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天文小故事(六)

2015-04-28张明昌

天文爱好者 2015年11期
关键词:亚当斯牛顿爱因斯坦

□ 张明昌

天文小故事(六)

□ 张明昌

1 相逢一笑更无仇

英国与法国似乎历来就是一对水火不容的冤家对头,除了政治原因外,在科学上,这两国的科学家意见常是相左,从牛顿时代开始,这种“科学官司”一直绵延不绝。牛顿从万有引力推论出,地球应当是在赤道处稍微鼓起,两极处稍凹一些,他形容为“有些像橘子”,但是法国巴黎天文台台长乔•卡西尼却反其道提出,地球的形状是两极鼓起,赤道收缩,如用水果比喻,只能比做长圆形的甜瓜或柠檬。为此他们曾在法国本土上进行了几次实际的测量,结果更坚信自己的观点。直到百年之后的1835年,法国为了更有说服力,分别派出了三支测量队,分赴秘鲁(近赤道)、拉普兰(近北极)和本土,经10年辛勤工作,终于得到了明确的结论:正确的是牛顿,两极的半径比赤道半径短21千米!所以后来启蒙思想家、大文学家伏尔泰诙谐地写道:“巴黎人以为地球像甜瓜,可是两头却被英国人削平了。”

1846年海王星的发现又使两国科学家重开争端。本来这是一段脍炙人口的佳话,正如著名作家洛奇所言:“除了一支笔,一瓶墨水和一些纸外,再也不凭任何别的武器,就预言了一个未知的极其遥远的星球,并能对一个观测天文学家说,把你的望远镜在某个时间瞄准某个方向,你将会看到人们过去从不知道的一颗新行星——这样的事,无论什么时候都是极其引人入胜的。”海王星的发现不仅证明了牛顿万有引力真是普适于宇宙各个角落,的确是“万有”的,也使哥白尼的日心说变为真正的科学理论,“地心说”再也没有容身之处。

图2 海王星的最早发现者应是英国的亚当斯

从事后回过头来看,是英国24岁的大学生亚当斯首先算出了新行星的轨道,1845年10月,他带着自己的论文去求见皇家天文学会会长、剑桥天文台台长艾里,却不料艾里根本不相信一个“乳臭未干”的大学生能解决如此重大的课题,所以虽然接待是彬彬有礼的,但却把他的论文只是粗粗浏览了一下就束之高阁……

但在法国,另一个年龄稍大的勒威耶通过3年的努力,于1846年8月31日发表了那篇传世论文《论使天王星失常的行星,它的质量、轨道和当前位置的确定》,只是因为当时巴黎天文台没有详细的星图,所以他立即写信给柏林天文台,在信上要求他们把“望远镜指向黄道上黄经326°的宝瓶星座,您将在此点周围约1°的区域内,见到一颗亮度为9等的新行星。它的圆面依稀可辨,视直径不小于3″,每天运行约69″。”此信在路上走了5天,伽勒于9月23日当夜打开了天文台的圆顶,不到半个小时,他果然见到了它,而位置离所言的区域只相差了52′!第二夜它果然向西移过了约70″的距离。这一切与勒威耶的预言完全符合。9月25日伽勒激动地写道:“亲爱的勒威耶先生,您给我们指出的新行星是确实存在的!”

于是勒威耶和伽勒的名字响遍了世界,法国举国欢腾,交口称勒威耶“为祖国争得了光辉,为子孙赢得了荣誉。”而此时艾里才恍然大悟,再找出亚当斯的文章,那儿也明明白白地写着:“新行星应位于宝瓶座内,其亮度大约相当于一颗9等星……”

于是英国人站出来了,如天王星发现者威廉•赫歇耳的传人约翰•赫歇耳(也是卓越的天文学家)发表了一封公开信,冷冷地说:“(勒威耶)的工作只是重复了亚当斯早已完成了的计算而已。”于是为了争夺海王星的“发现权”,两国的论争又高潮迭起。

值得称道的是亚当斯本人,他对荣誉淡然以对,从不介入两国间的争论,甚至对于艾里的冷待,他也没有丝毫的怨言与责怪之意。正如他在日记中所言:“对于他人的荣誉不应嫉妒,对于自己的成功不应骄傲”。1947年英国女皇在参观剑桥大学时,曾让校长转告亚当斯,为了表彰亚当斯的贡献,她决定授予他爵位。亚当斯却谦逊地回答女皇:“这是科学巨人牛顿曾经获得过的殊荣,而我与牛顿是根本无法相比的。”

同样勒威耶也很有自知之明,他拒绝了把新行星以他姓氏来命名的建议,坚持要以罗马神话中神灵命名的惯例。在两国的争论达到白热化的1847年,两个当事人在一次国际学术会议上相见了,他们相逢一笑,互相称道对方的工作与才智,对于那些无谓的争端都不屑一顾,充分展示了科学家的宽宏胸怀。

