現(xiàn)代物理學(xué)的大門被打開

1915年11月11日到18日的某一天，愛因斯坦輸入了水星的軌道參數(shù)和水星與太陽(yáng)的最小距離，將光速帶入方程。當(dāng)他完成了最后一步計(jì)算時(shí)，一個(gè)數(shù)字出現(xiàn)了。這個(gè)計(jì)算結(jié)果表明，一直以來天文學(xué)家們追逐的那顆在水星旁邊的、被稱為“幽靈之星”的“祝融星”并不存在。

這意味著幾百年來牛頓所建立的經(jīng)典力學(xué)大廈和整個(gè)牛頓物理體系轟然崩塌，現(xiàn)代物理學(xué)的大門被打開。

被計(jì)算出來的海王星

時(shí)間回到1684年，牛頓和他的好友哈雷（就是哈雷彗星的發(fā)現(xiàn)者）開始嘗試用一套簡(jiǎn)潔明確的數(shù)學(xué)理論來概括宇宙間大到月球小到蘋果任何物體的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律——萬有引力定律。

1781年，天王星通過觀測(cè)被發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系的前7顆行星，全部是通過仰望天空尋找到的。這7顆星中，水星和天王星是“搗蛋鬼”。1845年的一次水星凌日中，法國(guó)科學(xué)家勒威耶通過牛頓的公式計(jì)算出的水星穿過太陽(yáng)的時(shí)間，與觀測(cè)中實(shí)際的時(shí)間相差了16秒。無法解釋。天王星在被發(fā)現(xiàn)的幾十年間也是如此，它的運(yùn)動(dòng)軌跡總與計(jì)算中的結(jié)果有那么一點(diǎn)點(diǎn)的差距。有兩種可能，一是牛頓錯(cuò)了，二是有什么未知的東西影響了它的運(yùn)動(dòng)軌跡。

不愿意相信牛頓錯(cuò)了的勒威耶開始了一個(gè)大膽的設(shè)想：是否存在另外一顆行星，在天王星外面？太陽(yáng)系是否不止7顆行星？于是勒威耶開始了艱難的計(jì)算，一個(gè)一個(gè)解，最后他算出，這顆星距離太陽(yáng)36個(gè)天文單位，質(zhì)量是地球的36倍，直徑是3.3角秒，位于摩羯座一顆很亮的恒星東側(cè)約5度的地方。天文學(xué)家用最精確的天文望遠(yuǎn)鏡找到了它，它從來沒有被發(fā)現(xiàn)過，它的所有數(shù)據(jù)都和計(jì)算的幾乎一樣。這是第一顆還沒有被看到就已經(jīng)被計(jì)算出來的星星，被取名為海王星。海王星的發(fā)現(xiàn)是牛頓理論的又一次勝利。

“幽靈之星”

接下來的推論順理成章：勒威耶進(jìn)行了計(jì)算，于1859年提出假設(shè)：水星軌道內(nèi)尚有一顆未被人們發(fā)現(xiàn)的行星。只是因?yàn)榫嚯x太陽(yáng)太近，太陽(yáng)的巨大光芒遮住了它，我們很難觀測(cè)到。勒威耶以羅馬神話中火神的名字（Vulcan）為之命名（中文譯名“祝融星”）。

此后，全世界的科學(xué)家和天文愛好者們開始了尋找這顆“幽靈之星”的旅程。在20多年的時(shí)間里，陸陸續(xù)續(xù)發(fā)現(xiàn)了“祝融星”10多回，但是從沒有確鑿的證據(jù)能證明。隨著時(shí)間的推移，人們漸漸遺忘了“祝融星”。

但愛因斯坦沒有忘記。上文提到的“兩種可能”中，如果不是因?yàn)橐活w未被發(fā)現(xiàn)的行星存在，是不是有另一個(gè)大膽的猜測(cè)：牛頓錯(cuò)了？愛因斯坦花了近10年光陰。在那個(gè)星期四下午，愛因斯坦向同事們展示了他的證明：考慮相對(duì)論效應(yīng)后，水星貌似“偏離”，實(shí)則遵循它的自然軌道。

一個(gè)思考者需要具備多強(qiáng)的能力，才可以在前人的智慧上獨(dú)自做出偉大的發(fā)現(xiàn)。認(rèn)識(shí)真實(shí)的世界，不容易，改變固有的觀念，多么不容易。 （胡月/文）

《追捕祝融星：愛因斯坦

如何摧毀了一顆行星》

[美]托馬斯·利文森/著

高爽/譯

民主與建設(shè)出版社2019年11月