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除了一支笔，一瓶墨水和一张纸外，再不凭任何别的武器，就预言了一个未知的极其遥远的星球，并能够对一个天文观测家说，把你的望远镜在某个时间瞄准某个方向，你将会看到人们过去从不知道的一颗新行星——这样的事情无论什么时候都是极其引人入胜的……

德国伟大的哲学家康德曾经说；“天上有星光闪耀，地上有心灵跳动。”

这句充满睿智的哲人话语，曾使多少人感动、唏嘘不已啊！对天空的敬畏和严于律已地守护心灵，这是东西方都相通的。多少东西方智者面对晴朗的夜空，遥望繁星闪烁时，都会思绪万千；于是，数不尽的表达心灵和思想的诗篇，留在了人间。

我国唐朝诗人杜甫在《天河》中写道：

法国诗人、第一位诺贝尔文学奖得主普吕多姆（Sully Prudhomme，1839—1907）在《银河》一诗中唱道：

俄罗斯诗人莱蒙托夫在《星》中也深情地写道：

不仅这些哲人、诗人会被星空吸引、感动，恐怕每一个人都经历过这种感动。但是，如果你知道了下面的故事，我相信你会以后在仰视夜空中闪耀的群星时，会多一种感动，多一种“诱惑”。

下面要讲的是法国天文学家勒威耶（Urbain Jean Joseph Le Verrier，1811— 1877）辉煌的成功和接着的失误，但在讲他的故事以前，我们还得讲一点我们太阳系行星的历史故事。

人类在几千年以前就知道，在地球附近有5颗行星，它们分别是水星、金星、火星、木星、土星，在土星以外是恒星。人类在几千年的历史中，想探索这些行星的存在有没有什么规律？在土星之外的更远处还有没有其他行星绕太阳旋转？……几千年过去，什么也没有发现。但人类的好奇心是百折不挠的，到1766年，一位德国的数学教师提丢斯（Johann Daniel Titius，1729— 1796）可以说十分偶然地发现了一个十分有趣的规律。据说他在上课时讲到各大行星到太阳的平均距离时，学生们总是记不住这些数字，于是提丢斯想了一个有趣的办法，让学生一下子就记住了。他先在黑板上写下一个数列：

把每一个数加4再除以10，就可以得到：

上面一行的数字是如果以太阳到地球的距离为　1个天文单位的话，则0.4、0.7、1.6……恰好是水星、金星、火星……到太阳的平均距离。由这一有趣的规律，提丢斯发现火星与木星之间的2.8天文单位处缺少一颗行星，土星是当时知道的最远的一颗恒星，它以外没有行星，当时并不感到奇怪。

当时提丢斯只把这个“规律”作为学生记忆的一个方法，并没有看得怎么重要。但6年之后，德国柏林天文台台长波德（Johann Elert Bode，1747—1826）知道以后，认为其中隐含着一个重要而有价值的规律，于是将它正式发表。因此，现在我们一般称它为“提丢斯-波德定则”（Titius-Bode Law，简称“波德定律”）。但这个定则到底真有什么价值吗？人们对它褒贬不一。但到1781年发现了天王星以后，而且它到太阳的平均距离是正好是19.2个天文单位，与提丢斯-波德定则预言的很相近，这一下这个定则的信誉大大提高。天王星发现的故事，十分有趣。

发现天王星的是英国天文学家赫歇尔（Friedrich Wilhelm Herschel，1738— 1822）。赫歇尔出生在德国汉诺威，他父亲是军队中的一名乐师，子承父业，赫歇尔后来也成了一名军乐师。1757年，赫歇尔19岁时，他脱离了军队，并偷渡到英国，在利兹等地以教音乐为生。由于他颇有音乐天分，因此，他的教学也十分受人们赞誉，相应收入十分可观，生活不再发愁。在这种情形下，潜藏着的强烈求知欲爆发了，他不仅努力地自学拉丁语、意大利语，还急切地阅读数学、光学书籍。在阅读光学书籍时，他看到了牛顿的传记，由此他产生了研究天上星体的强烈冲动。

没有望远镜，也买不起，这难不倒赫歇尔，他自己动手磨制望远镜所需的透镜。他是如此急迫地想尽快磨制出透镜，竟然忙得没空腾出双手吃饭，只好让他的妹妹卡罗琳喂他饭。幸亏他有一个同样热心天体研究的妹妹！后来他妹妹在84岁时成了英国皇家学会第一个破格接纳的女会员。他们兄妹俩的努力得到了丰厚的报答，他们制出了当时欧洲最好、最大的望远镜。开始他们只制出10尺焦距的面镜，后来可以制出40尺的！1774年，他们不仅已经制造出世界上最好的反射望远镜，而且第一次使反射望远镜的效能真正超过了当时的折射望远镜。他利用质地优良的望远镜，观察了月亮上的山脉，变星和太阳黑子，成为当时轰动一时的新闻。

