天文小故事（十二）

□ 張明昌

天文小故事（十二）

□ 張明昌

1 康德的日?；顒訙嗜珑?/h2>

“世界上有兩件東西能夠深深地震撼人們的心靈，一件是我們心中崇高的道德準則，另一件是我們頭頂上的燦爛星空?！边@是德國哲學家伊曼努爾·康德于1788年說的名言，盡管在不同的中譯本中有多種表述，但中心意思卻是一致的。因為他后來提出了第一個太陽系起源的星云學說，也使他在天文學上占有一席之地。

1804年2月12日，80歲的康德在哥尼斯堡的寓所內無疾而終，盡管他生前早有喪事從簡的遺言，但舉行葬禮的那天還是萬人空巷，擠滿了街頭的人們無不向這位一生從未離開過本城卻名揚天下的偉人悲痛致哀。

圖1 著名哲學家康德

康德身高只有1.54米，但其儀表端莊，舉止文雅。他家境貧寒，但自負清高。持躬節儉，不接受他人的憐憫，不申請公家的津貼，在哥尼斯堡大學求學時，他常常幫助那些富家子弟補習功課，卻絕不接受他們的金錢。經過幾年的努力，他一下連續發表了16部驚人的著作，其中最為著名的就是1755年3月出版的《關于諸天體的一般發展史和一般理論，或根據牛頓原理試論整個宇宙結構及其力學起源》，此書在我國中譯本的書名為《宇宙發展史概論》(1972年，上海人民出版社)。書中所提出的太陽系起源于星云的假設，被恩格斯贊譽為“從哥白尼以來天文學取得的最大進步。認為自然界在時間上沒有任何歷史的那種觀念，第一次被動搖了?！?/p>

康德晚年與孀居的妹妹及幾個摯友住在一起。他的生活極其有規律：每天5時起床，晚10點就寢(晚年改為9時)，至少在30年內一直如此，從來沒有半小時以上的誤差，所以他每天晚飯后沿著固定路線的散步時間從不變更，甚至被市民認為是比市政大鐘還準確。而康德的許多重要的哲學構思、科學靈感都是在這條通向古炮壘的散步路線中得到的。他每天傍晚總是會坐在自己的工作室中，遠眺窗外教堂的尖頂，它在斜陽下的莊嚴景色讓他凝目沉思，讓他的思緒天馬行空。后來一棵大楊樹的枝葉擋住了他的視線，為了尊重他多年來養成的習慣，樹的主人居然把它砍掉了一段，以后還不時地進行修剪……

康德的朋友很多，他在交際上一直保持著儒雅的禮貌與雍容自重的風度，他恪守人生的道德，一世與人無爭，除了讀書外就是教書，他認為“幸福的婚姻是對端莊行為的獎賞”。而他自己卻與這份獎賞無緣，所以他終生未婚。他相信“對于即將離開這個世界的人來說。最值得寬慰的，莫過于確信沒有虛度此生?！倍娜松彩谴搜陨鷦拥膶懻?。

2 拉普拉斯不需要上帝假說

當年在拿破侖的身邊，常有三位非凡的數學家，而其中最負盛名的就是有“法國的牛頓”之稱的拉普拉斯，這位后來被封為伯爵的學術權威，在數學、力學、天文學上都有重大的貢獻，在1796年他47歲時，他發表了《宇宙體系論》，這是他在不知康德著作情況下，獨立提出的太陽系起源星云說，真可謂是“英雄所見略同”。而且因為康德是匿名發表，只印了幾十本出版商就破產了，所以直到拉普拉斯的著作問世，星云說才風靡起來。書中，他對牛頓的錯誤同樣做了尖銳的批判：“我不能自禁地指出牛頓所陷入的歧途”——對于牛頓在太陽系運行中引入了上帝，是“對于科學和他自己的榮譽都是不幸的?！毕鄠?，拿破侖在閱讀后對他更為折服，但他還是提出了問題：“先生，你寫了這樣一部大的著作，但我卻看不到哪兒提到了萬能的主——世界體系的創造者，能告訴我，這是什么原因嗎？”拉普拉斯的回答非常干脆：“陛下，我用不著那個假設！”

兩年之后，即1798年，他又提出了一個令人吃驚的觀點——“宇宙中最明亮的天體，可能對我們來說是看不見的?！彪S即他舉了一個例子：一個直徑比太陽大250倍、而密度與地球相當的大質量恒星，由于它本身產生的強大的萬有引力，會把它發出的光也“拉回來”，這樣，人們當然無法看見它了。

黑洞是當今世界上最富有魅力的話題之一，它能讓人產生無限的遐想，也是科學幻想小說最好的題材。拉普拉斯當年是從牛頓力學的概念提出存在“黑天體”問題的?，F在則完全是從愛因斯坦廣義相對論所推導的必然結論：一個核反應完全停止的星體，再無其他力能頂住萬有引力而坍縮。當原子被壓破時，就會變成密度達109～1012千克/米3的白矮星；而恒星質量較大時，則還會敲開原子核變成擠成一團、密度更大百萬倍的中子星；如坍縮的恒星質量大于3M⊙，則還會坍縮下去，所有物質將無可避免地永遠坍縮下去，所有的質量將集中在一個沒有大小的“奇點”上。

