4 命运弄人

听完了发现天王星的故事，有读者也许会提出这样一个问题，那就是天王星为什么没有更早地被人们发现呢？我们前面提到过，天王星的视星等在6左右，事实上，在最亮时它的视星等甚至可以达到5.5。（请读者想一想，什么情况下天王星看起来会最亮？）这样的亮度连肉眼都有可能勉强看到，却为何没有更早地就被人们发现呢？赫歇耳之前的天文学家们虽然没有像“七英尺望远镜”那样出色的望远镜，但他们的望远镜用来观测像天王星这样一个原则上连肉眼都有可能看到的天体却是绰绰有余的。自伽利略之后的那么多年里，那么多的天文学家在那么多个晴朗的夜晚仰望苍穹，却为何会将发现新行星的伟大荣誉留到1781年呢？

我们在前面的叙述中已经知道，赫歇耳发现天王星的过程并不是一个有意寻找新行星的过程，甚至在发现天王星之后他还一度将之视为彗星。这一切都表明天王星的发现带有一定的偶然性，是一个“无心插柳”的过程。与赫歇耳同时代的一些天文学家曾因此而将赫歇耳对天王星的发现视为是好运气之下的偶然发现。赫歇耳的一生对荣誉大体是看得比较淡的，但他对这种将他发现天王星的过程视为偶然的说法还是明确表示了反对。他写下了这样的文字：

我对天空中的每颗星星都进行了有规律的排查，不仅包括（像天王星）那样亮度的，还包括许多暗淡得多的，它（天王星）只不过是恰好在那个夜晚被发现。我一直就在逐渐品读大自然所写的伟大著作，如今恰好读到了包含第七颗行星的那一页。假如有什么事情妨碍了那个夜晚，我必定会在下个夜晚发现它。我望远镜的高品质使得我一看到它便能感觉出它那可以分辨的行星圆面。赫歇耳的这段文字不仅为自己发现天王星的必然性做了注解，而且也很好地说明了为什么在他之前那么多的天文学家都一直没有发现天王星。要知道，看到一颗暗淡的新行星虽然困难，但比这困难得多的则是要判断出它是行星而不是恒星。天王星被发现之后，人们对历史上的天文记录进行了重新排查，结果发现天王星在赫歇耳之前起码已被记录了22次之多，其中最早的一次可以追溯到1690年，比赫歇耳早了将近一个世纪。可惜留下这22次记录的天文学家们无一例外地与发现天王星的伟大荣誉擦肩而过。之所以会如此，是因为其中没有一位意识到自己观测到的不是恒星，而是行星。我们知道，在气象条件良好的夜晚，单凭肉眼就可以看到数以千计的星星，借助小型望远镜的帮助所能看到的天体数量更是多达数十万，这其中绝大多数都是恒星，任何人都不可能，也绝无必要对它们一一进行跟踪观测。因此，除非意识到或怀疑到自己所观测的有可能不是恒星，天文学家们通常是不会随意对一个天体进行跟踪观测的，而如果不进行跟踪观测，就无法发现行星的运动，从而也就失去了从运动方式上辨别行星的机会。

那么赫歇耳为什么会想到要对天王星进行跟踪观测呢？正是因为他意识到了自己所观测的有可能不是恒星。如我们在第3章中所介绍的，赫歇耳在发现天王星的过程中换用了几种不同的镜片，放大率从227倍增加到932倍^[1]，从而不仅发现了天王星的圆面，而且还发现其线度随放大率的增加而增加。因此他在静态条件下就发现了天王星与恒星的区别。这是历史上所有与天王星擦肩而过的天文学家们从未有过的优势。以英国的天文学家为例，当时英国皇家天文台最好的望远镜的放大率也只有270倍。赫歇耳拥有如此巨大的设备优势，他成为发现天王星的第一人也就绝非偶然了。而最终使这一伟大发现成为必然的，是赫歇耳所进行的巡天观测。这样的巡天观测正是赫歇耳所说的“品读大自然所写的伟大著作”，在这样周密而系统的“品读”中，一颗像天王星那样的6等星的落网是必然的。

不过，命运有时会跟人开残酷的玩笑。在赫歇耳之前曾经记录过天王星的所有天文学家中，最令人惋惜的是一位法国天文学家，他叫拉莫尼亚（Pierre Charles Le Monnier）。自1750年之后，他先后12次记录了天王星的位置。其中从1768年12月28日到1769年1月23日的短短二十几天里，他不知出于何种考虑，竟然8次记录了天王星的位置。照理说，这样密集的记录是足以显示天王星的行星运动的。但是命运女神却向可怜的拉莫尼亚开了一个最最残酷的玩笑。我们知道，由于地球本身在绕太阳运动，我们在地球上观测到的行星在背景星空中的运动实际上是它们相对于地球的表观运动。对于像天王星这样轨道位于地球公转轨道之外，从而轨道运动速度低于地球轨道运动速度的行星来说，它的表观运动方向有时会与实际的公转方向相反。这就好比当我们坐在一辆正在行驶的车里观测其他车辆时，如果我们自己的车速比较快，就会看到一些与我们同向行驶的车辆相对于我们在倒退。在天文学上，这样的表观运动被称为表观逆行（图4）。表观逆行在行星的表观运动中只占一小部分。在行星从表观逆行转入正向运动的过程中，会有一小段时间看上去是几乎不动的。这就好比一辆倒行的汽车在转为正向行车的过程中，会有一小段时间看上去速度为零。拉莫尼亚万万没有想到的是，他那8次密集记录竟然恰好是在天王星从表观逆行运动转为正向运动的那一小段时间附近，那时候的天王星相对于背景星空几乎恰好是看起来不动的^[2]！如果说赫歇耳成为天王星的发现者有什么偶然性的话，这也许就是最大的偶然性。

图4 行星的表观逆行