《第1章 见证奇迹的时刻》
基本信息
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内容介绍
返回柔软的宇宙:相对论外ä¼
第1ç« ã€€è§è¯å¥‡è¿¹çš„æ—¶åˆ»
1801年,一间å°é—的乌漆墨黑的屋å里,一个人趴在å±å¹•å‰ä»”细地
观察ç€å¾®å¼±çš„光斑。当他终于看清了å±å¹•上那些奇怪的æ¡çº¹ä»¥åŽï¼Œç»ˆäºŽ
é•¿å‡ºäº†ä¸€å£æ°”:“牛顿牛è€çˆµçˆ·ï¼Œä½ 错了ï¼â€
ç‰›é¡¿åœ¨è‹±å›½å·²ç»æ˜¯å¤§å鼎鼎的科å¦å®¶ï¼Œæ— 数年轻的åŽè¾ˆéƒ½æ˜¯çœ‹ç€ä»–
的那本《自然哲å¦ä¹‹æ•°å¦åŽŸç†ã€‹è¸ä¸Šç§‘å¦å¾ç¨‹çš„,这个年轻人也ä¸ä¾‹
外,他的åå—嫿‰˜é©¬æ–¯Â·æ¨ã€‚1773å¹´6月13日,托马斯·æ¨å‡ºç”ŸäºŽè‹±å›½è¨é»˜
å¡žç‰¹éƒ¡ç±³å°”å¼—é¡¿ä¸€ä¸ªå¯Œè£•çš„è´µæ ¼ä¼šæ•™å¾’å®¶åºï¼Œå®¶é‡Œå…±æœ‰å个兄弟å§å¦¹ï¼Œ
他是最大的å©å。托马斯·æ¨ä»Žå°å—到良好教育,自幼天资èªé¢–,是个
ä¸æŠ˜ä¸æ‰£çš„神童。两å²çš„æ—¶å€™ï¼Œå·²ç»å¼€å§‹é˜…读书ç±ã€‚å››å²èƒ½èƒŒè¯µå¤§é‡å¤
诗è¯ï¼Œæ— è®ºæ˜¯è‹±æ–‡çš„è¿˜æ˜¯æ‹‰ä¸æ–‡çš„。ä¹å²å¼€å§‹è‡ªå·±åŠ¨æ‰‹æžå°åˆ¶ä½œï¼ŒåŽæ¥
å¦ä¼šäº†æžæœ›è¿œé•œã€æ˜¾å¾®é•œï¼ŒåŠ¨æ‰‹èƒ½åŠ›å¼€å§‹æ˜¾çŽ°å‡ºæ¥ã€‚åå››å²å°±å·²ç»ç†Ÿç»ƒ
地使用多ç§å¤–è¯ï¼Œå¸Œè…Šè¯ã€æ„大利è¯ã€æ³•è¯é‚£æ˜¯ä¸åœ¨è¯ä¸‹ï¼Œè¯»ä¹¦åšç¬”
记,éšä¾¿ç”¨ã€‚西方国家的è¯è¨€ä¸å¤Ÿä»–å¦çš„,åˆå¼€å§‹å¦ä¹ 东方è¯è¨€ï¼Œå¸Œä¼¯
æ¥è¯ã€æ³¢æ–¯è¯ã€é˜¿æ‹‰ä¼¯è¯äººå®¶ä¹Ÿå…¨æ‹¿ä¸‹æ¥äº†ã€‚那时候欧洲人眼里的东
方,也就到ä¸ä¸œé™„近,å†è¿œå°±æ˜¯å°åº¦äº†ã€‚
åä¹å²çš„æ—¶å€™ï¼Œæ‰˜é©¬æ–¯Â·æ¨æ¥åˆ°ä¼¦æ•¦å¦ä¹ 医å¦ã€‚他先是对眼科特别
æ„Ÿå…´è¶£ï¼ŒåŽæ¥åˆå–œæ¬¢ä¸Šäº†å…‰å¦ã€‚牛顿的书,他烂熟于胸,牛顿的《光
å¦ã€‹ï¼Œé‚£æ˜¯éžå¸¸ç†Ÿæ‚‰çš„。托马斯-æ¨å¯¹å½“æ—¶ç§‘å¦ç•Œæµè¡Œçš„两ç§å…‰å¦å¦è¯´
都很了解,首先是微粒说,牛顿是微粒说的支æŒè€…,他们认为光是å‘å°„
出æ¥çš„ç²’åæµï¼Œä¸€ä¸ªä¸ªå°ç‚®å¼¹è¢«å…‰æºæ‰“出æ¥ã€‚微粒说很容易解释一些现
è±¡ï¼Œæ¯”å¦‚å…‰æ²¿ç›´çº¿ä¼ æ’,比如å射,但是å¦å¤–ä¸€æ´¾å°±ä¸æ˜¯è¿™ä¹ˆè®¤ä¸ºçš„,
ä»–ä»¬æ˜Žç¡®åœ°è®¤ä¸ºå…‰åº”è¯¥æ˜¯ä¸€ç§æ³¢ã€‚他们å‘现,两æŸå…‰äº¤å‰åŽï¼Œå½¼æ¤ä¹‹é—´
æ¯«æ— å½±å“,按照牛顿支æŒçš„微粒说,这是ä¸å¯èƒ½çš„ã€‚ä¸¤æŒºæœºæžªå¯¹ç€æ‰“,
总会有些å弹在空ä¸ç›¸æ’žï¼Œç„¶å޿މ䏋æ¥ï¼Œå¯æ˜¯è¿™ç§çŽ°è±¡åœ¨å…‰è¿™é‡Œæ²¡äººçœ‹
到过。两æŸå…‰å¯¹ç€ç…§å°„,过ä¸ä¹…,地下积累起一å°å †å…‰åï¼Œè¿™ä¸æ˜¯å¤©æ–¹
