误算引出的发现

美国学者A.P.弗伦奇指出，“1930年发现冥王星”，是按牛顿力学的“推算来确定望远镜的指向去寻找新星”而发现的。许多资料也有类似的说法。事实果真如此吗？

20世纪初，美国天文学家H.W.皮克林和P.洛厄尔根据天王星和海王星的摄动进行分析和用牛顿运动规律进行计算后，预言海王星以外还存在一颗未知行星。1919年，美国天文学家M.哈马孙根据这一计算的位置进行照相搜索，结果一无所获。从1905年开始，洛厄尔组织过他在1894年于亚利桑拿州弗拉格斯塔夫建立的私人天文台人员，对该行星进行搜索，但直至他1916年去世时，也未能如愿发现。1929年，洛厄尔天文台又制造了一架更大的天文望远镜，专门用来寻找这个预言存在，但20多年仍未找到的行星。1930年2月18日，该天文台的C.W.汤博（1907～1997）在大约同前述预言位置相差约5°的天区的照片上，终于发现了这颗行星。这就是冥王星发现的简单经过，也是弗伦奇等看法的“依据”。

可是，后来美国E.W.布朗等天体力学家和其他天文学家指出，冥王星的质量太小——仅为九大行星中倒数第二小的水星质量的二十几分之一，或约为海王星质量的1/7000，或天王星质量的1/6000，不足以产生当初皮克林和洛厄尔预言的它对比它大几千倍的海王星和天王星的较大摄动。换句话说，是计算导致冥王星的偶然发现，而计算本身则是错误的。由此可见，冥王星的发现，是偶然计算错误引出的偶然巧合而发现的。

在冥王星的搜寻过程中，还发生过一次有趣的偶然事件。前述哈马孙所摄照片上本应摄得冥王星，但由于它的像正好位于照相底片乳胶上的一条小裂缝中，导致其未被发现。由于胶片上的这一小疵，竟使这一天体的发现被推迟了11年！

那人们为什么用计算来预言未知天体的位置和存在而发现它呢？这却不是偶然的。

1705年，英国哈雷在《彗星天文学论说》中用牛顿万有引力定律，算出后人以其姓氏命名的彗星将于1758年底或1759年初回归，并推断1531年阿皮安、1607年隆哥蒙坦斯、1682年开普勒等发现的彗星都是将要回归的这一颗。但1758年底，彗星并未回归。这使望眼欲穿的天文学家们大失所望，并使万有引力定律面临严峻的考验。不过，法国数学家克莱罗细算了哈雷彗星回归的时间后指出，未在哈雷预言的时间内回归的原因是其他行星对它的摄动所致。他还预言这个彗星将于1859年4月13日通过近日点，其时间误差约一个月。1859年3月12日，它果然通过了近日点。不过，哈雷的预言也是近似准确的。虽然1758年底尚未回归，但它却在接近回归点的途中不远处：1758年12月25日（圣诞节）夜，德国一位业余天文观象者、农民约翰·帕尼茨在夜观天象时发现了这颗彗星。这是用万有引力定律预测天体运行取得成功的第一个例子。

后来，人们又发现天王星轨道的理论值与实际值不符，人们猜测这是它附近有一颗未知行星对它作用的结果。经过两年计算，英国剑桥大学学生J.C.亚当斯于1845年10月21日将它用万有引力定律计算的结果，通知了格林尼治天文台的皇家天文台长爱勒，但爱勒不相信计算可以找到行星而拒绝发表和观测。

比起亚当斯更幸运的是法国U.J.J.勒威烈。他的计算结果于1846年9月18日用信件通知柏林天文台台长伽勒：“请把你们的望远镜指向黄经326°处宝瓶座内的黄道一点上，您就将在离此点约10°的区域内顺利发现一颗明显的新星，它的亮度约近9等……”伽勒就在他收到信的当天——1846年9月23日晚上，用天文望远镜在勒威烈预言那点附近52′处发现了这颗新星，这就是海王星。这是又一个用万有引力定律预测的天体。

以上两个实例，就是科学史上万有引力定律著名的部分实验验证。这些实例，充分显示出科学理论对实践的伟大指导作用和强大威力。这在哲学、文化史上也有重大意义：人类建立了有能力认识世界、认识自然的自信心，使思想得到解放。同时，也引出前述对冥王星的预测——一次错误的计算。

冥王星是太阳系九大行星中最后发现的一个。它的质量仅为地球的0.24%，约为1.43×1022kg；体积仅为地球的0.9%；但由于它在九大行星中形体最扁平，所以，其直径却大到约为地球的21%——指其赤道直径公认值约为2700km，是九大行星中质量最小、体积最小、平均距离太阳最远的。其公转周期为247.7年，自转周期为6天9小时17分9秒。1978年5月，美国克里斯蒂发现其卫星“冥卫一”，定名“卡戎”于同年7月7日公布，其公转周期恰好与冥王星的自转周期相同，成为太阳系中惟一的天然同步卫星。