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追捕祝融星 : 爱因斯坦如何摧毁了一颗行星

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本书作者: [美] 托马斯·利文森

非常有阅读快感的一本书,就像当年读《量子物理史话》和《植物知道生命的答案》那样!对自然的理解,牛顿绝对是里程碑式的人物。在他写出《自然哲学的科学原理》后,人们一度认为世界不需要别的理论了。像拉普拉斯这样的大牛,也仅仅是致力于丰富和完善牛顿理论的细节。利用牛顿创造的工具,勒威耶在研究不正常的天王星时,计算出了海王星的位置。这强有力地证明了牛顿理论的正确。于是在这种背景下,这些超一流的头脑推测,水星的不正常,也是因为有一颗未被发现的行星——祝融星。于是全世界都开始寻找祝融星。几十年间有很多专业人士声称发现了它,但最终都被证明是假的。事情到底哪儿出了问题?没有人知道。但一个人除外,他就是爱因斯坦,他发明的广义相对论成功解释了水星的进动,然后那颗“存在”了几十年的祝融星,便没有必要存在了!

以上是读后感,我的学习笔记如下

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THE HUNT FOR VULCAN

从我们身边的一颗苹果,到遥远的哈雷彗星,这一切物体的运动过程都可以被我们掌握,而领会这些知识并不十分困难。 P6

但事实,是这样简单吗?实验已经过去了100年,争吵却没有停止。 P7

他走上菩提树下大街,这条大街穿过勃兰登堡门,向东一直延伸到施普雷河。 P8

追捕祝融星 : 爱因斯坦如何摧毁了一颗行星 科学与自然电子书 第1张

这是当时已知的最小行星。 P9

初见之下,这似乎有些许讽刺,似乎这是一个关于19世纪天文学家的愚蠢和维多利亚时代的绅士们执着地追逐一个谬误的故事。 P10

纵观人们对祝融星的探索历史便能发现,如果不是在极度紧迫或者存在另一种“替补”理论的情况下,没有人会心甘情愿地放弃强大、优美,或者仅仅只是熟悉且实用的理论概念。 P11

毫无意外,这一空前的发现让赫歇尔成了那个时代的英雄,国王乔治三世给赫歇尔提供了200英镑的津贴,并加封他为爵士,条件是只要他愿意把自己的观测台搬到温莎城堡。 P32

自那时起,他在纯粹数学、引力论、概率论等领域均发表过前沿成果。 P33

随着数学语言越来越成熟,对于天体运动行为的表述也愈加严密。 P34

这种矛盾意味着什么?这是个难题,还是个好机会?拉普拉斯秉持他的信条:“在物理学中,”他写道,“观测与计算的一致性清晰、明确地证明了天体之间相互吸引。 P35

如果这种方法奏效,那么木星一点点额外的加速度这一小“错误”将得到完美的解释,它是描述天体运动的引力数学的自然结果。 P36

1845年,他的侄子尤金·布瓦尔(Eugene Bouvard)向科学院报告了自己用数学方法重建天王星观测轨迹的不成功尝试。 P51

英国皇家天文学家乔治·艾里(George Airy)承认在天王星之外存在着一个行星的想法有其合理之处,但他打压了求证的希望,他写道:“要确定离奇现象的本质,还需要观察接下来的几个运动周期才行。 P52

最后,还有一种可能性:是否存在尚未被发现的天体,比如另一颗行星,由于这个天体的引力影响使观测到的天王星轨迹偏离了理论上预测的轨道?勒威耶很快抛弃了前面三种候选答案。 P53

追捕祝融星 : 爱因斯坦如何摧毁了一颗行星 科学与自然电子书 第2张他还做了一些其他的假设,最后,方程里只剩下9个未知量——虽然求解还是非常困难,但已经不再是全无希望。 P54