夜è°å—?波动å¦è¯´è¿™ä¸€æ´¾çš„ä»£è¡¨äººç‰©æ˜¯æƒ æ›´æ–¯ï¼Œæƒ æ›´æ–¯å‘现,两个水波
纹会彼æ¤ç©¿è¿‡ï¼Œç©¿è¿‡ä»¥åŽäº’相ä¸å½±å“,那么å‡å¦‚å…‰æ˜¯ä¸€ç§æ³¢ï¼Œè¿™äº‹å„¿å°±
好解释啊ï¼ä½†æ˜¯æ³¢åŠ¨è¯´ä¹Ÿæœ‰éº»çƒ¦ï¼šå…‰çš„æ³¢é•¿æ˜¯å¤šå°‘å‘¢ï¼Ÿæ²¡äººçŸ¥é“光的波
é•¿æ˜¯å¤šå°‘ï¼Œæ³¢é•¿å…¬å¼æ˜¯Î»ï¼vt,λ是波长,v是波速,tæ˜¯å‘¨æœŸã€‚å¯æ˜¯è¿™å‡
ä¸ªå€¼ä½ ä¸€ä¸ªéƒ½ä¸çŸ¥é“ï¼Œæ ¹æœ¬æ²¡æ³•æµ‹é‡ã€‚在æ¤åŽçš„200年里,光å¦åœæ»žä¸
å‰ï¼ŒåŽè¾ˆä»¬ä¹Ÿä¸€ç›´ä¹Ÿæ²¡èƒ½è¶…越牛顿的《光å¦ã€‹ã€‚ç‰›é¡¿åœ¨åŠ›å¦æ–¹é¢çš„巨大
æˆåŠŸä½¿å¾—äººä»¬éƒ½æ„¿æ„相信,牛顿的光å¦ä¹Ÿæ˜¯æ£ç¡®çš„ï¼Œä¸€ç›´åˆ°æ‹¿ç ´ä»‘æ—¶ä»£
也还是这么认为,毕竟微粒说算是比较主æµçš„一ç§è¯´æ³•。
托马斯·æ¨åˆ°äº†åŒ»å¦é™¢å°±è¯»ï¼ŒçŽ°åœ¨å¯ä»¥ç§°ä»–为“æ¨å¤§å¤«â€äº†ã€‚ä»–å”å”
也是一ä½åŒ»ç”Ÿï¼Œå¯ä»¥è¯´æ£æ˜¯å› 为这ä½å”å”的影å“,æ¨å¤§å¤«æ‰æœ€ç»ˆç¡®å®šå¦
ä¹ åŒ»å¦ã€‚ä¸ä¹…åŽä»–çš„å”å”去世,给æ¨å¤§å¤«ç•™ä¸‹äº†ä¸°åŽšçš„é—产,ä¸ä½†æœ‰æˆ¿
å,还有大é‡çš„è—书,还有ä¸å°‘艺术å“,还有一万英镑的现款,从æ¤ï¼Œ
æ¨å¤§å¤«è¿‡ä¸Šäº†è¡£é£Ÿæ— 忧的幸ç¦ç”Ÿæ´»ã€‚1794年,æ¨å¤§å¤«äºŒå一å²ï¼Œç”±äºŽç ”
究了眼ç›çš„调节机ç†ï¼Œä»–æˆä¸ºçš‡å®¶å¦ä¼šä¼šå‘˜ã€‚1795å¹´ï¼Œä»–åˆ°å¾·å›½å“¥å»·æ ¹
大å¦å¦ä¹ 医å¦ï¼Œä¸€å¹´åŽæ‹¿åˆ°äº†åšå£«å¦ä½ã€‚åŽæ¥ä»–回了英国继ç»å¦ä¹ ,在
剑桥,åŒå¦ä»¬éƒ½å«ä»–“奇人æ¨â€ï¼Œå› 为他哪国è¯è¨€éƒ½æ‡‚,马骑得éžå¸¸å¥½ï¼Œ
è€Œä¸”è¿˜ä¼šæ‚æŠ€èµ°é’¢ä¸ï¼Œç®—是科å¦å®¶é‡Œèµ°é’¢ä¸æœ€æ£’的一ä½ã€‚å„ç§ä¹å™¨ï¼Œä»–
抬手就æ¥ï¼Œæ¼”奿°´å¹³ç›¸å½“é«˜ï¼Œè¿™ä¹Ÿä¸ºä»–åŽæ¥ç ”究波动å¦è¯´æ‰“下基础。ä¹
器嘛,本æ¥å°±æ˜¯å„ç§æŒ¯åЍå„ç§æ³¢å˜›ï¼
尽管æ¨å¤§å¤«æ˜¯ä¸ªåŒ»ç”Ÿï¼Œä½†ä»–还是éžå¸¸å–œæ¬¢ç‰©ç†å¦ï¼Œè‡ªå·±é—²æš‡æ—¶é—´ä¹Ÿ
éžå¸¸å¤šï¼Œæ¯•ç«Ÿè¡£é£Ÿæ— å¿§ï¼Œä¸ç”¨æœä¹æ™šäº”地出门上下ç。他一直在æ€è€ƒå¦‚
何去验è¯å…‰åˆ°åº•是波还是粒å,到了1801年,他总算想出个办法æ¥ï¼šå…ˆ
è¦æœ‰ä¸ªå…‰æºï¼Œè¿™å¥½åŠžï¼Œç„¶åŽè¦å¼„个æ¿å扎个å°çœ¼å„¿ï¼Œå†æ‰¾æ¥å¦ä¸€ä¸ªæ¿å
离得éžå¸¸è¿‘çš„è·ç¦»æ‰Žä¸¤ä¸ªå°çœ¼å„¿ã€‚è¿™æ ·çš„è¯ï¼Œä¸€æŸå…‰å°±è¢«åŠˆæˆäº†ä¸¤æŸï¼Œ
这两æŸå…‰æ¥è‡ªåŒä¸€ä¸ªå…‰æºã€‚å› ä¸ºæ¥è‡ªåŒä¸€å…‰æºï¼Œæ‰€ä»¥æŒ‰ç…§å…‰çš„æ³¢åЍç†
