美地解釋了科學家們眼中的所有天體運動。然而,唯一不和諧的,就是水星。牛頓的後繼者在“祝融星”上陷入了僵局。19世紀長時間、廣範圍的天文學觀測始終無法捕捉這顆神秘的“幽靈之星”,這是否意味著,牛頓也是會出錯?牛頓理論並非那麼無堅不摧?

直到愛因斯坦,才找到了“重構宇宙”的新方法。牛頓所理解的宇宙是一個固定的巨大舞臺,行星、彗星等天體都是有序地執行。無論天體怎樣運動,空間都固定不變,而且不可改變。但在愛因斯坦的理論中,空間的可塑性要強得多。愛因斯坦描摹出一個引力理論的輪廓,在其中,宇宙中所有的物質、所有的粒子、所有的能量都對它的結構有影響:時空被物質和能量壓彎了,引力場實際上是一個彎曲的時空。

愛因斯坦相對論的論據之一,就是關於水星的計算。太陽因其巨大的質量而使時空發生了凹陷,水星在恆星的引力場的緊密包圍中,進行扭曲的、四維的曲線運動,並不需要一大塊物質才能解釋水星的軌道。於是,假設裡的“祝融星”,就在那一天,在愛因斯坦的演講裡,消失了,再也沒有存在的必要了,它註定要被忘記,被拋棄。

美國科普作家托馬斯·利文森講述的祝融星的故事,仍有著恆久的意義。牛頓是偉大的,愛因斯坦也是偉大的,後者的偉大並不否認前者的成就。他們也都有各自的侷限,在愛因斯坦之後,20世紀宇宙學的迅猛發展,讓愛因斯坦也成為了“過去”的代名詞。這就是科學的殘酷,科學發現從來都是集體的沉澱,是站在“巨人肩膀”上的成果。對所有前輩都不可盲目崇拜,所有理論都需要事實驗證,如此,科學才成為科學。

《追捕祝融星》

[美] 托馬斯·利文森 著

民主與建設出版社

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