【基本信息】

　　书名：追捕祝融星：爱因斯坦如何摧毁了一颗行星

　　著者：[美]托马斯·利文森

　　译者：高爽

　　出版：民主与建设出版社

　　版次：2019年11月第1版

　　【内容简介】

　　水星是距离太阳最近的行星，在几个世纪的观测中，人们发现水星轨道存在轻微的扰动。这与牛顿理论所预言的行星行为有些许偏差。为了解释这种现象，根据牛顿万有引力定律，法国天文学家勒威耶进行了计算，于1859年提出假设：水星轨道内尚有一颗未被人们发现的行星。他还以罗马神话中火神的名字（Vulcan）为之命名（对应中文译名即“祝融星”）。此后，人们开始疯狂地寻找这颗行星，但除了一位乡间业余天文学家声称目击了它之外，没人能再次证实它的存在。1915年，爱因斯坦的广义相对论体系构建完成，首先解决的问题就是解释水星轨道的扰动现象。自此证实：祝融星并不存在。

　　【作者简介】

　　托马斯·利文森（Thomas Levenson），美国麻省理工学院研究生科学写作项目的教授和主任。他还为美国公共广播公司（PBS）、英国广播公司（BBC）和其他媒体大量撰稿，曾获得美国国家研究院传播奖、皮博迪奖（Peabody Award），以及美国科学促进会的西屋科学记者奖。除本书外，还著有《牛顿与伪币制造者：科学巨匠鲜为人知的侦探生涯》《爱因斯坦在柏林》《为测量而测量：科学的音乐史》《冰期：气候、科学和地球上的生命》。

　　【译者简介】

　　高爽，德国海德堡大学天文学博士，北京河马星空教育科技有限公司创始人，曾任北京师范大学天文系讲师。他是优秀的天文工作者、科普作家，热衷于科学传播工作，具十年科普写作与讲座经验，译著有《天文之书》《科学需要讲故事》《宇宙》等。在得到app上开设了课程《天文学通识30讲》。人称“河马老师”。

　　【精彩书摘】

　　“牢不可破的世界秩序”

　　1684年8月，剑桥

　　埃德蒙·哈雷（Edmond Halley）刚刚经历了一个悲伤而又焦躁的春天。3月，他的父亲失踪了。在斯图亚特王朝统治的最后几年中，政局混乱，这算不上多么稀奇的事。哈雷的父亲在五个星期之后被发现，当时已经死亡，也没有留下任何遗言。在接下来的几个月里，年轻的哈雷不得不处理麻烦的后事：教区牧师欠他父亲12英镑；作为房地产交易费用的一部分，每年要付给一位女士3英镑；还要收租、安抚托管人。这些痛苦的差事几乎耗费了哈雷整个夏天。最后，他还必须跑到剑桥镇，当面处理一些在伦敦理不清的细节。

　　这趟旅行起初没有什么快乐可言，但交代清楚那些法律事务之后，意想不到的好运找上了他。早在1月，哈雷遭遇这些变故之前，他巧妙地对天体进行了分析，计算表明，驱使行星围绕太阳运行的作用力满足这样一种性质：力的大小与它们到太阳的距离的平方成反比。但紧接着问题就来了，这个被称为平方反比定律的数学表达，可以解释我们观测到的所有行星的运动轨道吗？

　　这看起来只是个技术问题，但欧洲最聪明的头脑意识到，它将带来一场变革。平方反比定律的确成了科学革命的高潮，在那场漫长的斗争中，数学取代拉丁语成为科学的语言。1684年1月14日，哈雷和两位老友在一次皇家学会会议之后聊了起来。这两位分别是博学的罗伯特·胡克（Robert Hooke）和皇家学会前任主席克里斯托弗·雷恩（Christopher Wren）爵士。当他们把话题转到天文学的时候，胡克宣称他已经得出了指导宇宙万物运动的平方反比定律。雷恩不相信他，因此用一本在今天价值300美元的书作为赌注：哈雷和胡克之中，如果谁能在两个月之内给出这一定律的严格证明，谁就能得到这本书。哈雷很快就承认无法做到，而胡克尽管虚张声势，却也没能在雷恩的截止日期之前提供书面的证明。

　　事情就卡在了这里，直到哈雷与亲属一起料理完父亲的后事。当时，哈雷就在伦敦东边的剑桥—为什么不顺路去剑桥大学呢？在那里至少可以享受一下午讨论自然哲学的乐趣，缓解之前的悲伤与烦躁。哈雷走入圣三一学院，大门的左侧是学院广场，右侧的楼梯把哈雷领到一个房间。在这里面的，正是卢卡斯数学教授—艾萨克·牛顿。

　　对牛顿的大部分同时代人来说，1684年的夏天是一个谜。伦敦的自然哲学家们往往视牛顿为智慧非凡的圣人，但哈雷是牛顿为数不多的熟识的人，更是他寥寥无几的朋友之一。关于牛顿工作的公开记录非常稀有。他的名望基于少数几个杰出的研究结果，这些成果大部分都体现在17世纪70年代初他写给皇家学会秘书的信件中。牛顿暴躁、骄傲，动辄就生气，还记仇。早年间，他与胡克的纠纷让他不愿意再冒险进行烦人的公开辩论；往后的10年间，他的大部分研究成果都没有公开。因此，正如为他立传的传记作家理查德·韦斯特福尔（Richard Westfall）所言，如果牛顿死于1684年的春天，那他为人们所记住的将是他非凡的天赋和古怪的性格，仅此而已。但那些到三一学院巨庭（Great Court）东北角房间访问的人却会发现，这里有一颗热情的、整个欧洲都无人能与之匹敌的头脑。

　　很久之后，牛顿同另一位朋友提到那个夏天哈雷到访的故事。如果老年牛顿的记忆还不错的话，他当时和哈雷寒暄了好一阵。但最终，哈雷抛出了从1月开始就困扰自己的问题：平方反比会产生什么结果？“假设行星指向太阳的引力与它到太阳的距离的平方成反比”，那么行星的轨道曲线会是什么形状？

　　“椭圆。”牛顿立即回答道。

　　哈雷“简直呆住了”，他问牛顿为何如此确定。

　　“我计算过。”牛顿回答道。当哈雷要求看一看手稿的时候，牛顿在自己的笔记中翻找起来。但那一天，牛顿表示他没能找到那份笔记。他答应找到之后马上把结果寄给在伦敦的哈雷。几乎可以肯定的是，牛顿当时有所隐瞒。相关的计算后来在他的论文里被发现。当哈雷急切地在房间里等待的时候，牛顿其实可能已经意识到，他原来的设想有错误。

　　没关系。牛顿重新进行了计算，并且加紧努力。11月，他将满满9页的数学推导寄给了哈雷，标题是《论物体在轨道上的运动》（De motu corporum in gyrum）。这篇论文证明了人们后来熟知的“牛顿万有引力定律”（平方反比关系）。该定律要求，在特定的情况下，天体围绕另一天体运动的轨迹必须是椭圆，太阳系中行星的轨道就是这样。此外，牛顿还进一步地勾画了一般的运动学雏形：一组定律横空出世，它们描述了宇宙万物的运动行为——何时、何地、如何运动。