论,这两æŸå…‰åº”该会å‘生干涉现象,他期待能看到光产生的干涉æ¡çº¹ã€‚
最终,他如愿以å¿åœ°çœ‹åˆ°äº†æ¡çº¹ï¼Œç»ˆäºŽå¯ä»¥å¯¹ç€è‹å¤©é«˜å–Šä¸€å£°â€œç‰›çˆµ
çˆ·ï¼Œä½ é”™äº†ï¼â€å…‰ä¸æ˜¯å¾®ç²’ï¼Œè€Œæ˜¯ä¸€ç§æ³¢ï¼Œè·Ÿæˆ‘们说è¯äº§ç”Ÿçš„声音是一
æ ·çš„æ³¢ã€‚

åŽæ¥ï¼Œæ¨å¤§å¤«åˆä»¥ç‹ç¼ä»£æ›¿å°å”,进行了åŒç¼å®žéªŒï¼ˆå›¾1-1),得
到了更明亮的干涉æ¡çº¹ï¼ŒåŒç¼å¹²æ¶‰å¯æ¯”å°å”è¦äº®å¤šäº†ï¼Œæ¯”较容易观测。
æ¨å¤§å¤«æŠŠè‡ªå·±çš„è¯•éªŒæˆæžœå†™æˆè®ºæ–‡å‘è¡¨ï¼Œä½†æ˜¯æ ¹æœ¬æ²¡äººç”©ä»–çš„ç†è®ºï¼Œæœ€
åŽä»–自己写了一本书æ¥é˜è¿°è‡ªå·±çš„æ³¢åЍç†è®ºï¼Œè¿˜æ˜¯æ— 人问津,æ®è¯´åªå–
出了一本。在这本书里他写é“:“尽管我仰慕牛顿的大å,但是我并ä¸
å› æ¤è€Œè®¤ä¸ºä»–æ˜¯ä¸‡æ— ä¸€å¤±çš„ï¼Œæˆ‘é—æ†¾åœ°çœ‹åˆ°ï¼Œä»–也会弄错,而他的æƒå¨
有时甚至å¯èƒ½é˜»ç¢ç§‘å¦çš„è¿›æ¥ã€‚â€ä½†æ˜¯ï¼Œæ¨å¤§å¤«å‡å€Ÿä¸€å·±ä¹‹åŠ›è¿˜æ˜¯å¾ˆéš¾
撼动祖师爷的æƒå¨ï¼Œè‡³äºŽä»–那本书到底是è°ä¹°åŽ»äº†ï¼ŒçŽ°åœ¨ä¹Ÿæžä¸å¤ªæ¸…
楚。但是æ¨å¤§å¤«çš„这个å‘现,对于拉普拉斯æ¥è¯´ï¼Œä¸æ˜¯æ²¡æœ‰å½±å“的。拉
æ™®æ‹‰æ–¯ææ€•是了解到了æ¨å¤§å¤«çš„试验,按照æ¨å¤§å¤«çš„æ³¢åЍç†è®ºï¼Œå…‰å¹¶éž
å¾®ç²’ï¼Œè€Œæ˜¯ä¸€ç§æ³¢ï¼Œé‚£ä¹ˆè‡ªå·±å…³äºŽæš—星的设想就完全是ä¸é 谱儿的。虽
然拉普拉斯并ä¸è§å¾—认åŒè¿™ç§æ³¢åŠ¨è¯´ï¼Œä½†æ˜¯ä¸ºä¿é™©èµ·è§ï¼Œæ²¡æŠŠæ¡çš„东
西,还是ä¸è¦å¾€ã€Šå¤©ä½“力å¦ã€‹è¿™éƒ¨ä¹¦ä¸Šå†™äº†ã€‚å› æ¤ï¼Œæ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯æ‚„æ— å£°æ¯
åœ°åˆ æŽ‰äº†æœ‰å…³æš—æ˜Ÿçš„å†…å®¹ï¼Œå…‰çº¿ä¸Žå¼•åŠ›çš„ç¬¬ä¸€æ¬¡ç¢°æ’žå°±è¿™æ ·é»¯ç„¶è½å¹•。
当然日åŽå®ƒä»¬çš„命è¿ä¼šç´§ç´§åœ°çº ç¼ åœ¨ä¸€èµ·ï¼Œè¿œæº¯åˆ°æ··æ²Œåˆå¼€ä¹‹æ—¶ï¼Œè¿™æ˜¯
åŽè¯æš‚且ä¸è¡¨ã€‚但是光å¦ä¸“家与天文å¦å®¶åˆšå·§å°±æ˜¯åŒä¸€æ‹¨äººï¼Œä»–们的çº
è‘›æ‰åˆšåˆšå¼€äº†ä¸ªå¤´ï¼Œå¥½æˆè¿˜åœ¨åŽé¢å‘¢ã€‚
拉普拉斯的《天体力å¦ã€‹ä»ç„¶åœ¨ä¸€ç‰ˆä¸€ç‰ˆåœ°å‡ºï¼ŒåŽç»çš„å‡ å·ä¸æ–é¢
ä¸–ï¼ŒæœŸé—´æ‹¿ç ´ä»‘é‚€è¯·ä»–å…¥é˜æ‹…任内政大臣,八个月就被踢出æ¥äº†ã€‚拉普
拉斯还是适åˆå½“一个科å¦å®¶ï¼Œæ”¿æ²»è¿™çŽ©æ„儿他玩儿ä¸è½¬ã€‚æ‹¿ç ´ä»‘æ€»æ˜¯è®¥
ç¬‘ä»–æŠŠâ€œæ— ç©·å°â€å¸¦è¿›äº†å†…é˜ï¼Œä¸è¿‡è¿˜æ˜¯å°æ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯ä¸ºä¼¯çˆµã€‚åŽæ¥æ‹¿ç ´ä»‘