正如“孫悟空跳不出如來佛的手心”一樣，黑洞中的一切物質都不可能跑出洞外。從外面看，黑洞是絕對的黑，又是深不可測、永遠填不滿的無底洞。從名字來看，恐怕再也找不到比黑洞更貼切的詞匯了。通俗地說，普通天體與黑洞間的區別在于是否小于“引力半徑”，如果一個黑洞的質量為60萬億億噸(相當于地球質量)，其引力半徑只有8.9毫米，只相當于一顆小小的豌豆。如果有朝一日，太陽的半徑猛然收縮到3千米以下，那它也將變得“一團漆黑”，即使放到你眼前也無法看見它。

圖2 具有冕和X射線源的黑洞，美術想象圖

3 牛頓二三事

人們一直認為，牛頓是“迄今最偉大的科學家”。恩格斯的評價是：“由于發現了萬有引力定律而創立了科學的天文學，由于進行了光的分解而創立了科學的光學，由于認識了力的本質而創立了科學的力學?！彼ナ罆r英國為他舉行了隆重的國葬，這也是英國第一位獲此殊榮的科學家。有位詩人為他撰寫的墓志銘是這樣的：

“大自然與它的規律為夜色掩蓋，

上帝說，讓牛頓出來吧，

于是一切變得光明?！?/p>

而他的親友為他立的紀念碑是：“伊薩克·牛頓爵士安葬在這里，他以近于超人的智力第一個證明了行星的運動與形狀、彗星的軌道與海洋的潮汐。他孜孜不倦地研究光線的各種不同的屈折角及顏色所產生的種種性質。對于自然、考古和圣經是一個勤勉、敏銳而忠實的詮釋者。他在他的哲學中確認上帝的莊嚴，并在他的舉止中表現了福音的純樸。讓人類歡呼曾經存在過這樣偉大的一位人類之光?！?/p>

其實牛頓的童年并不幸福，在他出生前3個月，父親就去世了，3歲時母親棄他別嫁，是外祖母把他撫養長大。牛頓的母親相當富有，因為牛頓的生父留給她不少羊，而第二個丈夫是一個富裕的神父，他也給了她大筆財產，每年的收入在700～900鎊，可與一個貴族相當。然而，牛頓在三一學院時卻只能當一個很可憐的“次等公費生”，他常被迫去服侍其他同學，也只能吃桌上剩余的食物。繼父對他也很不好，所以牛頓年少時曾想要把繼父與母親的房子燒掉！他的學業全仗舅舅的支持，他說服了妹妹即牛頓的母親，讓輟學的牛頓回到了學校，才沒有讓這一天才埋沒。

圖3 正在做分光實驗的英國科學家牛頓

但牛頓可能在晚年對復雜的數學產生了厭倦，在54歲擔任了造幣廠的監督后，一頭鉆進了荒誕的煉金術中。在此后的近30年中，他一直在實驗室內那個冒著泡泡的大鍋中進行一些奇特的實驗，并且樂此不疲。但他究竟做了些什么，現在很少有人能弄清楚，因為他制造出來的那些金屬化合物至今已無人能復制出來，當時他的一些言行也讓人如墮五里霧中，如在1684年他曾說了一句讓人摸不著頭腦的話：“今天我使木星飛上了它的老鷹?！庇绕渥屓送锵У氖?，牛頓晚年還沉浸在神學中不能自拔。他花了大量的精力來論證，太陽系中各行星雖然沿著力學的軌道運行，但最初時一定是由“上帝第一次推動”才能如此和諧地一直運行下去……

牛頓還有一段炒股生涯。晚年時曾經一度瘋狂地投入了股市，當時人人都看好“南海公司”發行的一只股票。牛頓先是嘗到了甜頭，在1720年2個月內就賺到了7000英鎊。但當牛頓加大投入后不久，它就狂瀉而下，許多人血本無歸。顯然不是理財高手的牛頓也虧損了2萬英鎊。而他當英格蘭造幣廠廠長時，雖說也是“高薪階層”，但年薪也只不過是2000鎊，所以這相當于10年全部薪金的巨額損失也使他非常感慨：“我能計算出天體運行的軌道，卻難以預料到人們的瘋狂?！?/p>

根據英國專家研究，大科學家牛頓可能是一個孤獨癥患者，他說話困難，埋頭工作時就會忘記就餐，對于本來就不太多的朋友也缺少熱情，有時還會對他們發脾氣，有時則會失禮。在沒有人聽講時，他也會對著空無一人的會場侃侃而談……在社會交際及與人溝通方面顯然缺少能力。當然對于僅是從傳記的研究來確定此事也引起了一些人的質疑，因為多數天才人物可能無法容忍其他人的“遲鈍反應”，缺乏足夠的耐心也會讓人覺得他們孤僻，無法與之交往。

牛頓花了15個月，把他悉心研究了多年的成果用拉丁文寫成了《自然哲學的數學原理》一書，(在他去世后3年才有此書的英譯本)，這本在人類科學史上占有輝煌地位的劃時代的巨著，因為很少有人能看懂，所以在當時很受冷落，有人曾評論說：“有一個家伙寫了一本包括他自己及其他人看不懂的書?！痹诿陡窳蟹鹩斡洝分?，作者斯威夫特還借機諷刺了牛頓哲學。還有一個貴族懸賞500鎊，以獎給能夠解釋書中含義的人。不過盡管當時人們對它沒有特別的需求，但卻是一般的演講少不了的題材。于是，自然哲學也首次成了上流社會附庸風雅的議題，科學也第一次代表了流行及時髦。

（責任編輯 張長喜）