关于03海王星怎么样，你需要知道这些自然科学的高光时刻：「海王星发现」背后的科学秘闻和大国博弈

01

科学史上最有趣的时刻之一

海王星，太阳系现在被认为是行星上离太阳最远的。

它的发现，是科学史上最让人激动的时刻之一。

一方面，是由于海王星的发现对自然科学具有重要的意义；

另一方面，海王星的发现过程，跌宕起伏，极具戏剧性，而且，其中不乏一些谜团和争议。

海王星

当时，欧洲是科学研究的中心，成熟的科学体系经过工业革命的历练，已经建立完备，具有绝对权威。而美国的科学研究经过短暂快速的发展，到了崛起的关键时刻。

美国科学界当然不会错过这个机会。

那么，欧洲各国是如何在海王星的发现上进行角逐的？美国又是如何借助海王星的发现，在世界科学的舞台上崭露头角、初露锋芒的？

今天，苏格爸就带大家回顾一下这个著名科学大发现的来龙去脉，解读其中不为人知的科学秘闻和暗流汹涌的大国博弈。

本文总字数约3600字，阅读时间15分钟。

海王星

ps：关于太阳系行星的简单介绍，请点击苏格爸的文章：

惊奇！如果用水果替换行星，太阳系会是什么样子呢？

苏格爸自己制作的水果太阳系

02

世纪大剧：海王星的发现

海王星的发现，极具戏剧性，前后有英、法、德、美多个国家、多个组织、无数科学家参与表演。

第一幕：从天王星的发现说起

1781年3月31日，本是一个普通的夜晚，德裔英国天文学家威廉·赫歇尔，正像平时一样在用自制的天文望远镜观察夜空。

突然，他发现一颗新的天体。

天空之神：天王星

开始，他以为这是一颗彗星。

但后来，其他天文学家一起观测，结果证明，这是一颗大行星！

有人建议，将这颗行星以“赫歇尔”来命名。

但是，德国天文学家波得等赞成用希腊神话中的“乌拉诺斯”来命名。“乌拉诺斯”是拉丁文“天空之神”的意思，译成中文则是“天王星”。

地球和天王星对比图

第二幕：天王星的“奇怪”轨迹

1821年，巴黎天文台台长布瓦尔，根据多年来对天王星的观测数据，编制天王星星表。

但是，令人疑惑的情况出现了：

天王星的实际运行轨迹，偏离了布瓦尔用万有引力定律推算出的轨迹！

天王星

对于这一被称为“天王星摄动”现象产生的原因，当时的科学界主要有五种观点：

1. 观测错误；
2. 万有引力定律错误；
3. 太阳系外另一星系的引力；
4. 土星、木星等已知行星的引力；
5. 还有一颗未知行星在干扰天王星的运行。

1832年，当时还是剑桥大学天文教授的艾里（后来成为皇家天文台台长，请记住这个名字），在英国科学促进会做了一个报告，介绍了这个困扰天文学界多年的问题。

报告中，他首先驳斥了对万有引力定律正确性的怀疑；其次，又对观测问题做了分析，证明观测足够精确。

艾里

那么，只剩下其他3种可能了。

第三幕：亚当斯登场

1845年，据英国皇家天文台记载，在英国剑桥大学，一名叫亚当斯的学生，在其大学毕业后第二年，根据万有引力定律和牛顿力学原理，用数学的方法推算出了新行星的位置。

年仅26岁的亚当斯通过剑桥大学的一名天文学教授，把自己的计算结果寄给了英国皇家天文台。

此时的台长，已经是我们刚才提到的艾里。他对亚当斯的计算结果持怀疑态度，因此只是礼貌地向亚当斯写了封回信，根本没有组织天文台研究人员进行观测和寻找。

亚当斯

第四幕：勒维耶登场

1845年11月10日，法国巴黎工科大学，一名叫勒维耶的青年教师，发表了关于天王星摄动的第一篇论文。

文章中，他准确地计算出土星和木星对天王星的摄动影响，结果说明这些影响不足以解释天王星轨道的偏离 。

1846年6月1日，勒维耶发表第二篇论文，文中估算出了未知行星的大致位置。

勒维耶

第五幕：不同的对待，不同的结果

勒维耶把自己的计算也写信告诉了艾里。这让艾里开始重新思考新行星存在的可能。

但是艾里向勒维耶隐瞒了亚当斯也在做相同研究的事实，并秘密安排亚当斯和查理斯开始寻找新的行星。（但是并未取得实质的进展）

幸运的是，勒维耶同时将自己的计算写信告诉了德国柏林天文台的加勒。

加勒

1846年9月18日，信件寄出。9月23日，信件送达加勒处。

与英国皇家天文台不同，加勒当晚立即开始观测。

当望远镜对准勒维耶所说的位置时，助手德莱斯特大叫 :“那颗星不在原有的星图上！”

也就是说，发现了新的星星。

第二天晚上，两人继续观测发现这颗星的位置略有移动，这表明，这颗新发现的星星的确是颗行星！

随即，伽勒写信向勒维耶报告：“你计算出的那颗行星，真的存在！”

第六幕：优先权之争

勒维耶再次写信给包括艾里在内的一些天文学家报告新行星的发现，并建议命名为海王星。

同时，加勒把观察结果发表在德国的《天文学杂志》上。

英国皇家天文台

但是，艾里此时公开了他们对新行星的秘密寻找过程，并宣布亚当斯早已计算出新行星的位置。

他们要求把新行星命名为海神星，以显示他们拥有一定的优先权。

法国人理所当然地对此表示怀疑：如果亚当斯真的做了准确的计算，为什么不写成论文发表？

为什么要在事后才来争优先权?