走背è¿ï¼Œæ‰“了败仗被迫退ä½ï¼Œæ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯å€’还是稳稳当当地继ç»å½“他的伯
爵,到了路易åå…«å¤è¾Ÿå›žæ¥å½“国王,å而å°äº†æ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯ä¾¯çˆµã€‚那年头éš
é£Žå€’çš„äººå¤šäº†åŽ»äº†ï¼Œæ‹¿ç ´ä»‘æ‰‹ä¸‹ä¸€å¤§å¸®å人都是跳槽的高手,拉普拉斯
æœ€å¤§çš„æŠ¤èº«ç¬¦ï¼Œå°±æ˜¯ä»–çš„ç§‘å¦æˆå°±ã€‚ä¸ç®¡æ˜¯æ‹¿ç ´ä»‘也好,路易å八也
罢,都知é“ç§‘å¦å®¶çš„ç贵。大é©å‘½ä»¥åŽäº§ç”Ÿçš„ç£æ”¿åºœå¯å°±è½¬ä¸è¿‡è¿™ä¸ªè„‘
å了,他们把éžå¸¸ä¼˜ç§€çš„化å¦å®¶æ‹‰ç“¦é”¡ç äº†å¤´ã€‚æ‹‰æ ¼æœ—æ—¥å››å¤„å¥”èµ°ï¼Œæƒ³
å…æ‹‰ç“¦é”¡ä¸€æ»ï¼Œå¯æƒœæ²¡èƒ½æˆåŠŸã€‚æ‹‰æ ¼æœ—æ—¥ä¸€è·ºè„šä»°å¤©é•¿å¹ï¼Œä»–们一下å
å°±ç æŽ‰äº†æ‹‰ç“¦é”¡çš„å¤´ï¼Œå¯æ˜¯è¿™æ ·çš„头ä¸çŸ¥é“多少年æ‰ä¼šé•¿å‡ºä¸€ä¸ªã€‚
å°±åœ¨æ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯å’Œæ‹‰æ ¼æœ—æ—¥çš„è¿™ä¸ªæ—¶ä»£ï¼Œå¤©ä½“åŠ›å¦é€æ¸æˆç†Ÿã€‚特别是
æå‡ºäº†æ‘„动ç†è®ºä¹‹åŽï¼Œå¤©æ–‡å¦å®¶ä»¬å‘现,其实天体的轨é“并䏿˜¯åƒå¼€æ™®
å‹’è¯´çš„é‚£æ ·æ˜¯ä¸ªç®€å•çš„æ¤åœ†ã€‚å› ä¸ºè¡Œæ˜Ÿä»¬ç¦»å¤ªé˜³éžå¸¸é¥è¿œï¼Œè€Œä¸”行星之
é—´çš„è·ç¦»ä¹Ÿä¸è¿‘,把太阳和行星彼æ¤çœ‹ä½œæ˜¯ä¸€ä¸ªè´¨ç‚¹æ¥è®¡ç®—å¹¶æ— å¤§ç¢ï¼Œ
ä¸å¦çš„物ç†è¯¾ä¸Šç»å¸¸å°±æ˜¯è¿™ä¹ˆç®—的。但是ï¼è¡Œæ˜Ÿä¹‹é—´å…¶å®žæ˜¯äº’相有引力
关系的,éšç€ä¸€å¹´åˆä¸€å¹´çš„观测,微å°çš„è¯¯å·®è¶Šç§¯ç´¯è¶Šå¤§ï¼ŒåŒæ—¶è§‚测精
度越æ¥è¶Šé«˜ï¼Œåˆ°äº†æ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯ä»–们那个时代,已ç»ä¸èƒ½ä¸è€ƒè™‘这些行星之
间的相互影å“了,特别是行星里é¢çš„è€å¤§â€”—木星的影å“。拉普拉斯的
一个贡献就是告诉大家,这ç§å¤æ‚的情况是å¯ä»¥è®¡ç®—的,虽然显得éžå¸¸
麻烦。行星在空间ä¸èµ°çš„æ˜¯ä¸€æ¡è¿‘似于æ¤åœ†çš„éžå¸¸å¤æ‚的曲线,怎么
算?那è¦ç”¨åˆ°è¡Œæ˜Ÿçš„æ‘„动ç†è®ºã€‚当时天文å¦å®¶ä»¬æœ€å‘æ„的就是天王星的
出轨问题。
自打赫æ‡å°”å‘现了天王星以åŽï¼Œåœ¨å¤©æ–‡å¦ç•Œå¼•起了轰动。过去人们
总认为行星ä¸è¿‡å°±æ˜¯é‡‘木水ç«åœŸè¿™äº”é¢—ï¼ŒåŽæ¥éšç€å“¥ç™½å°¼æ—¥å¿ƒè¯´æ·±å…¥äºº
心,大家å‘现地çƒå¹¶ä¸ç‰¹æ®Šï¼Œåœ°çƒä¹Ÿæ˜¯ä¸€é¢—è¡Œæ˜Ÿï¼ŒåŠ èµ·æ¥ä¸è¿‡å…个。赫
æ‡å°”å‘现了第七颗行星,当然是刷新了大家的认知啊ï¼äººä»¬ä»Žæ¤çŸ¥é“,
