Astronomy 版 (精华区)

发信人: reise (旅行), 信区: Astronomy
标  题: 哈雷与牛顿
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年05月26日12:42:22 星期一), 站内信件

    很难想象活跃的哈雷和孤僻的牛顿怎能成为好朋友，但二人的确是相差14岁的
忘年之交，哈雷是牛顿认为最值的信任、可以推心置腹的朋友。

    1680年，哈雷思索一个问题，他由克卜勒第三行星运动定律推导，太阳对行星
的引力应该与距离的平方成反比。但这个引力，是否能符合克卜勒第一行星运动定
律所述：行星的轨道是椭圆形的？哈雷无法证明，他向曾经研究过相同问题的虎克
请教，也征询其它皇家学会成员，但没有人能解，最后，哈雷决定去找牛顿。

    1684年8月，哈雷到剑桥找牛顿，发现他烦恼好久的问题，牛顿早在几年前就
写下答案了！当时，克卜勒行星运动定律只是根据观测记录归纳所得，并不了解其
原理，牛顿却能解释为什么而且有观测资料支持，甚至发现推导天上的天体与地上
的物体的运动，均可由同一定律解释：万有引力定律！这真是惊人的发现，牛顿却
没有发表的打算。 

    牛顿向来不爱与人争辩，终其一生，他的伟大成就都是在不得已的情况下发表。
随着二人的友谊逐渐增长，哈雷卯足全力说服牛顿，将他非凡的发现公诸于世，
并分成几卷出版成书。牛顿同意了。

    有人说，没有哈雷，就没有《自然哲学的数学原理》这本改变历史的书，这话
一点也不假。哈雷想尽办法、好说歹说才让牛顿同意写书；皇家学会同意出版这本
书了，却因濒临破产无法印行，哈雷于是自掏腰包，尽管此时因为父亲的去世，他
自己也有财务上的困难；最后，所有出版庶务都由哈雷一手包办：和印刷商周旋、
校订、验算数据和审图。这之间还曾因为虎克宣称是他先发现万有引力，使得牛顿
灰心想做罢，都靠哈雷鼓励《自然哲学的数学原理》，一书才有机会呈现在世人眼
前。

    《原理》一书出版后大受欢迎，但真正看的懂得人却寥寥可数，因此需要有人
解读宣传，这个不二人选当然就是哈雷。哈雷寄了一封信给当时的英王，以《论海
潮》为题，深入浅出地介绍潮汐现象。由此可知，哈雷是个蛮优秀的科普作家，同
时也很有外交手腕；潮汐的确是个很好的宣传话题，它与天文、物理相关，同时又
与当时在经济、军事上扮演重要地位的航海学有重要关系，当然国王会大感兴趣。

    这二位科学巨擘的关系相当密切，当牛顿任职伦敦皇家铸币厂厂长时，也不忘
任命当时经济状况也不怎么好的哈雷，任职位于却司特(Chester)的铸币厂管理人，
哈雷在此职位待了二年，直到铸币厂关门大吉。

    不过，也曾发生为人诟病的事。当时航海时，很难订出经度，船难常因此发生，
为此英国以巨额奖金悬赏寻求解决之道。许多科学家都认为要从天文解决，他们
提出相当多方法，现在当然知道其实都不太实用，不过在当时都讨论的热闹滚滚，
而不管使用哪种方法，都需要精确的天文观测与星图。哈雷与牛顿不知哪里弄来，
当时的皇家天文学家福蓝斯迪花了四十年时间的观测数据，未经同意便擅自印行，
哈雷还在序文中批评、攻击福蓝斯迪怠惰、藏私，缺乏公开的精神。福蓝斯迪为此
大感震怒，他立即收购已上市四百本书中的三百本，一把火全烧了；福蓝斯迪认为
这些资料未经仔细检验，擅自发行有损科学家的名誉。各位看官，你们认为这是谁
对谁错？总之，福蓝斯迪与哈雷的关系雪上加霜，后来福蓝斯迪去世后，皇家天文
学家一职由哈雷接任，福蓝斯迪的遗孀生气极了，她把格林威治天文台的仪器卖光
光，让哈雷刚上任就面临没有仪器用的窘境。不过大家可不要以为福蓝斯迪的遗孀
侵占公器，这些仪器很多都是福蓝斯迪自掏腰包买的。

注：英国悬赏经度定位巨额奖金，后来奖落谁家？竟然是个未经正规教育、木匠出
身的钟表匠！对这段故事有兴趣的人，请参阅时报出版社的《寻找地球刻度的人》，
这本书非常有意思，强力推荐。
 
 
哈雷彗星的发现

      史上最有名的彗星，应属哈雷彗星。现在的彗星冠上的是首次观测到它的人
名字，如海尔-波普彗星，哈雷彗星则是被预言出现之星。

    牛顿的《自然哲学的数学原理》一书于1686年出版，此书提出假设，认为有些
彗星有封闭的轨道，也就是会有规律地重复出现；哈雷想验证这个假设。

    从1695年起，他收集过去的观测记录，运用牛顿运动定律加以分析，发现
1305、1380、1456、1531、1607、与1682年观测到的彗星轨道非常相似，应该是同
一个彗星。如果这个推测是正确的，那么它应该会在1758年再度出现，哈雷在
1705年对世人做了预言，这是首次有人预言彗星的出现，他说：「如果1758年时他
果然再现，那么后代人将会记得，发现这颗彗星的功劳，要归给一个英国人。」他
说对了，1758年圣诞节（刚好也是牛顿的生日，真是美好的巧合），它又再次出现
于世人眼底，比哈雷预测的稍微晚了一些些，并于1759年3月14日通过近日点。后
来，这个最富传奇色彩的彗星，果然以这个英国人为名，沿用至今。

    一般人所认识的哈雷彗星，就是它有名的76年周期。但是，如果你以为只要知
道哈雷彗星曾于哪一年回归，加76年就是它下一次回归的年份，那可不一定正确。
由于彗星质量很小，当它运行经过较大的行星（如：木星）附近时，很容易受行星
引力影响而改变轨道；再者，每次行经太阳附近时，受太阳照射，都会损失质量，
这也会影响轨道。据科学家推测，哈雷彗星的周期大约在 76.0年到79.3年。不过
相对于其它彗星，哈雷彗星仍旧是颗非常活跃、周期稳定的彗星。

    哈雷彗星于1986年再度来访，也是人类进入太空时代的第一次，苏联、日本、
欧洲太空总署都派出宇宙飞船迎接，有趣的是，美国太空总署竟然在这场盛会中缺
席！这些宇宙飞船中，以欧洲太空总署的乔托号(Giotto)最为接近，还拍摄到彗核
的真面目。下次哈雷彗星将于2061再度来访。

 

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