用數學方法發現海王星

07-12

太陽系中的九大行星，幾乎每一顆的發現都包含著科學家不斷探索的動人故事。在古代，人們憑著極好的眼力在茫茫星海中先後找到了水星、金星、木星、土星、火星。1781年，英國恆星天文學家威廉?赫歇爾藉助自己建造的高倍天文望遠鏡，觀測到了太陽系中的一顆新行星??天王星。天王星的發現又為隨後發現的「海王星」奠定了堅實的基礎。有趣的是，「海王星」並不是通過觀測發現的，而是由兩位天文學家用「數學方法」算出來的。

從威廉?赫歇爾用望遠鏡偶然發現天王星以來，這顆行星帶給天文學家的困惑大大多於喜悅，因為人們越來越感覺到這顆行星「越軌」嚴重。天王星「殿下」像一個十足的醉漢，走起路來常常一搖三晃，跌跌撞撞。

心細的法國天文學家勒威耶在1845年聽到這個消息後，認真研究了已有的觀測資料，並根據多次觀測得到的數據，建立了9個條件方程，並在1846年8月31日用最小工乘法算出了一個未知行星的軌道參數、質量和出現的位置。後來這一結論得到了柏林天文台副台長伽勒的注意，伽勒後來親自發現了海王星。

其實，最早計算出「海王星」的並不是勒威耶，而是英國的亞當斯。亞當斯早在1845年9月至10月，就綜合運用逆向逼近法與數學一-物理方法，通過計算預測到了這顆未知行星，他還分別向劍橋大學天文台和格林尼治天文台呼籲，請他們搜尋他預測的行星。可由於他當時在天文學界還默默無聞，因此他的發現未引起足夠的重視。

後來，英法兩因為誰先發現「海王星」而爭得不可開交。而勒威耶和亞當斯卻超脫了這場爭吵，成了好朋友。

用數學方法找到海王星這個事實，再一次驗證了數學的威力。