太阳系远ä¸åƒè¿‡åŽ»è®¤ä¸ºçš„é‚£æ ·ç®€å•ï¼ŒäºŽæ˜¯èµ¶ç´§åŽ»ç¿»æ‰¾æ•…çº¸å †ï¼Œçœ‹çœ‹å‰è¾ˆ
天文å¦å®¶çš„è§‚æµ‹è®°å½•é‡Œé¢æœ‰æ²¡æœ‰å¤©çŽ‹æ˜Ÿçš„ç—•è¿¹ï¼Œä¸€ç¿»ä¸è¦ç´§ï¼Œå°±å‘现过
去的人早就记录了天王星的ä½ç½®ï¼Œæ¯•竟天王星最亮的时候有å…ç‰ï¼Œåœ¨æ²¡
有光污染的郊外,肉眼勉强å¯è§ã€‚人家天王星很给é¢å,还是比较亮
的。好多å¤ä»£çš„观测记录都有这颗天体,然而,由于å„ç§ç¼˜æ•…ï¼Œæ— äººå‘
现天王星是一颗行星,居然会移动ä½ç½®ï¼Œç»“果纷纷与这颗行星失之交
臂。大家翻找出ä¸å°‘çš„å¤ä»£è®°å½•,跟现在的观测数æ®åˆå¹¶åˆ°ä¸€èµ·æ¥è®¡ç®—
天王星的轨é“ï¼Œä½†æ˜¯å´æ‚²æƒ¨åœ°å‘çŽ°ï¼Œå¤©çŽ‹æ˜Ÿéƒ½ä¸æŒ‰ç…§å¤©æ–‡å¦å®¶ä»¬è®¡ç®—çš„
轨迹去è¿è¡Œï¼Œäººå®¶æºœæºœè¾¾è¾¾åœ°å°±å‡ºè½¨äº†ã€‚那好å§ï¼Œæ˜¯ä¸æ˜¯æ²¡è€ƒè™‘到木星
的影å“å‘¢ï¼Ÿè¿™å¯æ˜¯æ‘„动ç†è®ºå¤§æ˜¾èº«æ‰‹çš„好机会啊ï¼ä½¿ç”¨äº†æ‘„动ç†è®ºè¿›è¡Œ
计算,果然算出æ¥çš„è½¨é“æœå¸–了很多,基本跟天文观测对上茬了,大家
坿¾äº†ä¸€å£æ°”啊ï¼
å¥½æ—¥åæ€»æ˜¯ä¸é•¿ä¹…,天王星消åœäº†å‡ 年之åŽï¼Œåˆå¼€å§‹å‡ºè½¨äº†ã€‚åŽæ¥
天文å¦å®¶ä¸€è°ˆè®ºåˆ°å¤©çŽ‹æ˜Ÿçš„è½¨é“问题,普éè„‘ä»ç–¼ã€‚而且大家å‘现,带
上å¤ä»£å¤©æ–‡å¦å®¶çš„观测记录å§ï¼Œç®—出æ¥çš„å°±ä¸å‡†ï¼Œä¸å¸¦ä¸Šå§ï¼Œå¥½æ¹èƒ½æ¶ˆ
åœä¸€é˜µåã€‚éš¾é“æ˜¯å¤ä»£å¤©æ–‡å¦å®¶æµ‹é”™äº†ï¼Ÿä¸ä¼šå§ï¼ç¿»ç¿»ä»–们别的观测记
录,好åƒç²¾åº¦éƒ½å¾ˆé«˜çš„æ ·å,那么多颗星,都测对了,唯独天王星测错
了,这也太巧了ï¼è€Œä¸”那么多人的记录,难é“大家é½åˆ·åˆ·åœ°éƒ½æŠŠå¤©çŽ‹æ˜Ÿ
这一颗星测错了?这ç§å¯èƒ½æ€§æžå°æžå°ã€‚
那是怎么回事儿呢?大家百æ€ä¸å¾—其解,既然解决ä¸äº†ï¼Œæ¬§æ´²å¤©æ–‡
å¦ç•Œä¾¿ä¸å¾—ä¸åšèµ·äº†é¸µé¸Ÿï¼Œè„‘è¢‹æ‰Žåˆ°æ²™å †é‡Œï¼Œå°±å½“æ²¡çœ‹è§ã€‚天王星轨é“
çš„äº‹å„¿å°±å…ˆå¾€åŽæ”¾å§ï¼Œå¤©çŽ‹æ˜Ÿè½¨é“å¼‚å¸¸ï¼Œåæ£ä¹Ÿä¸è€½è¯¯åœ°çƒçš„è¿è¡Œï¼Œä¹Ÿ
ä¸è€½è¯¯äººç±»ç¤¾ä¼šçš„è¿è½¬ã€‚坿˜¯æœ‰äº›äº‹å„¿æ˜¯è€½è¯¯ä¸èµ·çš„,比如å„大天文å°
çš„é‡è¦å·¥ä½œä¹‹ä¸€ä¾¿æ˜¯ç¼–åˆ¶ä¿®è®¢èˆªæµ·å¹´åŽ†ï¼Œæ ¼æž—å°¼æ²»å¤©æ–‡å°å’Œå·´é»Žå¤©æ–‡å°
都有这方é¢çš„任务。往å‰è¿½æº¯ï¼Œæ ¼æž—尼治天文å°å’Œå·´é»Žå¤©æ–‡å°å»ºç«‹çš„动
å› ä¹‹ä¸€ï¼Œå°±æ˜¯ç»åº¦æµ‹é‡é—®é¢˜ã€‚è‹±å›½å¥½å‡ ä½æœ€ä¼˜ç§€çš„天文å¦å®¶éƒ½æ‹…ä»»è¿‡æ ¼
林尼治天文å°å°é•¿ï¼Œæ¯”如弗拉姆斯蒂德ã€å“ˆé›·ã€å¸ƒæ‹‰å¾·åˆ©ç‰ï¼Œæ³•国的å¡
