宇宙奥德赛(漫步太阳系)

作者简介

\\\"王爽，中山大学物理与天文学院副教授，博士生导师。科普作家，著有《宇宙奥德赛：漫步太阳系》《给孩子讲宇宙》《给孩子讲相对论》。新浪微博知名科学科普博主，科学松鼠会成员。 \\\"

内容简介

图4.7.水星近日点进动 当然，这张图片画得相当夸张。真实的水星近日点进动其实非常微小。很明显，水星近日点进动前后的两个位置，以及太阳本身，构成了一个三角形；而这个三角形中以太阳为顶点的那个夹角，就能用来描述进动的大小。勒维耶发现，要经过整整100年的积累，这个夹角才能达到574角秒。 可能你不是很熟悉角秒，那我来解释一下。众所周知，1小时包含60分钟，而1分钟又包含60秒钟。类似地，1度的夹角包含60角分，而1角分又包含60角秒。换句话说，把我们熟悉的90度的直角平均分成32.4万份，其中的一份就是1角秒。因此，水星要进动整整100年，才能让它的近日点位置发生574角秒的偏离，你可以想象这个效应到底有多么微小。 现在问题来了：为什么水星会发生近日点进动呢？有两种可能。第一，太阳系中还有其他天体，它们的引力造成了水星近日点进动。第二，牛顿引力理论本身有问题。勒维耶对此进行了非常深入的研究。他发现太阳系中其他行星的引力会造成每世纪531角秒的偏离。这意味着，还有43角秒的偏离无法用牛顿引力理论来解释。 勒维耶是牛顿引力理论的忠实信徒。他压根不接受牛顿引力存在错误的可能性。为了解释这43角秒的偏离，勒维耶提出了一个非常大胆的猜想：在水星和太阳之间，还存在一颗以前没发现的小行星。勒维耶把它称为“火神星”，并宣称正是火神星的引力导致了那额外的43角秒的偏离。但问题是，没有任何人能找到这颗火神星。 这样一来，水星近日点的43角秒的进动，就成了一个无人能破解的世纪难题。一直到半个多世纪以后，一位科学巨人的横空出世，才为这个世纪难题的解决带来了曙光。这位科学巨人就是大名鼎鼎的阿尔伯特·爱因斯坦（图4.8）。 作为有史以来最伟大的两位科学家之一，爱因斯坦的人生中也曾经历过极为灰暗的时刻。1902年，他给自己的大学同班同学格罗斯曼写了一封信，倾诉自己无法找到工作的痛苦。在这封信中，爱因斯坦甚至无奈地自嘲道：“上帝创造了蠢驴，还给了它一张厚皮呢。” 1900年，爱因斯坦毕业于瑞士第一名校苏黎世联邦理工学院（Eidgen.ssische Technische Hochschule Zürich,ETH）。在那个年代，大学生毕业后根本不愁找不着工作，因为大学生的数量非常稀少。举个例子，1900年，包括爱因斯坦在内，ETH物理系总共只有4名大学毕业生。其中3个人都顺利地找到了工作。唯一的例外就是爱因斯坦。 为什么只有爱因斯坦找不到工作呢？答案是他自己瞎折腾。读大学的时候，爱因斯坦是一个相当叛逆并且恃才傲物的年轻人。他特别喜欢逃课。就算偶尔去上课，也经常对一些讲课不好的老师表示不屑。这样一来，他就把ETH物理系的全体教授都得罪光了。所以毕业以后，没有一个教授愿意给他写推荐信，这就导致爱因斯坦没能在学术界找到工作。 毕业后整整一年半的时间，爱因斯坦都找不到一份体面的工作，只好靠给别人当家教来勉强维持生计。在此期间，他不知曾向多少个数学、物理、化学教授寄过求职信，结果全部石沉大海。极度郁闷中，爱因斯坦就给自己的大学好友格罗斯曼写了前面提到的那封诉苦信。 格罗斯曼动了恻隐之心。他通过自己父亲的关系，让爱因斯坦走后门找到了一份在伯尔尼专利局当技术员的工作。这份工作的工资不高，但是有一个特别大的好处，那就是可以上班摸鱼。事实上，爱因斯坦只需花两三个小时就能完成一整天的工作；剩下的时间，他就可以用来搞自己的物理学研究了。 爱因斯坦的办公桌上总是堆着写满公式的稿纸。要是有领导路过，他就会迅速地把稿纸塞进抽屉，然后假装自己在认真工作。 正是在这些上班摸鱼的日子里，爱因斯坦破茧成蝶，变成了一个真正意义上的科学巨人。1905年，他一口气发表了5篇划时代的论文，在量子论、原子论和狭义相对论这三大领域都取得了革命性的突破。正因为如此，1905年也被后人称为“物理学奇迹年”。 但即使取得了如此伟大的成就，爱因斯坦也并没有立刻时来运转。事实上，当时除了极少数的专家，压根没人知道他是谁。所以他还是只能待在专利局里继续当他的技术员。1908年，苏黎世的一所高中在报纸上刊登广告，想招一名数学教师。当不上大学老师的爱因斯坦心动了，向那所高中递交了申请，结果在第一轮就被淘汰了。 \\\"◆短短一年时间，微博阅读量就超过2.5亿的现象级作品 ◆科普大咖李淼、徐来、曹天元、汪诘、李剑龙联袂推荐 ◆一场始于地球、将环游整个宇宙的空间和时间之旅 ◆一部拥有完整知识体系、以“纪传体”的方式呈现的太阳系简史 ◆一本启发科学思维、拿起来就放不下的天文学科普书 \\\"