历史终究是公正的,现在人们一致公认,亚当斯、勒威耶与伽勒3人应当共同享有这个荣誉。

2 爱因斯坦的中国缘

人所共知,1879年生于德国犹太人之家的亚尔伯特•爱因斯坦是20世纪划时代的大科学家,由于他一向憎恨战争,终于惹恼了希特勒恶魔。盛怒之下,他悬赏2万马克,要取爱因斯坦的头颅。于是,一支纳粹冲锋队奉命闯进了爱因斯坦在卡普坦的家,他们企图从那儿找出一些“证据”,以便可以指控爱因斯坦“私藏军火,阴谋推翻政府”。可是任凭他们翻箱倒柜地反复搜寻,结果仍是一无所获,因为一把久久未用、锈迹斑斑的切面包的小刀,无论如何也不能与这种滔天罪行联在一起,这场丑剧也不得不草草收场。

图3 20世纪最伟大的科学家爱因斯坦

图4 1922 年11月15日的“民国日报”上刊载的有关爱因斯坦到达上海的讯息

1902年,26岁的爱因斯坦在瑞士伯尔尼专利局有了安身立命之所,三年后他终于脱颖而出,连续发表了5篇重要论文,它们彻底改变了人类对宇宙的认识,1921年他因此荣获了当年的诺贝尔物理学奖。有趣的是,与牛顿因苹果下落击中了他而发现了万有引力的传说一样,也有类似的故事让爱因斯坦创立了广义相对论——有一天,爱因斯坦想换掉墙上一幅已经挂了很久的油画,他爬上了梯子,可不小心一脚踏空,从梯子上摔了下来,疼痛让他思考探究,终于悟出了这个当时没有几个人懂得的广义相对论。

为了验证广义相对论关于光线弯曲的预言,1917年9月,英国天文学家爱丁顿专门组织了两支日全食的观测队,在观测数据分析结果尚未公布时,荷兰物理学家洛伦兹在闻得了风声后,还是抢先在第一时间给爱因斯坦发了一个祝贺的电报:“爱丁顿在太阳边缘发现了恒星位移。”尽管洛伦兹本人是至死也没相信相对论。

爱因斯坦曾去日本讲学,两次路过我国并短时间逗留上海,第一次是乘日本船“北野丸”,于1922年11月13日上午10时到达上海。中国文化教育界在画家、书法家王震(字一亭)家设宴招待了爱因斯坦夫妇。作陪的还有德国驻上海总领事哈尔、同济大学校长德国人斐司德及其夫人,日本改造社代表稻垣夫妇,大阪每日新闻社村田。我国出席的还有大公报经理曹谷冰、总编张季鸾,上海大学校长于右任、曾经在北京大学当过教授的张君劢、浙江法政学校教务长应时夫妇及其女儿应慧德等人。

爱因斯坦荣获诺贝尔奖的喜讯,是瑞典驻上海总领事正式通知他的。当时中国大学生曾在南京路上把爱因斯坦举起来欢呼不止。他第二次到上海是同年的12月31日,当时很多人到上海码头迎接爱因斯坦,令爱因斯坦“应接不暇”。第二天(1923 年1月1日)下午,他做了相对论的科学演讲。

当时的中国人看到的爱因斯坦是这样的形象:“这是一个相貌和蔼的绅士,看起来更像一位乡村牧师,而不像是发展了颠覆世界的理论而且得到诺贝尔奖的科学家。他穿着很普通的黑色衣服——一件礼服,带了一条黑白相间的领带,这和他的胡子很相配。他有着一头短而浓密的灰色头发,就像是一顶纸制的王冠,有的地方被压扁了。他还有一双棕色的炯炯有神的眼睛。他说起话来,声音温柔,根本没有经常能够在德语中听到的刺耳的音调。”

爱因斯坦两次途经上海,总共停留不足三天时间,但他犀利的眼光却看出了中国社会的黑暗,他对中国也深表同情。他在旅行日记中写道:“在外表上,中国人受人注意的是他们的勤劳,是他们对生活方式和儿童福利的要求低微。他们要比印度人更乐观,也更天真,但他们大多数是负担沉重的:男男女女为每日五分钱的工资天天敲石子。”

当日本军国主义侵略中国的时候,他表示了极大的愤慨,他和罗素等人于1938年发表联合宣言,呼吁世界各国抵制日货,并以种种可能援助中国。同年6月6日,爱因斯坦和美国罗斯福总统的长子詹姆斯•罗斯福一起,在美国发起成立援助中国委员会。爱因斯坦为在美国两千个城镇发动援华捐款做出了积极的努力。当上海抗日爱国运动的领袖“七君子”被国民党反动派逮捕迫害时,他又和15个在美的知名人士发出了正义的声援电。

为了彻底摆脱法西斯的迫害,他终于移居美国,并于1940年入了美国籍。1955年4月18日,他走完了伟大的一生,在哥林斯顿的家中安详地闭上了眼睛,当天下午4时遗体即被火化,与大师遗体最后道别的只有12个亲朋好友。

(责任编辑 张长喜)

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