西尼家æ—甚至祖å™ä¸‰ä»£éƒ½æ‹…任巴黎天文å°å°é•¿ä¸€èŒã€‚到了åä¹ä¸–纪,担
任过巴黎天文å°å°é•¿çš„äººä¸æœ‰ä¸€ä½è‘—å人物å«é˜¿æ‹‰æˆˆï¼Œä»–是一ä½ç‰©ç†å¦
家,也是一ä½å¤©æ–‡å¦å®¶ã€æ•°å¦å®¶ã€‚ä»–åšå†³æ”¯æŒæ¨å¤§å¤«çš„æ³¢åЍå¦è¯´ï¼Œä»–çš„
好朋å‹è²æ¶…尔也æå‡ºäº†ç±»ä¼¼çš„ç†è®ºã€‚è²æ¶…尔跟æ¨å¤§å¤«å¹¶ä¸è®¤è¯†ï¼Œä»–过去
是一ä½åœŸæœ¨å·¥ç¨‹å¸ˆï¼Œä¹Ÿæ˜¯åŠè·¯å‡ºå®¶æžå…‰å¦çš„,阿拉戈牵线介ç»ä»–们认识
äº†ã€‚è²æ¶…尔跟æ¨å¤§å¤«å…³ç³»å¾ˆå¥½ï¼Œä¸¤ä¸ªäººäº’ç›¸è°¦è®©äº†ä¸€ç•ªï¼Œéƒ½è¯´å¯¹æ–¹æ‰æ˜¯
é¦–åˆ›ã€‚ä»Žæ¤æ¨å¤§å¤«ã€è²æ¶…å°”ã€é˜¿æ‹‰æˆˆä¸‰ä¸ªäººèƒœåˆ©ä¼šå¸ˆï¼Œä¸‰ä¸ªäººå¹¶è‚©ä½œ
战,æ…å¾—å…‰å¦ç•Œé£Žèµ·äº‘涌。
光既然是波,那么光既能够表现出干涉现象,也会表现出è¡å°„现
è±¡ï¼Œè²æ¶…尔就是首先对光的è¡å°„现象åšå‡ºç²¾ç¡®æè¿°çš„人。æ¨å¤§å¤«ä¹Ÿåœ¨æž
è¡å°„æ–¹é¢çš„ç ”ç©¶ï¼Œä½†è²å°¼å°”开始并ä¸çŸ¥é“æ¨å¤§å¤«çš„å·¥ä½œï¼ŒåŽæ¥æ¨å¤§å¤«åœ¨
1817年给阿拉戈写信,说自己有点儿开çªäº†ï¼Œè¿‡åŽ»æ³¢åŠ¨å…‰å¦é‡åˆ°çš„一系
åˆ—é—®é¢˜æ˜¯å› ä¸ºä»–ä»¥ä¸ºå…‰æ³¢æ˜¯çºµæ³¢ã€‚çºµæ³¢å°±è·Ÿå£°éŸ³ä¸€æ ·ï¼Œæ˜¯ç–密波(图1-
2)。
å‡å¦‚å…‰æ³¢ä¸æ˜¯çºµæ³¢ï¼Œè€Œæ˜¯åƒæ°´æ³¢çº¹é‚£æ ·çš„æ¨ªæ³¢ï¼Œé‚£ä¹ˆå¾ˆå¤šé—®é¢˜å°±è¿Ž
åˆƒè€Œè§£äº†ï¼Œæ¯”å¦‚å…‰çš„åæŒ¯é—®é¢˜ã€‚

é˜¿æ‹‰æˆˆå‘Šè¯‰äº†è²æ¶…尔,æ¨å¤§å¤«è®¤ä¸ºå…‰æ³¢æ˜¯æ¨ªæ³¢ã€‚å…¶å®žè²æ¶…å°”ä¸ç”¨é˜¿
æ‹‰æˆˆä¼ é€’æ¶ˆæ¯ï¼Œä»–æ—©å°±è‡ªå·±æ‚Ÿåˆ°äº†è¿™ä¸€ç‚¹ï¼Œä»–å·²ç»æ ¹æ®å…‰æ˜¯æ¨ªæ³¢çš„这一
æ€æƒ³æŽ¨ç®—å‡ºäº†åæŒ¯å…‰çš„干涉原ç†ï¼Œå射折射都ä¸åœ¨è¯ä¸‹ï¼Œè¿˜æœ‰éžå¸¸å¥‡æ€ª
çš„åŒæŠ˜å°„çŽ°è±¡ä¹Ÿèƒ½å¾—åˆ°è§£é‡Šï¼ˆå›¾1-3)。

è²æ¶…尔把这一系列æˆå°±å†™æˆè®ºæ–‡å‡†å¤‡å‘表,请阿拉戈跟他一起署
åï¼Œé˜¿æ‹‰æˆˆä¸´é˜µçŠ¹è±«äº†ï¼Œè™½ç„¶ä»–æ”¯æŒæ³¢åЍ光å¦ï¼Œä½†æ˜¯ä»–还是感到没把
æ¡ï¼Œæ¯•竟å对波动光å¦çš„æ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯å’Œæ³Šæ¾è¿™äº›äººéƒ½æ˜¯æˆäº†å的大腕儿,
他这一犹豫就没ç¾å—ã€‚è²æ¶…尔一个人署å,所以“物ç†å…‰å¦ä¹‹çˆ¶â€çš„åå·
å°±è½åˆ°äº†è²æ¶…尔的头上。阿拉戈虽然倾注了很多心血,而且对波动ç†è®º
åšäº†ä¸å°‘è´¡çŒ®ï¼Œæ— å¥ˆä¸´é—¨ä¸€è„šé€€ç¼©äº†ï¼Œè£èª‰ä¹Ÿå°±ç¦»ä»–而去。当然他临阵
