12.三人行必有我师
自古以来,就有“三人行必有我师”的说法,向老师学习当然也成为我们的至理名言。
哈雷(1625—1742),英国著名天文学家,曾任格林威治天文台台长,神奇彗星的命名者。
提到哈雷,人们自然而然地会联想到哈雷彗星,正是哈雷这位伟大的天文学家发现了这颗彗星的运行规律,因而就以哈雷的名字命名了这颗神奇彗星。
讲到哈雷确定这一彗星,就不能不提到牛顿。
1648年,年仅26岁的哈雷孜孜不倦地埋头于数学和天文学的研究之中,他废寝忘食地重演开普勒关于行星运行轨道的烦琐的计算。与此同时,他还十分注重用观测星空的实际资料来补充开普勒定律,使该定律更加完善和易于证明。在每日辛勤的观测中,他还在不断地思索着新的课题:彗星是否也像行星一样受太阳的吸引,围绕着太阳运转?彗星轨道和地球一样也是椭圆形的。在他长年的观测中看出,彗星似乎不是一闪而过永远离开地球而去,不再会被人看到,而是离开地球若干年后它还要重访地球。
为了这个诱人的新课题,哈雷请教了英国皇家学会的会员、名声赫赫的胡克教授。胡克教授在回答哈雷的问题时只是说:“应该说行星的椭圆道和太阳的引力分不开,大概引力的大小跟距离的平方成反比。当然彗星也不例外。”胡克教授的话,并没有解决哈雷的实质问题,对他的推测也拿不出充分的论据来证明。哈雷只好去求教于另一位皇家学会的会员——万有引力定律的发现者牛顿。
牛顿,素来沉默寡言,只有热衷于自己的科学研究。这位很少与人来往的伟大科学家和著名的教授。在哈雷迫不及待地简明地向牛顿讲了自己思考的课题后,牛顿告诉哈雷说:“我早就研究过了,不仅行星与太阳的引力有关,即使是世界各物之间,互相都是你吸我引,存在着引力。经我的仔细推算,证明了引力与距离的平方成反比。当然,彗星也不例外。”
哈雷听了牛顿的话后,他兴奋地对牛顿解释道:“老师,照你的理论,彗星不会掠过地球就无踪无影了,它们一定会在太阳和行星的引力影响下,隔一段时间还会返回地球上空。”
牛顿被哈雷的科学热情和丰富的想像深深地感动了。他鼓励哈雷:大胆的设想必须要有坚实的实验研究作基础。要研究彗星的运行轨道,首先要搜集历代天文学者观测彗星的资料;其次,要耐心地观测天空中的彗星,记录下它们运行的位置,编制星图;然后,再计算椭圆轨道的数学方法与实际核对计算。
哈雷不仅得到了牛顿在理论上的指导,而且得到了牛顿在科学研究上的认真态度的教育,得到了宝贵的研究方法,这样,哈雷探索彗星奥秘的决心更坚定了。他应用牛顿的万有引力定律,遵循牛顿谆谆指引的研究方法,花了整整20年的时间,在1704年编成一张彗星年表,他注意到表中的几颗彗星的轨道相类似:一颗是1531年阿皮昂观测到的彗星,一颗是1607年开普勒观测到的彗星,再一颗就是他在1682年观测到的彗星。哈雷大胆判断它们是同一颗彗星,周期为76年2个月和74年11个月,有个差异,正是由于土星和木星的引力对它的影响。因此,哈雷预言说,这颗彗星将于1758年底再次返回地球上空。哈雷本人虽然没有看到这颗彗星的回归,但后来的天文学家看到了,并且证实了哈雷的贡献,哈雷不愧是位杰出的天文学家。而哈雷的成功,不能说与牛顿的指导没有直接的关系。一个人的成才,与老师的教学及指导有着重大关系。真正的学习都是从老师那里开始的,因为老师不仅教给我们知识和方法,而且会教给我们工作和学习的崭新的途径和启迪。
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