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书名:追捕回禄星:爱因斯坦若何摧毁了一颗行星

著者:[美]托马斯利文森

译者:高爽

出版:夷易近主与扶植出版社

版次:2019年11月第1版

【内容简介】

水星是间隔太阳近来的行星,在几个世纪的不雅测中,人们发明水星轨道存在稍微的扰动。这与牛顿理论所预言的行星行径有些许误差。为相识释这种征象,根据牛顿万有引力定律,法国天文学家勒威耶进行了谋略,于1859年提出假设:水星轨道内尚有一颗未被人们发明的行星。他还以罗马神话中火神的名字(Vulcan)为之命名(对应中文译名即“回禄星”)。此后,人们开始猖狂地探求这颗行星,但除了一位乡间业余天文学家声称眼见了它之外,没人能再次证明它的存在。1915年,爱因斯坦的广义相对论体系构建完成,首先办理的问题便是解释水星轨道的扰动征象。自此证明:回禄星并不存在。

【作者简介】

托马斯利文森(Thomas Levenson),美国麻省理工学院钻研生科学写作项目的教授和主任。他还为美国公共广播公司(PBS)、英国广播公司(BBC)和其他媒体大年夜量撰稿,曾得到美国国家钻研院传播奖、皮博迪奖(Peabody Award),以及美国科学匆匆进会的西屋科学记者奖。除本书外,还著有《牛顿与伪币制造者:科学巨匠鲜为人知的侦察生涯》《爱因斯坦在柏林》《为丈量而丈量:科学的音乐史》《冰期:气候、科学和地球上的生命》。

译者简介

高爽,德国海德堡大年夜学天文学博士,北京河马星空教导科技有限公司开创人,曾任北京师范大年夜学天文系讲师。他是优秀的天文事情者、科普作家,热衷于科学传播事情,具十年科普写作与讲座履历,译著有《天文之书》《科学必要讲故事》《宇宙》等。在获得app上开设了课程《天文学通识30讲》。人称“河马师长教师”。

【杰出书摘】

“牢弗成破的天下秩序”

1684年8月,剑桥

埃德蒙哈雷(Edmond Halley)刚刚经历了一个悲哀而又焦躁的春天。3月,他的父亲掉踪了。在斯图亚特王朝统治的着末几年中,政局纷乱,这算不上多么稀奇的事。哈雷的父亲在五个礼拜之后被发明,当时已经逝世亡,也没有留下任何遗言。在接下来的几个月里,年轻的哈雷不得不处置惩罚麻烦的抢压牛牛真钱后事:教区牧师欠他父亲12英镑;作为房地产买卖营业用度的一部分,每年要付给一位女士3英镑;还要收租、安抚托管人。这些苦楚的差事险些消费了哈雷全部夏天。着末,他还必须跑到剑桥镇,当面处置惩罚一些在伦敦理不清的细节。

这趟旅行起先没有什么快乐可言,但交卸清楚那些司法事务之后,意想不到的好运找上了他。早在1月,哈雷蒙受这些变故之前,他奇妙地对天体进行了阐发,谋略注解,驱策行星环抱太阳运行的感化力满意这样一抢压牛牛真钱种性子:力的大年夜小与它们到太阳的间隔的平方成反比。但紧接着问题就来了,这个被称为平方反比定律的数学表达,可以解释我们不雅测到的所有行星的运动轨道吗?

这看起来只是个技巧问题,但欧洲最智慧的头脑意识到,它将带来一场厘革。平方反比定律切实着实成了科学革命的高潮,在那场漫长的斗争中,数学取代拉丁语成为科学的说话。1684年1月14日,哈雷和两位老友在一次皇家学会会议之后聊了起来。这两位分手是博学的罗伯特胡克(Robert Hooke)和皇家学会前任主席克里斯托弗雷恩(Christopher Wren)爵士。当他们把话题转到天文学的时刻,胡克传播鼓吹他已经得出了指示宇宙万物运动的平方反比定律。雷恩不信托他,是以用一本在本日代价300美元的书作为赌注:哈雷和胡克之中,假如谁能在两个月之内给出这必然律的严格证实,谁就能获得这本书。哈雷很快就承认无法做到,而胡克只管矫揉做作,却也没能在雷恩的截止日期之前供给书面的证实。

工作就卡在了这里,直到哈雷与支属一路摒挡完父亲的后事。当时,哈雷就在伦敦东边的剑桥—为什么不顺道去剑桥大年夜学呢?在那里至少可以享受一下昼评论争论自然哲学的乐趣,缓解之前的悲哀与烦躁。哈雷走入圣三一学院,大年夜门的左侧是学院广场,右侧的楼梯把哈雷领到一个房间。在这里面的,恰是卢卡斯数学教授—艾萨克牛顿。

对牛顿的大年夜部分同期间人来说,1684年的夏天是一个谜。伦敦的自然哲学家们每每视牛顿为聪明不凡的贤人,但哈雷是牛顿为数不多的熟悉的人,更是他寥寥无几的同伙之一。关于牛顿事情的公开记录异常罕见。他的名望基于少数几个精彩的钻研结果,这些成果大年夜部分都体现在17世纪70年代初他写给皇家学会秘书的信件中。牛顿急躁、骄傲,动辄就生气,还记仇。从前间,他与胡克的胶葛让他不乐意再冒险进行烦人的公开辩论;以后的10年间,他的大年夜部分钻研成果都没有公开。是以,正如为他立传的传记作家理查德韦斯特福尔(Richard Westfall)所言,假如牛顿逝世于1684年的春天,那他为人们所记着的将是他不凡的天分和古怪的脾气,仅此而已。但那些到三一学院巨庭(Great Court)东北角房间造访的人却会发明,这里有一颗热心的、全部欧洲都无人能与之匹敌的头脑。

好久之后,牛顿同另一位同伙提到那个夏天哈雷到访的故事。假如老年牛顿的影象还不错的话,他当时和哈雷酬酢了好一抢压牛牛真钱阵。但终极,哈雷抛出了从1月开始就困扰自己的问题:平方反比会孕育发生什么结果?“假设行星指向太阳的引力与它到太阳的间隔的平方成反比”,那么行星的轨道曲线会是什么外形?

“椭圆。”牛顿急速回答道。

哈雷“的确呆住了”,他问牛顿为何如斯确定。

“我谋略过。”牛顿回答道。当哈雷要求看一看手稿的时刻,牛顿在自己的条记中翻找起来。但那一天,牛顿表示他没能找到那份条记。他准许找到之后顿时把结果寄给在伦敦的哈雷。险些可以肯定的是,牛顿当时有所遮盖。相关的谋略后来在他的论文里被发明。当哈雷急迫地在房间里等待的时刻,牛顿着实可能已经意识抢压牛牛真钱到,他原本的设想有差错。

不要紧。牛顿从新进行了谋略,并且加紧努力。11月,他将满满9页的数学推导寄给了哈雷,标题是《论物体在轨道上的运动》(De motu corporum in gyrum)。这篇论文证清楚明了人们后来熟知的“牛顿万有引力定律”(平方反比关系)。该定律要求,在特定的环境下,天体环抱另一天体运动的轨迹必须抢压牛牛真钱是椭圆,太阳系中行星的轨道便是这样。此外,牛顿还进一步地勾画了一样平常的运动学雏形:一组定律横空出世,它们描述了宇宙万物的运动行径——何时、何地、若何运动。

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