为了弄清天上到底有多少星星，他把夜空分成638年“天区”，一个区一个区地数星星个数，然后记录下来。这需要多么坚强的意志和认真仔细的作风啊！

每当他们完成一个天区的记录，赫歇尔就会高兴地拉起小提琴，而美丽和婀娜多姿的卡罗琳就会舒袖漫舞，还边舞边怀着激情唱着；

1781年的3月13日，这天夜晚，正在观察夜空的赫歇尔突然兴奋地大声叫喊起来：

“卡罗琳，快来，一个陌生的客人闯进了我的望远镜！”

卡罗琳连忙跑到哥哥身边，将眼睛贴到目镜上，果然，一颗过去从来没见过的星星，缓缓地在夜空行进，由于它发出的光很弱，如果不细心看是很容易忽略过去的。

“是的，”卡罗琳激动地边看边低声说，“哥哥，这是一颗新的行星，只是……”

“卡罗琳，幸运之神终于光顾我们了！这一定是我的勤劳和耐心，感动了上苍！是吧？”

“还有我的歌声，哥哥，”卡罗琳兴奋得浑身轻轻颤抖，“还有我的声音感动了天神，天空里也有天籁呀，不是吗？开普勒这么说过的。”

“是的，是的！还有你的歌声……”

于是，一颗新的行星在亚里士多德时代两千多年以后，被人们发现了！实际上，这颗光线微弱的星，可以勉强用肉眼看见，而且在赫歇尔以前许久就被人们看见过它许多次，甚至在英国天文学家弗拉姆斯提德（John Flamsteed，1646—1719）的望远镜时代的第一幅伟大图册中都有记载，把它放在金牛座中，并记为金牛座34星；1764年又有人在金星附近发现了它，但又误以为它是金星的卫星，只有赫歇尔的优良望远镜才首次确认它是一颗行星。

开始有人建议称这个行星为“赫歇尔星”，但后来天文学界一致同意称它为“天王星”（Uranus）。

天王星的发现引起了科学界巨大的轰动，一是因为原来以为太阳系到土星为止，而现在太阳系的范围一下子扩大了1倍，到达28亿公里远处；二是天文学家曾经认为在牛顿之后，不会再有什么新的发现，还有人甚至说科学发现已经全部完成。在这样的情况下，赫歇尔的发现犹如一阵春风，将新鲜空气吹进了科学界，为停滞多年的科学界带来了蓬勃生机。

1781年，赫歇尔被选为皇家学会会员，并荣获当时科学最高奖科普莱奖章。

天王星距太阳的平均距离是19.2天文单位，基本上符合提丢斯-波德定则。这一发现当然会刺激天文学家的想象力：天王星以外的更远处还有行星吗？太阳系未必就终止在天王星？提丢斯-波德定则表上的38.8天文单位处还有另一颗行星吗？

这种猜想当然是合理的，而且后来果然发现天王星之外还有一颗星，它叫“海王星”。不过，海王星的发现可不是像赫歇尔发现天王星那样，先由望远镜发现再去研究。那海王星是如何发现的，请你看下面的故事……

天王星的发现本身倒并没有引起人们很大的震惊，令人们震惊的是天王星的轨道总是有些反常，与理论计算的结果不相符合，使天文学家们很伤脑筋。

当时牛顿定律的地位已经是不可动摇的了，除了极少数人认为牛顿的理论对天王星这颗太远的天体可能不适用以外，大部分天文学家认为，可能在天王星轨道外面更远的地方还有一颗行星，由于这颗未知行星的影响，才使得天王星的轨道老是发生异常。

这颗假想中未知的行星在哪儿呢？如果盲目地在茫茫的天空中去寻找，那无疑是大海捞针，得找到猴年马月。唯一的办法是从理论上去推算这颗未知星的位置。但这又谈何容易！从一个已知行星的质量和运动以及另一个还是未知的行星对它运动的影响，来确定这个假设中的行星的质量和轨道，涉及的未知量很多，其中要解的一个方程组竟由33个方程式组成，其难度之大可见一斑。

1843年，正在剑桥大学念书的学生亚当斯（John Couch Adams，1819—1892），对于这一艰巨任务十分感兴趣，决心利用牛顿的万有引力定律来找到这颗未知的行星。经过两年极其艰难的计算，于1845年9月他将计算的结果交给英国皇家天文台台长，请他们利用强大的天文望远镜在他所预言的某个位置上，寻找这颗未知的行星。遗憾的是，由于亚当斯当时还是一个不出名的年轻人，资历太浅，英国皇家天文台没有人重　视他的建议。直到第二年，英国皇家天文台才决定对亚当斯的理论计算进验证，可惜为时已晚。

