天文学的进展-天文理论

时间:2024-11-21 18:44:01关键词:科学的进展

英法两国竞相研究天文。对于他们而言,这并非是遥远或“纯粹的”科学,而是介入海洋统治及随之而来的整个殖民与商业世界的一场斗争。德国与俄国因欧拉、意大利因博斯科维奇对这个竞争做出贡献,而没能分享其战利品。欧拉、克莱罗、达朗贝尔以研究月球,表列与太阳、地球相关的月球所处的位置及盈亏的变化,及其对潮汐的影响而有助于航海。从欧拉的记载中,知悉哥廷根大学的迈耶曾拟订太阴表而获得英国经度委员会的一项赠礼。1738年,巴黎科学院悬赏潮汐理论的提出,有4位作者获得报酬:伯努利、欧拉、麦克劳伦、卡瓦列里。除了后者,其余三人均以牛顿的理论作为解释的基础,认为除了日月的吸引外,地球的转动也是决定潮汐的一个因素。该科学院曾在多种场合邀请人写论诸球体的摄动的文章——它们越离椭圆轨道真实或表面的偏差。克莱罗于1747年、欧拉于1756年分别获得奖赏。

博斯科维奇以阐明天文学与物理学的发现而使耶稣会团与有荣焉。他生于拉古沙,14岁时进入罗马的见习修行所。他在科学上的早熟,使罗马学院的老师震惊,29岁时他即受任为那里数学部的主任。从那时起他一共出版了66种书。他参与确定各彗星的一般轨道,并首次用几何解决一颗星体的轨道与赤道问题。在《可分割的物质》(1748年)一文中,他阐扬他的物质观,认为物质由力点或力场组成,每一力点或力场各有一个交互拒斥、吸引的中心——令人忆起莱布尼茨的单子论。功能多样的耶稣会组织实际的企业测量并绘教皇国的地图,在有淹没卢卡城威胁的湖水上建筑堤堰,抽干彭甸沼地,设计米兰的布雷拉天文台。经他催促之下,教皇本尼狄克特十四世,撤销反对哥白尼体系的禁书目录敕令。他受赐为巴黎科学院和伦敦皇家学院的会员。1761年至1762年,他先后被法国、英国、波兰与土耳其赐予荣誉。1772年,他接受路易十五的任命,担当法国海军的光学总监。1783年,他回到意大利,1787年死于米兰,享年76岁。他死后留下几卷诗集。

18世纪前半叶英国天文学家中最璀璨的导师,当推詹姆斯·布拉得雷。他叔叔詹姆斯·庞德是埃塞克斯郡的一位教区长,也是一位拥有自己的天文台的业余天文学家。这个男孩在那里知道有一门诸星体的科学和审美之学。在牛津取得文学硕士学位后,他即匆匆赶回旺斯特德,做一手的观察,并将所得报告给皇家学院,结果以26岁之龄获选会员(1718年)。三年后他成为牛津的天文学教授。伟大的哈雷1742年逝世时,布拉得雷继他之后成为格林尼治的皇家天文学家。他担任这一职务,直到去世(1762年)。

他首先决定一颗星体的周年视差,而这也是从地表上一点所见与从太阳中心的一个想象点所见外表距离的差异。像哥白尼所假设的,如果地球循轨道绕太阳运转,那么这一差异应该存在。但历来无一证例,如果这一差异能获证明,则可确证哥白尼的假设。多方冒险的罗伯特·胡克曾欲显示天龙座第三颗星辰的这一视差,结果失败。富有的业余天文学家莫里纽克斯于1725年在奎尤恢复这一尝试,布拉得雷在那里加入,他们的结果只部分地肯定哥白尼的假设。布拉得雷回到旺斯特德,雇请格雷厄姆为他制造一座“弧形天顶”望远镜,以便观察不止一颗而是200颗星体通过子午线。经过13个月的观察与计算后,布拉得雷能够指出同一颗星体的外表位置每年交互偏南或偏北的轨道。他解释这种交互性是由于地球轨道转动之故。这种“光行差”的发现(1729年)说明到那时为止数以百计令人迷惑的观察与偏差。这在观察任一星体的位置与“真正”或计算出来的位置之间,产生了一种革命性的区分。这与哥白尼的说法大为吻合,因为这一发现也依据地球绕日旋转。这对天文学的影响竟使法国的一位天文史学家约瑟夫·德朗布尔建议,使布拉得雷与开普勒,甚至与希帕恰斯并肩而立。

天文学的进展-天文理论

布拉得雷继续完成其第二个重要发现:地球转动的轴心的“章动”(nutation)——字面上为点头摆动——像一个旋转的陀螺轴心的摆动。表面移动被描写为形成周年轨道的星体,据布拉得雷的观察,由于地球的绕日旋转,在一年后,并不会回到原先确切相同的表面位置。他想这一偏差可能是月球环绕地球轨道与地球环绕太阳轨道两者之间的周期变化,造成地球轴心的轻微弯曲所致。他研究这些变化达19年之久(1728—1747年),他在第19年发现,那些星体已回到第一年开始时那个确切相同的表面位置。他现在确信,地球轴心的“章动”,是由月球轨道的移动及其对地球赤道部分的作用引起的。他的这些发现,报道在1748年皇家学院的会报上,成为一动人大事。

布拉得雷担任皇家天文学家任期内,英国屈服于一项痛苦的交易:经过170年的抗拒后,英国终于接受了格列高利日历,但仍顽固地称之为革新日历。国会的一项法案规定,1752年9月2日以后的12天从“新历体”中抹去,同时规定9月3日改称为9月14日,法定之年不该从3月25日而该从1月1日开始。此举造成了商业交易与宗教圣日的纷扰,激起了许多抗议,那群愤怒的不列颠人喊道:

“把11天还给我们!”但到最后,还是科学战胜了簿记与神学。