第七幕：定论？

随着时间的推移，争论逐渐平息。

1847年，英国皇家学会授予勒维耶奖章表彰其贡献 ，并使其成为英国皇家学会会员；而国际上也承认亚当斯做出了独立发现（英国方面的解释是亚当斯并没有兴趣发表自己的论文）——如此，成为英、法两国双赢的局面。

在官方的记录中，第二年，亚当斯和勒维耶两人见面，结成朋友，最后各自在天文学上做出了杰出的贡献。

但是当初的疑问并未得到很好的解释，因为亚当斯并非像人们认为的那样不喜欢发表论文。

引用著名人物方舟子的调查：

亚当斯没有像勒维耶那样发表其计算结果的真实原因，是因为他对自己的计算方法和结果并无信心，而且一直在改变计算结果，其最终的结果也距离海王星的实际位置很远。

而且，艾里、查里斯和亚当斯是在获悉勒维耶的研究后，才开始秘密寻找新行星的。

所以，查里斯根据亚当斯的计算花了两个月的时间去寻找都一无所获，而伽勒根据勒维耶的计算几分钟就搞定了。

由于亚当斯从未发表其计算结果，也由于亚当斯的计算结果一直不确定而且偏差很大，将他视为海王星的共同发现者是不合适的。

03

科学发现背后的大国博弈

海王星的发现，其影响不仅限于科学界，还是一个关乎国家荣誉、体现国家实力的竞技赛场。

苏格爸在此做如下分析：

其一

艾里作为英国皇家天文台的台长，最初由于不信任年轻的亚当斯能够解决“天王星摄动”这一难题，而选择不作为；后来得知法国勒维耶也在做相同的研究时，便立即改变态度，秘密安排人手进行新行星的寻找。

这其实是英、法在科学界的一场角逐。

然而，最终获利的却是德国。

这得益于加勒的雷厉风行，使德国在这场自然科学大发现的赛场上取得巨大的胜利！也使得德国的天文水平，得以持续保持世界前列。

德国柏林

其二

海王星的命名，也是各国争论的一个焦点。

当时，法国巴黎天文台台长阿喇戈认为，勒维耶“为祖国争了光辉，为子孙赢得了荣誉”，建议命名为“勒维耶星”——这一切都是以国家利益和荣誉为优先的考虑。

与此同时，英国台长艾里在国内民众的压力下，慌忙表态，宣称是英国人亚当斯更早做出了计算，并公开了自己的秘密研究——这些行为都表明，在这个重大发现的荣誉上，英国强烈的希望能分一杯羹。

海王星

其三

更鲜为人知的是，除英、法、德这几个当事国之外，美国在「海王星发现」这个历史事件中，也扮演了重要的角色。

当时，美国科学水平远落后于欧洲各国，在英、法为谁先完成了这次卓著的发现而争吵不休的时候，美国科学界也开始蠢蠢欲动。

野心勃勃的美国科学家认为，这是一个可以提高美国科学界知名度，同时提高美国科学界竞争力的一个重要契机。

哈佛大学

于是，以哈佛大学数学家本杰明·皮尔斯为首的一批美国科学家，开始研究勒维耶理论中的漏洞，并在之后连连发难：

首先，他们指出，在大约50年前，1795年5月10日，已经有人（法国天文学家约瑟夫·拉朗德）发现了海王星。

拉朗德

进一步，通过研究和计算，皮尔斯称：“海王星并不是通过几何分析直接发现的，勒维耶计算的轨道其实和实际不符。因此推断，加勒的发现，只能说是一个巧合。”

这一极具煽动性和挑战性的言论，让很多科学家重新加入计算，也让更多的民众情绪被煽动。欧洲科学界，以惯有的傲慢，对皮尔斯的言论进行了反驳；勒维耶为此大为恼火，认为皮尔斯是由于对摄动原理的不清楚，才会得到这样的结论。

最终，在这场源于预测和观测的轨道之争中，人们对于国家声誉的关注，已经远远超越了对轨道计算准确度的关注。

其四

在欧洲，并不是所有人都站在同一战线上迎接来自美国科学界的挑战。

还是那个英国皇家天文台台长，艾里，因为一些原因（可能是政治上的），承认“皮尔斯已经证实，勒维耶的轨道理论并不正确”。

1846年，哈佛天文台发表报告，希望“建立一种与英国皇家天文学家以及欧洲大陆的主要天文台主管的常规联系”——这是明显的想要加强合作，参与进来的意愿。

哈佛大学

英国的支持，最终帮助以皮尔斯为首的美国科学家，第一次登上了国际舞台。

这是值得纪念的——美国科学家以19世纪中期最前沿的问题挑战了欧洲的科学权威，并获得了胜利。

04

结语

海王星的发现，是人类自然科学史上的高光时刻。

在这个重要的赛场上，西方各国都为了自己的国家利益和荣誉参与角逐。

最终，这个由法国人计算，德国人证实，英国人和美国人也都参与进来的自然科学大发现，以各方实现自己的目的而结束。剧情跌宕起伏，精彩纷呈。

而这些大国之间的博弈交锋，时至今日，也有着重要的参考价值。

最后，引用艾里（对的，这才是真正的主角）的一句话作为文本的结语：“历史在发现行星之后远比发现之前有趣了。”

更多优秀资源链接：

科学爱好者：光速不变是如何发现的？带你了解迈克尔逊-莫雷实验

宇宙最快的「光速」是如何测量的？带你了解光速测量的有趣历史

“费米悖论”的新解释：“递弱代偿”，比“黑暗森林”更恐怖