仰望星空的小业主之子

• 作 者: 董洁林
• 出 处: 南风窗
• 发表日期: 2019年19期
• 关键词: 哈雷 彗星 行星 科学 科学家 英国

董洁林 清华大学中国科学和技术政策研究中心兼职研究员

　　1676年11月，英国东印度公司“联合号”帆船从英国启程去南半球，船上有位牛津大学大学生，名叫爱德蒙·哈雷。他刚20岁，自告奋勇去南半球的圣赫勒拉岛，自费为英国皇家格林威治天文臺在那里观察和记录恒星，这是一件填补人类科学知识空白的大事，对当时的大航海事业也有助益。
　　哈雷此行的资助主要来自他的父亲，一位经营食盐、肥皂、也做些地产的小业主。父亲一直很支持儿子仰望星空的爱好，从小就为他配备了当时最好的天文观测仪器，这次更是毫不犹豫地拿出了300英镑让孩子购置最新设备、一路没有金钱上的后顾之忧。这次耗时一年多的天文观察，初出茅庐的哈雷成就非凡，发现了一些独特的恒星和星云，编写了《南天恒星目录》，于22岁就被选为皇家学会成员，迅速进入了英国顶级科学家圈子。
　　1684年8月，哈雷从伦敦出发前往剑桥去拜访著名的牛顿教授。他此行的主要目的是向牛顿请教引力问题。哈雷问牛顿：“如果一颗行星受到太阳的引力作用运动、而该引力与两者之间距离的平方成反比，那么行星会以什么曲线运动呢？”牛顿不假思索地回答：椭圆曲线。苦思良久的问题如此轻易地在牛顿这里获得了答案，哈雷大惊，忙问牛顿是如何知道的。牛顿说自己已经计算过了，并答应以后把具体计算细节寄给哈雷。哈雷回到伦敦后不到三个月，就收到了牛顿寄给他的万有引力定理和相应的行星轨道计算。
　　看见这个既解释了苹果为什么落地、又计算出行星如何绕太阳以椭圆轨道转的理论，哈雷认识到其划时代伟大意义。他再次来到剑桥，鼓励牛顿尽快发表研究成果，这就是牛顿伟大著作《自然哲学的数学原理》的雏形。1687年，牛顿在哈雷的鼓励和协助下终于完成了其巨著。
　　接下来，当时作为英国皇家学会秘书的哈雷，为这部著作的出版费尽了心思。一方面他不得不经常调解牛顿和胡克这两位脾气怪异的大科学家之间的矛盾，当时这位嫉妒心很重的皇家学会会长对牛顿著作能否出版有举足轻重的作用。另方面，当时学会经费紧张，他不得不费尽心思来解决经费问题。此时，哈雷的父亲已经去世，再也不能资助儿子的科学追求了。于是他四处借债、以一己之力来资助牛顿著作的出版。牛顿的《原理》出版后，举世震惊，短期内多次加印。哈雷的学术眼光不仅得到了学界极大的认可，他为出版该书投入的资金也得到了丰厚的回报。
　　当然，哈雷并非只是一位热心为大科学家服务的平凡好人，他有自己的科学好奇心和执着追求，从第一次目睹彗星之后，哈雷就一直在关注更多彗星并思考这个问题。他猜想，这些体态巨大之物是不是太阳系中类同于行星的东西呢？如果是这样，彗星就应该与行星一样沿着椭圆轨道绕太阳运行，因此会周期性进入地球人的视野。通过研究彗星在历史上的出现记录，他认为有些彗星很可能是同一颗彗星的多次出现。比如他自己在1682年见过的那颗很明亮的彗星，似乎以76年上下的周期，反复回到地球附近。于是，基于牛顿万有引力理论和自己的假设，他计算了这颗彗星轨道，并在1705年发表的论文中预测该彗星将于1758年前后再次出现于天空。1758年12月25日，哈雷已经去世16年了，但他预测的彗星如期而至，惊喜的人们把它命名为“哈雷彗星”。
　　天文学是最早的科学，作为最原始的科学家，天文学家是科学队伍中的火炬手，只要还有这样的人在心无旁骛地仰望星空，其他科学家就能找到北，科学也就不会死。