盡管開普勒解決行星運動等問題的方法,完全不同於他以前的任何人,但他仍然是按對觀察結果進行仔細分析後得出一般結論的方法工作的,而且是這種方法的一個傑出例子。他的分析過程漫長並且極其艱辛,他在20多年的時間裏,堅持不懈地進行工作,從來沒有放棄他的目標。如果用嘔心瀝血這個詞來形容他的努力,也是絲毫不過分的。
開普勒從一開始就認識到,仔細研究火星軌道是研究行星運動的關鍵。因為火星的運動軌道偏離圓軌道最遠,它使得哥白尼的理論顯出了嚴重的缺陷。開普勒還認識到,對第穀·布拉赫準確的觀察資料進行分析是整個問題必不可少的先決條件。開普勒曾經寫道:我們應該仔細傾聽第穀的意見,他花了35年的時間全心全意地進行觀察……我完全信賴他,隻有他才能向我解釋行星軌道的S卩列順序。
第穀掌握了最好的觀察資料,這就如他掌握了建設一座大廈的物質基礎。
令人著迷的瑪雅星
有些謎的解釋就像現代版的《星際旅行》或《星球大戰》,對一個不存在的天體加上地球人類之謎的想象結局,這可能就是瑪雅星的由來。我們是信科學呢,還是信想象呢?
在中美洲的尤卡坦半島上曾棲息過的瑪雅人,無疑是我們地球上最神秘莫測、最富有傳奇色彩的民族之一。早在遠古時代,瑪雅人就在天文、建築、醫學、數學、曆法等方麵都取得過輝煌的成就。他們建築了富麗堂皇的宮殿,修築了台階狀金字塔式的紀念碑和寺院。此外,瑪雅人還知道天王星、海王星,他們的瑪雅曆一直推算到4億年之後,他們留下的天文曆法可沿用6400萬年。
在瑪雅人留下的許多天體方麵的史料中,最令人驚歎不已的莫過於他們推算出卓爾金年260天,金星年584天,算出地球是365.2420天(今天的準確計算是365.2422天)。現代的史學家、天文學家一般把瑪的卓爾金年他的宗教祭祀年,一年一共有260天(有260個不同的名稱和順序),劃分為13個月,每個月20天。他們的這種年曆一般被認為是他一們為定出舉行宗教儀式的時間而製定的。
同時瑪雅人也用365天(地球的公轉周期)計年,他們將這種有別於宗教年的曆法通稱為“民用年”,一年劃分為18個月,一個月20天,外加5個無名日。但幾乎是與這種傳統說法同時的,有人卻持另一種意見,他們堅持認為:既然瑪雅人的地球年、金星年都是針對兩個太陽係大行星而言的,那麼卓爾金年一定也與某個大天體有著神秘的聯係。可是,整個太陽係內並無公轉周期為260天的大行星。於是便有人隨之大膽地提出了一個近似於科幻小說的設想:瑪雅人可能是外星人,他們曾居住的星球由於某種目前尚不可知的原因爆炸了,他們是母星大爆炸前移民到地球上來的。他們的260天計年法,則是他們穿越心靈,永遠也無法湮滅的記憶。
所以,瑪雅曆中規定每52年(260+5=52,墨西哥的阿茲台克人便一直采用52年一個循環的計年法)要建造一定級數台階的建築物(如寺廟和金字塔),建築物的每一塊石頭都與曆法有關,每一座建築物都嚴格地符合某種天文上的要求。而且,每5個52年,他們都會舉行隆重的祭祀儀式。現代學者稱之為“曆的輪回”。無獨有偶,關於太陽係內是否發生過行星爆炸一說,從另一學說方麵,竟也殊途同歸的得出一個共同的結論。那就是天文學上著名的“提丟斯——彼得”定則。
早在1772年,德國天文學家波得在他編寫的《星空研究指南》一書中,總結並發表了6年前由一位德國物理學教授提丟斯提出的一條關於行星距離的定則。定則的主要內容是這樣的:取0,3,6,12,24,48,96……這麼一個數列,每個數字加上4再用10來除,就得出了各行星到太卩日實際距離的近似值。如水星到太陽的平均距離為(0+4)—10=0.4(天文單位),金星到太陽的平均距離為(3+4)—10=0.7,地球到太陽的平均距離為(6+4)+10=1.0,火星到太陽的平均距離為(12+4)e10=1.6。照此下去,下一個行星的距離應該是(24+2)+10=2.8,可是這個距離處沒有行星,也沒有任何別的天體。
波得相信,“造物主”不會有意在這個地方留下一片空白;提丟斯則認為,也許是火星的一顆還沒有發現的衛星在這個位置上。但不管怎麼說,提丟斯一波得定則在“2.8”處出現了間斷。當時認識的兩顆最遠的行星是木星和土星,按照定則的思路,繼續往外推算,情況是令人鼓舞的:木星到太陽的平均距離為(48+4)+10=5.2,土星到太陽的平均距離為(96+4)—10=10。定則給出的數據與實際情況比較起來,是否符合呢?請看行星定則給的數和實際到太陽的距離是:水星0.4,0.387;金星0.7,0.723;地球1.0,1.000;火星1.6,1.524;木星5.2,5.203;土星10.0,9.554。你看,定則算出來的目卩些數值與行星距離多麼相近似啊!於是大家開始相信,“2.8”那個地方應該有顆大行星來補上。