爱因斯坦摧毁“幽灵之星”

现代物理学的大门被打开

1915年11月11日到18日的某一天，爱因斯坦输入了水星的轨道参数和水星与太阳的最小距离，将光速带入方程。当他完成了最后一步计算时，一个数字出现了。这个计算结果表明，一直以来天文学家们追逐的那颗在水星旁边的、被称为“幽灵之星”的“祝融星”并不存在。

这意味着几百年来牛顿所建立的经典力学大厦和整个牛顿物理体系轰然崩塌，现代物理学的大门被打开。

被计算出来的海王星

时间回到1684年，牛顿和他的好友哈雷（就是哈雷彗星的发现者）开始尝试用一套简洁明确的数学理论来概括宇宙间大到月球小到苹果任何物体的基本运动规律——万有引力定律。

1781年，天王星通过观测被发现，太阳系的前7颗行星，全部是通过仰望天空寻找到的。这7颗星中，水星和天王星是“捣蛋鬼”。1845年的一次水星凌日中，法国科学家勒威耶通过牛顿的公式计算出的水星穿过太阳的时间，与观测中实际的时间相差了16秒。无法解释。天王星在被发现的几十年间也是如此，它的运动轨迹总与计算中的结果有那么一点点的差距。有两种可能，一是牛顿错了，二是有什么未知的东西影响了它的运动轨迹。

不愿意相信牛顿错了的勒威耶开始了一个大胆的设想：是否存在另外一颗行星，在天王星外面？太阳系是否不止7颗行星？于是勒威耶开始了艰难的计算，一个一个解，最后他算出，这颗星距离太阳36个天文单位，质量是地球的36倍，直径是3.3角秒，位于摩羯座一颗很亮的恒星东侧约5度的地方。天文学家用最精确的天文望远镜找到了它，它从来没有被发现过，它的所有数据都和计算的几乎一样。这是第一颗还没有被看到就已经被计算出来的星星，被取名为海王星。海王星的发现是牛顿理论的又一次胜利。

“幽灵之星”

接下来的推论顺理成章：勒威耶进行了计算，于1859年提出假设：水星轨道内尚有一颗未被人们发现的行星。只是因为距离太阳太近，太阳的巨大光芒遮住了它，我们很难观测到。勒威耶以罗马神话中火神的名字（Vulcan）为之命名（中文译名“祝融星”）。

此后，全世界的科学家和天文爱好者们开始了寻找这颗“幽灵之星”的旅程。在20多年的时间里，陆陆续续发现了“祝融星”10多回，但是从没有确凿的证據能证明。随着时间的推移，人们渐渐遗忘了“祝融星”。

但爱因斯坦没有忘记。上文提到的“两种可能”中，如果不是因为一颗未被发现的行星存在，是不是有另一个大胆的猜测：牛顿错了？爱因斯坦花了近10年光阴。在那个星期四下午，爱因斯坦向同事们展示了他的证明：考虑相对论效应后，水星貌似“偏离”，实则遵循它的自然轨道。

一个思考者需要具备多强的能力，才可以在前人的智慧上独自做出伟大的发现。认识真实的世界，不容易，改变固有的观念，多么不容易。 （胡月/文）

《追捕祝融星：爱因斯坦

如何摧毁了一颗行星》

[美]托马斯·利文森/著

高爽/译

民主与建设出版社2019年11月