如果从望远镜里观测,它不是一个点(像恒星那样),而是清晰可见的圆面,直径为3.3角秒。 P55

伽勒之前想要引起资深人士的注意,但没能如愿,不过现在勒威耶需要他。 P56

这个可见圆面只意味着一件事:伽勒成了世界上第一个观测到这颗之前未被发现的行星的人。 P58

这些猜测与实际情况偏差很大,看起来会使他们理论计算的准确度大打折扣。 P59

利用改进了的太阳距离数值,勒威耶接下来重新计算了四颗内行星的星表,使它们也达到了与巨行星一样的精度水平。 P83

水星的分析过程这么复杂,而观测数据又相对缺乏,“我们无法确定,”他写道,问题到底应该归咎于“分析误差还是……我们对天体力学知识的认识还不够充分”。 P84

那是一个很小的数值——真的非常微小——但理论值和计算值之间的差值仍比观测误差能解释的值大。 P85

勒威耶通过计算发现,金星的影响几乎占了水星近日点偏移量的一半,即每世纪280.6角秒;木星的影响为每世纪152.6角秒;地球贡献了每世纪83.6角秒;其他一些行星也起了微小作用。 P86

几天以后他向科学院讲述了这件事,近乎平静地描述了这次会面:“我们发现莱斯卡尔博先生长期致力于科学研究……他允许我们仔细地检查了他的观测设备并详细地向我们讲述了他的工作,尤其是一颗行星穿过太阳表面时的所有情况。 P95

“你能确定行星与太阳边缘第一次和最后一次接触的时间吗?”勒威耶知道,对凌日开始时间的测量“极其不容易,即使专业的天文学家也总是失败”,所以他如此发问。 P96

的凌日时间可能是错误的。 P108

那年秋天,没有一封邮件的寄送者不是在声称自己见到了祝融星。 P109

为什么?因为紧随着韦伯的报告,巨匠勒威耶本人也振作起来了。 P110

但是,与历史上探索祝融星所经历的其他挫折一样,尽管这一打击降低了韦伯发现的影响力,但并非是毁灭性的。 P111

就在日食开始10分钟前,纽康的望远镜率先沦陷了,转仪钟失效了,“无法继续正常使用”。 P121

初亏让所有目击者都把心提到了嗓子眼,但接下来大家都有些懈怠。 P122

他将目光投向变色的天空,走到已经站在望远镜前的詹姆斯·沃森旁边。 P123

”那颗星没在他的星图上。 P124

随后纽康转过身来使用他的第二件设备:它的任务是搜寻祝融星。 P125

沃森没有时间了,他没有为“b”目标找到任何参考星。 P126

精细结构常数是与带电粒子(如电子)之间的相互作用有关的一个物理量,人们通过测量得到其值为7.297,352,569,8 ×10-3。 P144

在花费了数十年的时间后,科学家确定真空中的光速是常数,这开始暗示物质速度极大时可能会带来有趣的效应。 P145

另一个基本粒子的例子是光子,光子是光能被分割的最小单位的量子。 P146

1905年被誉为“爱因斯坦奇迹年”,他在六个月内建立起了20世纪物理学革命的基础,这比大部分人所意识到的还要伟大得多。 P148

”对任何人来说,将一个人从房顶上摔下来死亡与快乐联想到一起都是古怪的画面,那个危险的屋顶与太阳边缘和祝融星漫步之地更是风马牛不相及。 P149

简单地说,在等效原理作用下,做自由落体运动的人(比如想象中的从屋顶跌落的人)无法区分自己是正受到引力的作用而下落,还是漂浮在失重的太空中。 P159

但在爱因斯坦和格罗斯曼的引力理论中,还隐藏着其他缺陷,技术上的成就没有完全解决问题。 P179

然而,在1914年日食时检验爱因斯坦对引力的解释(并由此检验水星运动)还存在一个障碍,一个与他的科学成就无关的障碍。 P180

但是,他的婚姻没能维持下来。 P181

对光线弯曲的问题,他计算了像太阳这么大质量的天体使通过它边缘的星光产生弯曲的程度。 P182

记者特奥多尔·沃尔夫(Theodor Wolff)在总结开战前几周的狂热风潮时说:“柏林的大众发现了新的激情,在单步舞和双步舞之后,他们发现了探戈。 P183

欧文·弗罗因德利希和他的同事们的观测目标,是爱因斯坦所预言的发生在太阳附近的星光弯曲现象。 P184

就在日食开始前,云层突然聚集上来,直到日食结束才散去,这使人们无法观测任何光线偏折现象。 P185

氯气经过之处有三支部队——一支阿尔及利亚部队、一支地方自卫队,还有一支加拿大部队。 P186