çŠ¹è±«ä¹Ÿä¸æ˜¯ä»…æœ‰è¿™ä¸€æ¬¡ï¼ŒåŽæ¥çš„ä¸€ä»¶å¤§äº‹å„¿ææ€•ä»–æ‚”å¾—è‚ å都é’了。
1818年,法国科å¦é™¢æå‡ºäº†å¾æ–‡ç«žèµ›é¢˜ç›®ï¼š
1.利用精确的实验测定光的è¡å°„效应。
2.利用数å¦å½’纳法,计算出光通过物体周围时的è¿åŠ¨æƒ…å†µã€‚
è²æ¶…å°”è®¡ç®—äº†ä¸€å¤§å †éšœç¢ç‰©çš„è¡å°„花纹,方的ã€åœ†çš„ã€æ‰çš„……写
好了报告æäº¤ç»™äº†è¯„å¥–å§”å‘˜ä¼šã€‚è¯„å¥–å§”å‘˜ä¼šé‡Œé¢æœ‰é˜¿æ‹‰æˆˆï¼Œä»–自然是支
æŒè²æ¶…尔,但是他的å对者也ä¸å°‘ï¼Œæ‹‰æ™®æ‹‰æ–¯ã€æ³Šæ¾ã€æ¯”奥都是支æŒç‰›
é¡¿çš„å¾®ç²’è¯´çš„ã€‚è¿˜æœ‰ä¿æŒä¸ç«‹çš„ç›–å•è¨å…‹ï¼Œäººå®¶ä¸¤è¾¹ä¸æŽºå’Œã€‚
æ¯«æ— ç–‘é—®ï¼Œè²æ¶…å°”é到了微粒说支æŒè€…的一致å对,人家本æ¥å°±ä¸
è®¤åŒæ³¢åŠ¨è¯´ã€‚æ³Šæ¾æ•°å¦éžå¸¸å¥½ï¼Œä»–æ‹¿è¿‡è²æ¶…尔的计算结果仔细看了看,
æå‡ºäº†ä¸€ä¸ªå½“时看起æ¥åŒªå¤·æ‰€æ€çš„ç»“è®ºï¼šæŒ‰ç…§è²æ¶…尔的计算,å‡å¦‚用å•
色光æ¥ç…§å°„一个圆盘,圆盘的背åŽåº”该å˜åœ¨ä¸€ä¸ªé˜´å½±ï¼Œä»”细调节è·ç¦»ï¼Œ
在阴影ä¸é—´ä¼šå‡ºçŽ°ä¸€ä¸ªäº®æ–‘ã€‚æ³Šæ¾è®¤ä¸ºï¼Œè¿™æ ¹æœ¬å°±æ˜¯èƒ¡æ‰¯ï¼Œå“ªæœ‰è¿™æ ·çš„
事?他认为他已ç»é©³å€’了波动å¦è¯´ã€‚è²æ¶…尔和阿拉戈毫ä¸çŠ¹è±«åœ°æŽ¥å—了
挑战,实验是检验ç†è®ºæœ€å¥½çš„æ‰‹æ®µï¼Œæžœç„¶ï¼Œè²æ¶…尔上演了让科å¦ç•Œå¤§è·Œ
眼镜的一幕。

一æŸå•色光照在圆盘上,圆盘åŽé¢çš„å±å¹•上形æˆäº†ä¸€ä¸ªé˜´å½±ï¼Œä»”细
调节å±å¹•çš„è·ç¦»ï¼Œæžœç„¶å‘现在圆盘的ä¸é—´æœ‰ä¸€ä¸ªäº®æ–‘。泊æ¾çš„预言被è¯
实了,信奉微粒说的科å¦å®¶è¢«"啪啪"åœ°æ‰“è„¸ã€‚è¿™ä¸ªäº®æ–‘åŽæ¥è¢«ç§°ä¸ºæ³Šæ¾
亮斑(图1-4),å¯ä»¥ç®—是一次è§è¯å¥‡è¿¹çš„æ—¶åˆ»ï¼Œè¿™ä¸‹å信奉微粒说的
全哑了,波动光å¦å¾—到了大家的认å¯ï¼Œè²æ¶…尔也被尊称为物ç†å…‰å¦ä¹‹
父。
è¿™ä¸ªé—®é¢˜è§£å†³äº†ï¼Œå¯æ˜¯è¿˜æœ‰ä¸€ä¸ªå¤§é—®é¢˜åœ¨å›°æ‰°ç€ç‰©ç†å¦å®¶ä»¬ã€‚很早
大家就知é“,望远镜的å£å¾„è¶Šå¤§ï¼Œé‚£ä¹ˆæœ›è¿œé•œçš„åˆ†è¾¨çŽ‡è¶Šé«˜ã€‚åŒæ ·çš„æ”¾
大倿•°ï¼ŒåŒæ ·çš„焦è·ï¼Œå£å¾„大的望远镜,比å£å¾„å°çš„æœ›è¿œé•œè¦çœ‹å¾—æ›´åŠ
清楚。背åŽåˆ°åº•æ˜¯ä»€ä¹ˆåŽŸå› å‘¢ï¼Ÿ1835年,英国的皇家天文å¦å®¶ã€æ ¼æž—å¨
治天文å°å°é•¿è‰¾é‡Œåšå‡ºäº†ä¸€ä¸ªè§£é‡Šï¼šä½ ä»¥ä¸ºç†æƒ³çš„é€é•œæˆ–者是å射镜能
够把光线汇èšåˆ°ä¸€ç‚¹ä¸Šå—?那是ä¸å¯èƒ½çš„ï¼Œå› ä¸ºè¡å°„作用的å˜åœ¨ï¼Œå¿…定
会产生一个å°å°çš„环斑。也就是说,哪怕å†ç†æƒ³çš„镜片,也ä¸å¯èƒ½èšç„¦
到一个点上,必定是个很å°çš„圆,这个圆越å°ï¼Œåˆ†è¾¨çŽ‡å°±è¶Šé«˜ï¼Œçœ‹å¾—è¶Š
