海王星发现及其启示-新课程学生课外知识

海王星发现经过前后的启示

1781年3月13日，太阳系的第7颗大行星——天王星被发现以后，又经过一个时期观测，却发现天王星是一个“性格很别扭”的行星。它的实际运行轨道总与用万有引力定律计算出来的轨道不符，有点“不安分”，老是偏离它应走的路线。应该怎样解释这一现象呢？不少天文学家认为，这是别的天体的吸引所造成的，可是他们只是根据已经发现的行星，特别是利用土星（距太阳由近及远的第6颗行星，离天王星最近的行星）对天王星的影响来进行计算，计算的结果仍与实际运行轨道不符。因此有人认为，应该根据观测到的实际资料来修正理论，开始怀疑万有引力定律是否正确。法国有位化学实验室的化验员，名叫勒维烈，他认为万有引力定律是正确的，天王星之所以不安分偏离它应走的路线，是由于一颗尚未被观测到的行星引起的。他依据万有引力定律，根据天王星偏离的位置，进行了多年的计算，1846年算出，在天王星之外，还有一颗绕日运行的大行星。勒维烈写信给德国柏林天文台的助理员伽勒，请他用天文望远镜按照勒维烈自己计算出的位置寻找这颗行星，伽勒接到信后，当天晚上立即进行观测，果真发现了这颗行星。第二天晚上又继续观察，证明是颗新行星。伽勒给勒维烈回信说：“你给我指出位置的行星是真实存在的！”这就是1846年9月23日由法国人提供数据而由德国天文学家观测到的海王星。恩格斯说：“哥白尼的太阳系学说有三百年之久一直是一种假说，这个假说尽管有百分之九十九、百分之九十九点九，百分之九十九点九九的可靠性，但毕竟是一种假说。而当勒维烈从这个太阳系学说所提供的数据，不仅推算出一定还存在一个尚未知道的行星，而且还推算出这个行星在太空中的位置的时候，当后来伽勒确实发现了这个行星的时候，哥白尼的学说就被证实了。”

其实在勒维烈之前，英国剑桥大学二十三岁的数学系学生亚当斯已经算出了这颗行星的轨道。他经过两年多的复杂计算，于1845年9月算出结果。他把计算结果转寄给英国格林威治天文台台长艾利，希望他们帮助观测寻找，艾利瞧不起这位青年提出的新见解，把它当成一堆废纸扔到了一边，成为天文科学史上的一件憾事。

海王星发现以后，人们又发觉它的运行轨道也和天王星一样有点不规则。因此天文学家想：在海王星的外面还可能有一颗行星存在着。但是，这颗行星虽经数理学家用数学算定了这在天空中的位置，然而用天文望远镜怎么找也找不到它的踪迹。原来这颗“调皮”的行星不仅距离我们十分遥远，而且躲在无数的星星之间。(www.xing528.com)

后来，这颗行星终于露出马脚来了。1930年3月，一个叫董波的天文学家根据洛韦耳的计算，接连几夜拍摄了很多星星的照片，发现其中一颗星在许多星星之间“跑”了一段路。于是断定这是太阳系的一颗新行星。因为只有行星才会在天空中不断移动它的位置。就这样，一个新行星又发现了。这就是太阳系中距离太阳最远的冥王星。

勒维烈由于发现天王星轨道偏离而找到海王星后，又发现水星（太阳系中离太阳最近的一颗行星）的实际运行轨道和理论计算也有偏离，这是为什么呢？他根据同一思路，设想在水星绕日公转轨道之内可能还有一颗更靠近太阳而未被发现的行星。大家都在努力寻找的这颗未知的行星，可时至今日，人们始终未发现这颗行星。也许并不存在这颗星，那么为什么水星实际运行轨道与理论计算不符呢？是万有引力定律的理论不正确吗？这可能吗？如果不正确，我们根据其理论真的找到了海王星怎样解释呢？二十世纪初爱因斯坦提出广义相对论以后，人们才认识到，万有引力定律也是有局限性的，并非在任何情况下都是正确的。在靠近太阳的区域，如水星运行的区域，万有引力定律的准确性就低了。

勒维烈、亚当斯发现海王星的认识是正确的。这是由伽勒的观测实践证明了的。但勒维烈用同一思路去解水星的偏离却又不正确了，这也是由实践判定了的。人们认为万有引力定律是正确的，这是由实践证实定的，新的实践又推动人们认识到万有引力定律只有在一定范围内才是正确的。