对于普通人来说,科学史上最常听到的小故事是,阿基米德和浴缸、牛顿和苹果、瓦特和水壶盖。似乎许多伟大的发现都伴随着科学家的高“运气指数”。然而,在科学史上也有一些不那么幸运的科学家,比如法国天文学家勒让提(LeGentil)
他的不幸故事始于1760年,当时他从法国乘船到印度观察即将到来的金星凌日。所谓金星凌日是指金星在太阳和地球之间运动。从地球的角度来看,金星是一个通过太阳表面的圆形黑点。为什么要观测金星的凌日?事实上,它是为了精确测量太阳和地球之间的精确距离。
金星凌日测定日地距离
现在我们知道太阳和地球之间的距离接近1.5亿公里,但是在18世纪之前的天文学家并不知道地球离太阳有多远。连著名的天文学家哥白尼和开普勒他们都不知道。
他们只知道每颗行星与太阳之间距离的相对比率,比如将太阳与地球的距离设为1,水星与太阳的距离设为0.387,金星与太阳的距离设为0.723。
开普勒通过分析太阳与行星的相对距离与周期时间的关系,提出了他的第三行星定律。但是仅仅知道太阳和行星之间的相对距离是不够的。确定太阳和地球之间的实际距离是非常重要的。例如,如果我们不知道月球和地球之间的距离是384000公里,我们就根本无法发射阿波罗探测器。
天文学家想出了许多方法来测量太阳和地球之间的距离。在18世纪早期,哈雷提出了一个非常聪明的建议,用金星来确定太阳的视差。
具体来说,金星在凌日期间穿过太阳表面所需的时间是在地球上两个遥远的地方同时测量的。由于两个地球观测者彼此相距较远,虽然他们同时看到金星的凌日,但金星投射在太阳表面的阴影中有一个缺口,称为视差。知道太阳视差的角度和地球上两个观察者之间的距离,就可以通过三角原理计算出太阳和地球之间的距离。
金星的凌日不是每年都会发生,但它有一定的规律可以遵循。因为金星两次之间的间隔是8年,如果一次发生在夏季的6月初,8年后的6月初又会发生一次,时差只有几天。前面提到的勒让提要观测的那次金星凌日就发生在1761年的6月6日。
一等八年的艰辛观测
勒让迪为观察金十字做了精心的准备。他于1760年出发,提前到达印度。然而,当时由于英法海战,行程受阻。当他匆忙抵达印度时,金星凌日已经过去了。如果他想观察,就得再等8年。郁闷地让他毫无心情非常沮丧,勒让提下了狠心,不观测到金星凌日决不罢休。他在当地(印度的本地治里pondicherry)买了一栋房子并建立了一个观测站,添置了仪器,学习了当地语言,还学习了古代印度的天文学。他终于满怀信心地等到1769年6月3日。他之所以有信心,是因为当地6月初的气候通常是晴朗的,很少多云。的确,整个五月和六月的头两天都是晴朗的。然而,在他去观察的那天发生了一些不好事情。突然,天空笼罩着乌云和雷声。太阳和金星在任何地方都看不到。上帝好像在和勒让迪开玩笑。金星凌日后几分钟,雷雨过后,天空又变得晴朗而蔚蓝。
倒霉的勒让提沮丧至极甚至暴跳如雷,以至于他再也没有从沮丧中恢复过来。他对生活失去了信心,对任何事都不感兴趣,也没有和任何朋友交流。他直到两年后的1771年才回到欧洲。然而,更加不幸的是,由于近三年没有消息,法国科学院认为他死在了印度,因此取消了他的院士席位。空缺已被填补,然后他的财产也已被继承。勒让迪愤怒地起诉了法国科学院和财产继承人。根据当时的法律规定,法院以他无权拥有他人继承的地位和财产为由,判决他败诉,法院费用也应转移支付。从此,他一贫如洗。
事实上,除了勒让提,其他一些观测金星凌目的天文学家也有很多不幸遭遇。有的人千辛万苦终于来到了观察点。结果,当他们打开箱子的时候,不仅傻眼了观察仪器,损坏了,等于是白跑了一趟。有些人乘马和雪橇去了寒冷的西伯利亚。在他们到达观测点之前,他们被一条刚刚上涨的河水挡住了。此外,他们还被当地人追赶,因为他们看到他们的仪器瞄准天空,认为是他们带来了灾难。
然而,各种困难和不幸并没有阻碍天文学家对真理的追求。勒让提之后,金星的观测仍在继续。1874年12月9日和1882年12月6日,世界各地的许多天文学家成功地观测到了金星凌日,谁也没遇到类似的不幸事件。
幸运的是,这位“最不幸的天文学家”的运气并没有一直消沉下去。他遇到了一位可爱的“小姐姐”。在爱的滋润下,他又重新振作起来。通过写两本关于印度民俗的书,他再次进入了社会的主流,成为当地的名人。但作为天文学家的勒让提,已经一去不返了。