作者：张文静

牛顿、爱因斯坦与祝融星

       在爱因斯坦用广义相对论“摧毁”祝融星之前，全世界的天文学家已经为寻找它花费了近60年的时间。而这一切还要从另一位不世出的天才——牛顿说起。

       牛顿提出引力的概念来解释行星的运行规律。依据牛顿的理论，行星一边自转，一边受到太阳引力的“拉扯”，因此在椭圆形轨道上围绕太阳运动。牛顿还计算了一颗彗星的轨道，并准确预测了这颗彗星未来一段时间在天空出现的位置。

       后来，英国天文学家勒维耶发现，天王星的运动有些异常。在牛顿引力理论的框架下，他推导出可能有另一颗没被发现的行星在干扰天王星，并计算出了这颗行星的位置。德国天文学家伽勒朝着这个位置观测，果然发现了一颗新的行星，这就是海王星。海王星的发现，让天文学家对牛顿的理论更是深信不疑。

       紧接着，天文学家的目光聚焦到了水星身上。水星是距离太阳最近的行星，在几个世纪的观测中，人们发现水星轨道始终存在轻微的扰动，这与牛顿理论的预言有些偏差。为了解释这种现象，勒维耶依据以往经验再次搬出了牛顿的万有引力定律，进行了计算，他在1859年提出假设：水星轨道内尚有一颗未被人们发现的行星。他以罗马神话中火神的名字伏尔甘（Vulcan）为之命名，对应的中文译名就是“祝融星”。

       可是，寻找海王星的成功没能在祝融星上复制。全世界的天文学家寻找了半个多世纪，依然徒劳无功。其间时常有找到祝融星的消息传来，但很快又没了下文。

       只有找到祝融星，水星的异常才能用牛顿的理论来解释。可是祝融星迟迟找不到，难道是牛顿错了？那之前成功的经验又是为何？这50多年里，天文学陷入了低谷，直到爱因斯坦提出广义相对论。

       爱因斯坦认为，引力并不是两个物体之间瞬间产生作用的一个力量，它本质上是时空的性质。太阳引力让周围的空间弯曲了，水星离太阳很近，它的运行轨迹出现“异常”恰恰是正常的现象，并不是因为所谓祝融星的干扰。此后，天文学家的观测证实了爱因斯坦的理论。

天文学家为何会集体犯错

       这就是关于祝融星的全部故事。但美国麻省理工教授托马斯·利文森的野心还不止于此。他想追问，到底是什么，让全世界的天文学家集体犯了这样的错误，而且这个错误持续了半个多世纪。

       海王星的发现者勒维耶，后来成为巴黎天文台台长，他坚信祝融星的存在；瑞士伯尔尼天文台台长、瑞士两所大学的天文系教授、太阳黑子研究权威沃尔夫，认为自己曾经记录过的几个太阳黑子其实就是祝融星；美国天文学报创始人、阿根廷国家天文台创始人、把照相技术应用到天文学上的先驱古尔德，坚信自己的照相机拍摄到了祝融星的影像……

       50多年来，多个科考队为了找到祝融星到世界各地观测日全食，媒体和学术刊物也一直在跟踪。

       牛顿的理论是被反复检验过的真理，似乎成了一切问题的终极方案。水星的异常也已经深入人心，前面又有海王星的经验可供参考。最重要的是，所有天文学家都迫切希望获得发现祝融星的先机。一连串的因素加在一起，天文学家看到太阳黑子，看到望远镜里的一块灰尘，甚至看到乌云造成的斑点，都觉得像祝融星。

       天文学家的保守当然不是坏事。这种保守最大程度地保证了整个天文学理论体系的可靠。反过来说，一旦出现全新的现象、过去一切经验都无能为力的时候，天文学也许就会出现意料之外的颠覆式创新。

       在托马斯·利文森教授看来，理解物质世界是一项艰巨的事业，它带来一个关键问题：如果某些观测现象不能用人类现有的知识体系加以解释，我们该何去何从？标准答案是：我们需要修正科学理论以解释那些新的事实。“所有的科学结论，即便是那些最受人们欢迎的，最终都将接受事实的检验。在人们对科学方法的常见描述中，任何有悖于实证结果的理论都是站不住脚的，人们需要建立新的理论来解释这些实证结果。”

       托马斯·利文森教授借由祝融星的故事告诉大家，“我们认识真实的自然界有多么不容易，改变固有的观念是多么困难”，而建立新的理论，比如“牛顿引力理论及其继承者——广义相对论，是多么伟大的成就”。