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《原理》与哈雷彗星:中学物理教学艺术技巧提炼

时间:2023-08-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:并且指出,根据牛顿在《原理》中提到的天体“摄动”理论,这次回归的时间间隔稍长的原因是彗星在接近木星时会受到“摄动”影响。在《原理》第三版序中,牛顿首肯了哈雷的研究,他说:“哈雷博士比以前更精确地计算了该彗星的椭圆轨道,沿此轨道,彗星穿越天穹九宫,其精确性与行星在天文学给出的椭圆上运行并无二致。”历史和实践给了牛顿和《原理》崇高的评价,但是在巨人的背后,哈雷的名字将永远与《原理》联系在一起。

《原理》与哈雷彗星:中学物理教学艺术技巧提炼

《原理》问世了,哈雷将这部新书呈递给当时的英王詹姆斯二世,希望能得到国王的重视,他还想方设法给欧洲最有影响的哲学家送去了此书,以扩大书的影响。尽管哈雷预言:千秋万代将赞美这部著作。但是,《原理》一开始并没有得到热烈的反响。不少人甚至还抱着怀疑或是反对态度来看待牛顿提出的新理论。哈雷以自己的研究继续着对《原理》的支持。

早在1682年,哈雷在访问巴黎天文台时,恰好遇上了那年的大彗星,他与台长卡西尼一道观测了这颗彗星,并计算了彗星接近太阳时的轨道,从此,他对这颗彗星一直念念不忘。《原理》出版后,牛顿在书中提出的彗星也服从万有引力定律的观点使哈雷感悟到:如果彗星是在一个以太阳为焦点的椭圆轨道上运行,那么,有朝一日它还会转回到太阳附近,地球上的人们可以再次看到它,基于这个想法,哈雷应用《原理》中的天体力学理论开始了彗星运动的计算和研究。他首先计算出1337年到1698年间出现的24颗彗星的轨道。经过反复的对照、查证和计算,发现出现于1531、1607年的彗星与他1682年所观测的彗星应是同一颗,周期是75年。继续向前查证,又发现了一颗记载于1456年出现的彗星,其描述与前面的彗星相似,相隔周期也是75年!

查证的结果令哈雷兴奋,经过坚持不懈地观测和精密计算,1705年哈雷发表了《彗星天文学论说》一书,详细阐述了自己十几年来对彗星研究的结果,同时大胆预言,1682年出现的那颗彗星一定会再次回来,回归的日期在1758年底到1759年初,时间间隔是76年。并且指出,根据牛顿在《原理》中提到的天体“摄动”理论,这次回归的时间间隔稍长的原因是彗星在接近木星时会受到“摄动”影响。在《原理》第三版序中,牛顿首肯了哈雷的研究,他说:“哈雷博士比以前更精确地计算了该彗星的椭圆轨道,沿此轨道,彗星穿越天穹九宫,其精确性与行星在天文学给出的椭圆上运行并无二致。”〔3〕(www.xing528.com)

76年的周期太长了,哈雷守望着天空,想像着这颗彗星在漫漫长途中沿着他计算的轨道孤独而行,他只希望,如果这颗彗星能如他所预言的那样再次出现,后世人应当承认,这是一个英国人首先发现的。1742年1月14日,在格林尼治天文台,面对着星空,哈雷平静地离开了人世。而此刻,他的彗星,正穿越茫茫太空匆匆赶来。1758年岁末,在哈雷去世后的第16年,一颗拖着美丽长尾的彗星跃上昏黄的夜空,哈雷的预言实现了!世界各地的人们都仰视了这一天文奇观,人们不仅承认这是由一个英国人首先发现的,而且慷慨地称它为——哈雷彗星

牛顿的理论得到验证,《原理》的正确性经受了实践的考验。哈雷不仅在生前促成了《原理》的问世,在他身后,他的科学预言又带给了《原理》无上的荣耀。不仅1758年,在以后的漫长岁月中,1835年、1910年、1986年,哈雷彗星都如期地回归过地球,科学的预言一次又一次地证实了《原理》理论的正确!历史和实践给了牛顿和《原理》崇高的评价,但是在巨人的背后,哈雷的名字将永远与《原理》联系在一起。哈雷以他杰出的才学和高尚的人品,以他的热情、真诚、无私、宽容和谦逊,为物理学的发展作出了重要贡献。

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