清楚,想è¦ç¼©å°è¿™ä¸ªçŽ¯æ–‘ï¼Œå¿…é¡»åšå¤§å£å¾„。我们今天的巨型望远镜å£å¾„
都达到了å米的级别,三åç±³ç›´å¾„çš„æœ›è¿œé•œä¹Ÿåœ¨å»ºé€ ä¹‹ä¸ï¼ŒèƒŒåŽçš„原ç†
就是这个艾里环斑。越大的望远镜,分辨率越高,而且收集的光线越
多,也就越容易看到暗弱的天体。
艾里担任皇家天文å¦å®¶å’Œæ ¼æž—尼治天文å°å°é•¿é•¿è¾¾å››å五年时间,
ä»–åˆšä¸Šä»»çš„æ—¶å€™ï¼Œæ ¼æž—å°¼æ²»å¤©æ–‡å°éžå¸¸è½åŽï¼Œè¿œè¿œä¸åŠå¾·å›½çš„竞争对
手,德国天文å¦åœ¨é«˜æ–¯ç‰å¤§ç‰›çš„带领下æžå¾—çƒç«æœå¤©ã€‚è‰¾é‡Œé¦–å…ˆè¦æŒ¯å…´
天文å°ï¼Œæ”¹è¿›ä»ªå™¨ï¼Œæ•´ç†è¿‡åŽ»çš„è§‚æµ‹èµ„æ–™ã€‚åœ¨è‰¾é‡Œè¿™ä¸ªè‹›åˆ»çš„â€œæš´å›â€é©±
赶下,è€ç‰Œçš„天文å°ç»ˆäºŽåˆä¸€æ¬¡ç„•å‘生机。
ä½†å¾ˆæœ‰æ„æ€çš„æ˜¯ï¼Œè‰¾é‡Œä¸æ˜¯å› 为他的æˆå°±è¢«äººä»¬ç‰¢è®°çš„ï¼Œè€Œæ˜¯å› ä¸º
他的失败而ååž‚é’å²ã€‚这一天,艾里收到了一份论文,是一个åå«äºšå½“
斯的年轻人寄æ¥çš„ï¼Œä¸»è¦æ˜¯ä¸ºäº†è§£å†³å¤©çŽ‹æ˜Ÿçš„å‡ºè½¨é—®é¢˜ã€‚è¿™ä¸ªäºšå½“æ–¯åœ¨
剑桥天文å°å·¥ä½œï¼Œä»–花了好久,想è¦è§£å†³å¤©çŽ‹æ˜Ÿè½¨é“始终算ä¸å‡†çš„é—®
题,穷尽了å„ç§å„æ ·çš„æ–¹æ³•ï¼Œæœ€åŽéƒ½å¤±è´¥äº†ã€‚人家天王星就是ä¸ç»™äººç±»
é¢å,始终抱ç€ä¸åˆä½œçš„æ€åº¦ã€‚äºšå½“æ–¯å®žåœ¨æ˜¯æ²¡è¾™äº†ï¼Œä»–ä¸å¾—ä¸åšäº†ä¸€
个最大胆的å‡è®¾ï¼šæœ‰ä¸€é¢—未知的大行星,她的è¿è¡Œå¯¹å¤©çŽ‹æ˜Ÿé€ æˆå½±å“,
导致天王星的轨é“å˜å¾—夿€ªã€‚于是他就把计算结果写æˆè®ºæ–‡å¯„给了艾
里,毕竟他是æƒå¨å˜›ã€‚没过多久,一å°ä¿¡ä»Žæ³•国寄æ¥ï¼Œä¸€ä¸ªæ³•国年轻人
勒维耶也给艾里写了一å°ä¿¡ï¼Œä¸Šé¢æ˜Žç¡®åœ°æè¿°äº†ä»–的计算结果——应该
有一颗未知的大行星在影å“ç€å¤©çŽ‹æ˜Ÿçš„è¿è½¬ï¼Œå¯¼è‡´æˆ‘们怎么也算ä¸å‡†å¤©
王星的轨é“。艾里看了看计算数æ®ï¼Œè·Ÿäºšå½“斯两个人是殊途åŒå½’,算撞
了车。按ç†è¯´ï¼Œä¸¤ä¸ªäººè®¡ç®—结果类似,那么应该引起è¦è§‰å•Šï¼è¿™ä»¶äº‹å„¿
çœ‹æ¥æ˜¯å€¼å¾—å¬é›†åŠ›é‡è¿›è¡Œç ”究的,但是艾里表现得éžå¸¸è¿Ÿé’ï¼Œä»–åªæ˜¯å°
èŒƒå›´å†…è·Ÿå‡ ä釜鏈嬪弸鍢�鍜曟湭鐭ヨ鏄熺殑璁$畻闂锛屼簹褰撴柉鍑犳鍘绘嫓瑙佽壘閲岄兘
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鍋氣�滄仼鍏嬬紳鈥濄��
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閭d釜鍖哄煙锛屽苟娌℃湁鍙戠幇鍝釜鏄熸槦鏄湁涓渾闈㈢殑锛屽綋骞磋但姝囧皵鍙戠幇澶╃帇
鏄燂紝灏辨槸闈犵潃澶ф湜杩滈暅鐩存帴鐪嬪埌浜嗗ぉ鐜嬫槦鐨勫渾闈€�備换浣曢仴杩滅殑鎭掓槦閮芥槸
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