正当亚当斯作出预言的前后不久，法国巴黎天文台台长阿拉果（Dominique Francois Jean Arago，1786—1853）将寻找这颗未知行星的理论计算任务，交给了比亚当斯大8岁的勒威耶。勒威耶比亚当斯迟了几乎整整一年才于1846年8月31日完成了理论计算任务。9月18日，他写信给柏林天文台助理员加勒（Johann Gottfried Galle，1812—1910）说：

请您把你们的望远镜指向黄经326°处金瓶座黄道上的一点，你将在离开这一点大约1°左右的区域内，发现一个圆面显明的新行星，它的亮度大约近于9等星……

9月23日，加勒收到了勒威耶的信，恰好加勒手边有一幅有助于寻觅这颗未知行星的新星图，当晚他就与他的助手雷斯根据勒威耶提供的数据，将他们的望远镜对准勒威耶预言的星区，不到半小时就在预定位置附近51′的地方找到了这颗小行星。第二天晚上继续观测，发现它的运动速度也与勒威耶根据牛顿引力理论所作的预言完全符合。这一成功是万有引力定律又一次辉煌胜利！这颗行星后来被命名为海王星（Nepture）。

海王星发现以后，为了发现的优先权发生了激烈的争论，而且又是英国和法国。特别是巴黎天文台台长阿拉果，他的激烈慷慨真让人大吃一惊。他不但认为海王星的发现应该完全归功于勒威耶，亚当斯没有一点份，而且他还竭力主张把这颗新的行星命名为“勒威耶星”。

当英、法两国科学界争得不亦乐乎时，两位科学学亚当斯和勒威耶却十分明智地没有介入这场争论，他们共同切磋学问，反而成了很要好的朋友。

美国法学家霍姆斯（O.W.Holmes，1841—1953）说得好：

海王星发现以后，人们又发现它也出现了异常现象。由于有上次寻找海王星的经验，所以人们断定在海王星外更远处，一定还有一颗更不容易被人们察觉的行星。这颗星后来果然也被找到了，那就是冥王星（Pluto）。

看来，万有引力理论是一种战无不胜的理论了。可惜在水星（Mercury）的进动问题上，万有引力理论出了一点小问题，勒威耶也遭受到了挫折。

水星是太阳系的行星中距太阳最近的一颗行星。按照牛顿的万有引力理论，水星在万有引力作用下，其运动轨道应该是一个封闭的椭圆形。但实际上水星的轨道却并非严格的椭圆，而是每转一周它的长轴就会略微有一点转动，长轴的这种转动就称为“水星的进动”。

根据万有引力理论的计算，进动的总效果应该是1 °32′37″/百年。但勒威耶在1854年通过观测发现，其总效果是1 °33′20″/百年。也许有人认为，每一百年仅仅只相差43″，用不着吹毛求疵。的确，这是一个很小的偏差量，但对于科学的问题这已经是一个不能容许的误差了。所以这个误差，成发当时天文学家们议论的主题。

1859年，根据以往发现海王星的成功经验，勒威耶又如法炮制，将这一误差归因于在离太阳更近的地方还存在一颗很小的未知行星，正是由于它的作用才引起了水星的异常进动。他还预言，这颗星将随太阳一起升落，所以只能在日全食时观测到，或者当它在太阳面前通过时才能被观测到，并认为由于这颗未知星距太阳太近，表面温度一定很高，所以还给这颗假设中存在的行星取了一个很气派的名字：“火神星”（Vulcan）。不过一般人把它称之为“水内行星”，也就是说位于水星轨道内部、距太阳更近的一颗行星。

正好在这一年，一位法国业余天文学家观测到太阳表面上有一个黑点，于是很多学者都认为这个黑点就是火神星，是火神星“凌日”。勒威耶十分兴奋，以为自己又将再一次立下赫赫功勋，而且这次可千真万确是他一个人的功劳。他还做了许多计算，预言了这颗火神星的轨道。因为这颗星离太阳太近，无法直接观测，只有通过凌日才能观测到，所以勒威耶为了便于今后大家进一步观测这颗行星，他还预告了以后几次凌日的具体时间。

由于当时勒威耶的威望已经很高，而且从1854年起，又被任命为巴黎天文台台长，所以大家都十分相信他的预言，很多天文学家以及他本人都投入了寻觅火神星的工作中。但在几十年里，却毫无所获，在他预言的地方没有看到任何新的行星。最后，大家只得承认并不存在这颗行星。勒威耶的这次预言恐怕不灵了。

但是，每百年43″的误差，仍然是一个未知之谜，它对于牛顿力学来说，是一个严重的挑战。问题亟待解决，可出路何在？

直到1915年，爱因斯坦建立了广义相对论之后，水星进动异常的问题才获得了圆满的解决，原来这是相对论效应引起的，理论计算值为43.03弧秒。这一结果，一方面解释了水星近日点的进动，另一方面水星近日点进动43弧秒的结论，成为广义相对论的第一个验证。