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用數(shù)學方法發(fā)現(xiàn)海王星

來源:中國數(shù)學教育網(wǎng) 2008-05-07 18:12:04

    太陽系中的九大行星,幾乎每一顆的發(fā)現(xiàn)都包含著科學家不斷探索的動人故事。

  在古代,人們憑著極好的眼力在茫茫星海中先后找到了水星、金星、木星、土星、火星。1781年,英國恒星天文學家威廉·赫歇爾借助自己建造的高倍天文望遠鏡,觀測到了太陽系中的一顆新行星——天王星。 
 
 
    天王星的發(fā)現(xiàn)又為隨后發(fā)現(xiàn)的“海王星”奠定了堅實的基礎。有趣的是,“海王星”并不是通過觀測發(fā)現(xiàn)的,而是由兩位天文學家用“數(shù)學方法”算出來的。

  從威廉·赫歇爾用望遠鏡偶然發(fā)現(xiàn)天王星以來,這顆行星帶給天文學家的困惑大大多于喜悅,因為人們越來越感覺到這顆行星“越軌”嚴重。天王星“殿下”像一個十足的醉漢,走起路來常常一搖三晃,跌跌撞撞。

  心細的法國天文學家勒威耶在1845年聽到這個消息后,認真研究了已有的觀測資料,并根據(jù)多次觀測得到的數(shù)據(jù),建立了9個條件方程,并在1846年8月31日用最小工乘法算出了一個未知行星的軌道參數(shù)、質量和出現(xiàn)的位置。后來這一結論得到了柏林天文臺副臺長伽勒的注意,伽勒后來親自發(fā)現(xiàn)了海王星。

  其實,最早計算出“海王星”的并不是勒威耶,而是英國的亞當斯。亞當斯早在1845年9月至10月,就綜合運用逆向逼近法與數(shù)學一-物理方法,通過計算預測到了這顆未知行星,他還分別向劍橋大學天文臺和格林尼治天文臺呼吁,請他們搜尋他預測的行星。可由于他當時在天文學界還默默無聞,因此他的發(fā)現(xiàn)未引起足夠的重視。

  后來,英法兩因為誰先發(fā)現(xiàn)“海王星”而爭得不可開交。而勒威耶和亞當斯卻超脫了這場爭吵,成了好朋友。

  用數(shù)學方法找到海王星這個事實,再一次驗證了數(shù)學的威力。

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