哈雷和那颗他等了一生的彗星

1758年的平安夜(12月24日),德国德雷斯登的一位农夫在自家院里架起天文望远镜,朝向西北方的天际,在那里,他惊喜地发现了一颗闪亮的彗星。这位农夫因此成为人类历史上第一个在预定时间观测到彗星的人,不过,历史并没有记录下他的名字,而是用一个十几年前就去世的科学家的名字命名了这颗彗星。

这颗彗星就是哈雷彗星,而命名它的人,就是英国科学家爱德蒙·哈雷,他被后人称为“科学史上最伟大的预言家”,很多人称赞他的预言照亮了整个时代。

其实,说哈雷“发现”了哈雷彗星,恐怕很多中国人会比那位德国农夫更不服气,因为作为太阳系唯一一颗肉眼可见的短周期彗星,哈雷彗星是同类彗星中最让人类“眼熟”的——不比那些两三百年才出现一次的同类,哈雷彗星每76.1年就出现一次,各国历史都对其记载繁多,尤其是咱中国,自公元前240年(秦始皇7年)起,没有漏掉任何一次哈雷彗星造访的记录。

然而,如此多的记录,在科学上并没有什么用,原因是古代中国人从没认出这些记载其实是同一颗彗星,而是每每把它当做“上天示警”的异兆。古代欧洲人也强不了多少,他们甚至拒绝承认彗星是一种天体,而将其解释为一种“大气现象”,以至于一到了闹黑死病的年头,就有医学家煞有介事地分析彗星怎样导致了疾病的流行。

当然,欧洲人的“彗星观”也不是空穴来风,这与希腊人为他们奠定的宇宙模型有关。古希腊人无法想象太阳、行星等星体能悬浮在真空中,所以就想象它们是被镶嵌在透明的水晶“天球”上,这些“天球”像俄罗斯套娃一样层层嵌套,最内部是地球,最外层则是所谓“原动天”,是它昼夜不息地运动,带动内部层层天球跟着运动,让宇宙有了昼夜更替和星辰流转。

虽然在今天的人们看来,“天球说”很荒谬,但它的寿命却很长,甚至直到哥白尼提出日心说时,他写的那本书还叫《天球运行论》(《天体运行论》其实是误译)。而“天球说”最大的漏洞就是彗星,它无法解释彗星是如何“击穿”层层天球,从遥远的太空直闯太阳系核心的。

直到17世纪,当时在英国皇家科学院当书记官的爱德蒙·哈雷立志解开这个谜团。他意识到,想要解释彗星,就必须抛弃日渐式微的天球论,构建一个新的数学模型。于是他拜托一位很有数学天才的好朋友,求他帮忙构建一个能够容得下彗星的“合理数学模型”。没想到对方居然回信说:这么简单的问题,我早就想明白了,只是比较懒,没成体系地阐述出来而已。哈雷闻讯急了,立刻专程跑到朋友家,估计是进门就喊:那你赶紧写出来啊!赶紧写,马上!

在哈雷的一再催促下,那位朋友总算写了一本名为《自然哲学的数学原理》的书,系统阐述了那套名为“万有引力”的理论。

没错,哈雷的这位朋友就是大名鼎鼎的艾萨克·牛顿。

在《自然哲学的数学原理》的序言中,牛顿很识趣地特意感谢了哈雷对自己的“鼓励”。是啊,没有哈雷,天才的牛顿不知要等到猴年马月才会想起屈尊启发一下人类——天才的脑回路真是跟我等凡人不一样。

然而,哈雷并不满足于当砸中牛顿脑袋的那个苹果,他要成就属于自己的名声。在得到了牛顿提供的数学模型后,哈雷马上结合天文学资料开始了艰苦的计算,他发现1531年、1607年和1682年出现的三颗彗星轨道看起来如出一辙,于是大胆地假设它们是同一颗彗星。再经过反复测算,考虑木星、土星等星体的引力摄动之后,哈雷预言这颗彗星将在1758年底或1759年初再次回归,并给出了它的轨道数据。哈雷得出这个结论是在1708年前后,这时他已经五十岁了,他很清楚自己不可能再活五十年,于是他用幽默而饱含遗憾的口吻提前写下遗嘱:如果彗星根据我的预言确实在1758年回来了,公平的后人大概不会拒绝承认它是由一位英国人首先发现的。

后世没有辜负哈雷,用他的名字命名了那颗他等了一生的彗星——与天才而怪异的牛顿相比,勤奋而执着的哈雷显然是另一种人,然而如果没有他,人类理性的天空同样不会被照亮。

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