第二章學生天文發現的啟迪2
2.哈雷慧星的發現
1682年的一個晴朗的夜晚，星月皎潔，歐洲大地像往日一樣平靜。突然，天空中出現了一顆奇異的星星，它像一把掃帚，拖著一條長長的尾巴，閃閃發光，在群星燦爛的夜空裏，顯得格外耀眼。它的出現立刻引起了歐洲大陸的轟動。人們對這位不速之客的到來，議論紛紛。
它就是我們現在所說的彗星。在這以前，16世紀有一位名叫布拉的丹麥天文學家，對彗星進行了非常荒唐的解釋，他把彗星當作“妖星”，說成是上帝懲罰人類的預兆。這和中國古代把彗星稱為“掃帚星”，其出現是不祥之兆一樣。
一連幾十個夜晚，這顆彗星總是沿著自己的軌道緩慢運動在浩繁的星空，人們望著這顆“妖星”，心驚肉跳，晝夜恐慌，歐洲大地呈現一片混亂的景象。直到它漸漸遠去，消失在星際裏，人們才重新安定下來。
然而，在這無數雙注視彗星的眼睛裏，卻有一雙藍色的眼睛毫無懼色。這雙眼睛閃爍著智慧之光，流露出一種狂熱的、渴望揭開這個幽靈般的星體之謎的感情。它們就是愛德蒙·哈雷(Edmond Halley，1656～1742，英國天文學家和數學家)的眼睛。
1656年11月8日，哈雷生於倫敦附近哈格斯頓一個富有的商人家庭。他小時候並不是一個聰明的孩子，但是他學習很勤奮，因此在中學讀書期間，成績很出色。老師給他講解的有關天文知識，介紹的伽利略、布魯諾為天文學事業而英勇無畏的事跡，引起了哈雷對天文學的極大興趣。
1673年，哈雷考入牛津大學王後學院，在這所當時世界著名的高等學府裏，他學到了許多有關數學和天文學的知識。他大學三年級時，父親因病去世，哈雷得到了一筆不小的遺產。這年哈雷作出了一個驚人的決定，他決定放棄在牛津大學的學習，而到地球的南半球觀測星象。這時的哈雷已經醉心於天文事業。他發現地球的南半球是觀測星象的好地方，這對天文學的研究工作將會大有推進。
1676年的一天早晨，21歲的哈雷和兩個忠實的青年夥伴搭乘了一條東印度公司的商船，揚帆南下航行了一百多個日夜，終於到達了距離英國一萬一千多公裏的南大西洋中人煙稀少的聖赫勒拿島。
島上的生活十分艱苦，然而哈雷把這一切困難早已置之度外。經過一番努力，終於在1677年的1月，建成了一個小小的天文台，這是人類曆史上設在南半球的第一個天文台。哈雷從此開始了他的天文學的研究生涯。
哈雷經過近兩年的時間，測編完成了《南天星表》，這是世界上第一個南天星表，包含341顆南天恒星的黃道坐標。1678年，該星表在英國倫敦發表後，名聲大震，他也因此被選為皇家學會會員。自此，23歲的哈雷和牛頓在劍橋結為好友。受牛頓影響，哈雷開始以萬有引力定律對彗星進行研究。
哈雷編纂了大量彗星的觀測記錄，並且是第一個全力以赴地從事彗星軌道計算的人。經過幾年的努力，哈雷搜集了英國和世界各地曆史上關於彗星的觀測資料，找到了從1337年到他1698年觀測到的24次關於彗星的記載。哈雷對這24顆彗星的軌道做了計算後，發現1531年、1607年和1682年出現的三顆彗星，軌道十分接近，而且這三顆彗星出現的時間，又恰好都是相隔75年左右。這使哈雷突然產生了一個大膽的設想：難道它們竟是同一顆彗星嗎?這個想法使他興奮不已。但是，他清楚地認識到，要使設想變成科學，必須掌握大量的真實數據。
於是，他又開始查閱更早的曆史資料，果然又發現每隔75或76年就有一顆明亮的大彗星出現。看來，這顆彗星的周期回歸已經無可懷疑了。接著他又開始對這顆彗星的運行軌道作進一步的計算。
經過幾個月的日夜奮戰，計算、複核、計算……哈雷得到了令人歡欣鼓舞的結果：這顆彗星在運行軌道上環繞太陽運行的周期與曆史上的記載完全相符。他不僅發現彗星的運行軌道，同時又一次雄辯地證明了萬有引力定律的正確性，使天文學和物理學都向前推進了關鍵的一步。哈雷令人信服地指出：這顆彗星是太陽係的一顆行星，受太陽引力的吸引，圍繞太陽運行，不過，這個橢圓形的軌道比地球繞太陽運行的軌道大得多。地球繞太陽一周需要一年，它則需時75年左右。
1720年，哈雷擔任了格林威治皇家天文台台長，成為皇家天文學家。他正式宣布：“人們在1682年看到的所謂‘妖星’，是顆大彗星，實際上是1607年那顆彗星的回歸。這顆彗星將在1758年底或1759年初重新出現在你們的眼前。”
這一莊嚴的宣告，振撼了整個歐洲大陸。整個英國社會乃至歐洲都產生了強烈的回響。社會上大多數人半信半疑，一些天主教士更是立即跳出來進行冷嘲熱諷。但是，許多真正的科學家卻極為重視哈雷的預言和論證，肯定了這一天文學研究方麵的重大成績。
哈雷的預言會成為現實嗎?人們都拭目以待。
1758年12月25日，聖誕節之夜，這顆彗星沒有辜負愛德蒙·哈雷的厚望，果然如期蒞臨了。人們高聲呐喊：“哈雷來了!”
哈雷的預言得到證實使天文學界為之振奮，遺憾的是，哈雷沒有等到這一天，他已於1742年1月14日卒於格林威治。人們為了紀念這位科學家的預言，將該彗星定名為“哈雷彗星”。此時，長眠地下達16年之久的愛德蒙·哈雷可以瞑目了。
3.發現月球的另一麵
人造衛星沒有上天之前，月亮的另一麵對於生活在地球上的人類來說，永遠是個謎。這是因為，月亮自轉的周期和它繞地球旋轉的周期相同，它總是一個半球對著地球，另一個半球永遠背向地球。原因何在?第一個解答這個問題的，就是18世紀後期到19世紀初期的大科學家拉格朗日(Joseph Louis Lagrange，1736～1813，意大利數學家、力學家。他在分析和數論的各個領域以及分析力學和天體力學中都有傑出的貢獻，其最重要著作《分析力學》是以後這一學科所有研究的基礎。