□ 楊光宇

踏在巨人的足印上

□ 楊光宇

牛頓很謙虛，他說自己的成就，是“站在巨人的肩膊上”取得的。前人的這種科學(xué)精神，對我這個后學(xué)而言，帶來不少激勵和啟發(fā)。2013年夏天，我意外地造訪了一位天文巨人——天王星發(fā)現(xiàn)者威廉·赫歇爾（William Herschel）在英國 Bath鎮(zhèn)的故居紀(jì)念館，有機(jī)會踏在巨人的足印上。我是在計劃去英國前，想起了多年前在《天空與望遠(yuǎn)鏡》雜志中看到過介紹赫歇爾故居紀(jì)念館的文章，于是決定前去瞻仰一番。

圖3 威廉·赫歇爾的銅像

走進(jìn)小鎮(zhèn)

小鎮(zhèn)Bath位于倫敦西面約兩小時車程，紀(jì)念館位于鎮(zhèn)內(nèi)一條窄窄的車路上，毫不起眼(圖1）。地面一層重點是赫歇爾1781年發(fā)現(xiàn)天王星時使用的6.2吋口徑牛頓反射式望遠(yuǎn)鏡復(fù)制品（圖2），客廳中有赫歇爾的銅像（見圖3）和生前用過的樂器，土庫陳列了他當(dāng)年磨鏡用過的工具（圖4）。步行而出是一個細(xì)小雅致的后花園（圖5），是他做觀測發(fā)現(xiàn)天王星的地方。站在這個精致的小花園里，我激動不已，終于有機(jī)會立在巨人的足印之上！

圖5 紀(jì)念館的后花園

重讀赫歇爾

赫歇爾本身是德國人，1 9歲移居英國，由于精通音樂，于是以此為生。據(jù)美國著名彗星發(fā)現(xiàn)者大衛(wèi)·利維所寫的《宇宙大發(fā)現(xiàn)》（Cosmi c D iscovery）一書指出，赫歇爾在日記提過：“1773年5月1 0日，在書局買了一本天文書和星歷表”，從此，35歲的他開始愛上了天文學(xué)。

由于直到1784年，才由天文學(xué)家約翰·古德利克（John G oodri cke）提出變星是由物理雙星掩食而成，赫歇爾時代的天文學(xué)家大多以為雙星是視覺雙星，也錯誤地以為每顆恒星絕對亮度基本相同，故此一對視覺雙星中，光星便比暗星近得多，赫歇爾試圖用暗星做背景而測出光星的視差，從而算出光星的距離。于是他用自己磨制的6.2吋口徑望遠(yuǎn)鏡做全天搜尋雙星，并記錄它們的相對位置。結(jié)果出乎他意料之外，原來不少視覺雙星其實是在引力作用下互相牽引的物理雙星，它們圍繞著彼此的重力中心公轉(zhuǎn)，觀察者可以見到一顆恒星圍著另一個恒星在旋轉(zhuǎn)，更能通過運(yùn)轉(zhuǎn)周期測出它們的總質(zhì)量！這也證明了牛頓的萬有引力定律在太陽系外仍然適用！科學(xué)就是這樣奇妙，縱使前設(shè)錯誤，有時仍可得出有用的科學(xué)結(jié)論！

也就是在這個巡天觀測過程中，赫歇爾發(fā)現(xiàn)了亮度達(dá)6等（基本上肉眼可見)的天王星！由于之前沒有人想過土星之外還有未被發(fā)現(xiàn)的行星，赫歇爾起初以為自己只是發(fā)現(xiàn)了一顆彗星。后來經(jīng)過長期測量其位置，算出了這個天體的軌道、半徑、繞日公轉(zhuǎn)周期，天王星是太陽系第七大行星的事實才被確立。

圖6 1704年出版的光學(xué)巨著 Opticks

文字的影響

上文提過，赫歇爾由音樂家變?yōu)樘煳膶W(xué)家，在于35歲時他在書局看到的一本天文書。筆者一直在想，是什么書有這種魔力？俗語說：“讀萬卷書，行萬里路”，筆者終于在這次行程中，在紀(jì)念館二樓找到了這個問題的答案。答案就是于1704年出版的牛頓62歲時寫成的光學(xué)巨著 O pt icks，寫光在不同媒介中的反射、折射和顏色。

筆者也是半個文字人，這個美麗的故事，彰顯了文字的功用，給我?guī)聿簧傧Ｍ凸奈琛?/p>

見賢思齊

在亞利桑那州七年，我一向是用對準(zhǔn)極軸的固定計算機(jī)望遠(yuǎn)鏡做觀測， 目視經(jīng)驗不多，印象中更從未見過天王星。

201 3年8月28日，天晴。見賢思齊，我也想拍一次天王星。先用智能手機(jī)SkySafari找出天王星位置，5.7等的天王星位于雙魚座 (Pisces)內(nèi)，下弦月在其東邊低懸（圖7A）。由于只是用數(shù)碼相機(jī)，赤經(jīng)、赤緯位置也不管用，設(shè)ISO 1 600 ，向東方拍了一張曝光20秒的照片，先認(rèn)出下弦月的位置，再在下弦月的右上方找出白羊座 (Aries) 的三顆亮星，用比例及角度鎖定天王星所在附近天區(qū)，對比圖7B和相片圖7C，便可輕易找到天王星。拍攝天王星的時候剛巧有薄云在天王星前，被在左下方約45度的下弦月月光照亮，更添一點詩意。

就是這樣，我終于見到了天王星，雖然比前輩發(fā)現(xiàn)遲了232年。

（責(zé)任編輯 張恩紅）