小鸭子儿童乐园littleducks.cn

　　音乐与星空

　　古希腊哲人毕达哥拉斯的“宇宙和谐论”坚信音乐和天文一脉相通。我们不知他的话是否一语破的，但对威廉·赫歇尔来说，他与望远镜、天文学的不解之缘竟得益于音乐。威廉·赫歇尔的父亲艾萨克也是一位双簧管手，在禁卫军乐团服役。威廉4岁即从父学习小提琴，稍大又学吹双簧管。父亲用以施教的乐理教材，其中有史密斯的《和声学》。根据该书提供的线索，威廉找到了史密斯的另一专著《完整的光学系统》，很早就掌握了望远镜的基础知识。而老艾萨克又多才多艺，在夜晚教授子女音乐之余，常趁兴指点他们认识星空，谁知却有了意外的收获。

　　子承父业，16岁的威廉为减轻家庭负担被迫辍学，进军乐团吹起了双簧管。1756年，英法间爆发了“七年战争”，普鲁士站在英国一边，奥地利和俄罗斯站在法国一边。威廉不堪战争之苦，于翌年只身渡海遁逃伦敦。为了逃避缉捕，他改名换姓，东躲西藏。由于不谙英语，人地两疏，身无分文，只得靠演奏乐器和教授音乐糊口。生活稍稳定，他就白天从事音乐，晚间研习天文和磨制望远镜，每逢晴夜，则坚持观天以自娱。开始时，他是借用别人的小型望远镜，不久威廉便产生了想看得更清楚、更深远的强烈愿望。但是稍大些的望远镜，其价格的高昂足以吓退薪俸微薄的打工仔。他深知，欲穷宇宙的奥秘，只有凭借望远镜才能延长人的视力；而望远镜口径越大，视力贯穿星空的本领就越强。他决心把视界扩大到更遥远的星空，于是凭着自己的智慧和双手自行设计和建造望远镜。这是一条充满荆棘的道路，一条勇敢者的道路。　　1774年3月，在妹妹卡洛琳的协助下，威廉自行设计和建造的第一架反射望远镜诞生了。其口径约为12.7厘米，焦距约为1.7米；为减少失光，威廉省去了牛顿式平面副镜，后世称为赫歇尔式望远镜。这是历经一年多不断试验、失败、再试验的结果。他选用不同配方的铜锑镍合金为镜胚，研磨、断裂、再研磨……滴滴汗水湿润着镜片，烛光映着星光，送走黑夜又迎来晨曦。苍天不负苦心人，威廉终于获得了成功，从此一发而不可收。1776年一年之内，他便建成了 3架自用的望远镜，最长的有6米，真是个庞然大物。可是，要自如地驾驭它，还得掌握高超的操作技术。

　　1781年，威廉用2.1米左右望远镜发现了天王星，从此声名大振，订单像雪片一样飞来，其中不乏各国天文学家和王室的订货。为了让自己的视力到达银河系边缘，他决心研制威力更大的仪器。当地铸造厂已无法提供口径超过30厘米的金属镜坯了，他就在宅邸的地下室砌筑冶炼炉灶，熔锻合金材料，几经失败，终于浇铸出大镜胚。1781年威廉建成了约9.1米的望远镜，镜面口径约为91厘米，两年后又配上口径约1.2米的巨型反射镜片。这是威廉研制的望远镜之最，也是当时世界之最。

　　星海勾沉——天王星的发现

　　“在阳光照耀的地方，紫罗兰总是要开放。”

　　这是一句英国流行的谚语。它形象地概括了一个哲理：偶然之中有必然。天王星是天文学家用望远镜探测到的太阳系中的第一颗新行星。它距离太阳是日地平均距离的19倍，平均视亮度5.5星等，肉眼勉强可见。它在茫茫太空中邀游，一次次被天文学家的锐眼碰见，但又一次次成了“漏网之鱼”，逃之夭夭。它有如星海里一粒暗淡的金砂，在墨绿色的波涛下忽隐忽现，毫不起眼。从1690年以来，它至少有19次被观测记录在案，但每次都被误认为是暗弱恒星而放过了。其中见过这颗星的不乏其人，如皇家天文学家弗拉姆斯蒂德、布拉得雷等大师级的观测大人物。结果却是被一位天文爱好者、小城镇的民间音乐家威廉·赫歇尔偶然间撞上了。但是正如巴斯德所说，机遇只青睐有准备的头脑。

　　在天王星发现前3年，威廉在妹妹的支持下开始了工程浩大的两期“星空巡视”，目的是发现和测量双星。他用的是1776年自制的约2.1米望远镜。第一期星空巡视，逐个观测亮于4星等的亮星；第二期星空巡视，换置更高倍的目镜和新反射镜片，逐个观测极限星等8星等的暗弱星。这一工作从1780年开始。

　　“1781年3月13日星期二晚上10点到11点间，我正考察双子座H星附近的一群小星时，发现了一个异常明亮的星，我将它同双子座H及双子、御夫之间的小星作比较，发现它比任何一个都亮。我怀疑它可能是一个彗星。……”这里说的“异常明亮”是相对之辞，实际上亮度约6星等。但是威廉的“武库”里备有许多威力非同一般的“新式武器”，这正是他超越别人作出伟大发现的雄厚资本。他接着说：“我在手头准备了227、460、932、1536、2010等倍的几个目镜，需要时都能成功地用上。”也就是说，星海垂钓，他备有各种型号的鱼钩。这正是别人望尘莫及的优势。威廉有极其丰富的观测经验。他发现该星的直径随放大率而增大，肯定不是恒星。他意识到这是一条大鱼在咬钩了。经沃森博士推荐，观测报告送呈皇家学会。在此之后威廉又跟踪观测了4夜。4月26日，他应邀在皇家学会宣读发现新天体的论文。8月，俄国的刘塞尔、法国的拉普拉斯同时计算出该星的轨道，确认它是土星之外的大行星。太阳系的疆界一下子扩大了一倍！。

　　威廉确实幸运。他获得了种种殊荣，而且流芳百世。但是这种幸运，这种不期而遇，正是同他向来重视改进科学工具，勤于系统观测的踏实作风，不怕艰难的惊人毅力，以及善于透过现象洞察事物本质的理论思维等科学素养分不开的。