埃德蒙·哈雷

埃德蒙·哈雷 （Edmond Halley，1656年11月8日—1742年1月14日），出生於英國倫敦，英國天文學家、地理學家、數學家、氣象學家和物理學家，曾任牛津大學幾何學教授，第二任格林尼治天文台台長。他把牛頓定律應用到彗星運動上，並正確預言了那顆現被稱為哈雷的彗星作回歸運動的事實，他還發現了天狼星、南河三和大角這三顆星的自行，以及月球長期加速現象。英國天文學家，把牛頓定律應用到彗星運動上，並正確預言了那顆現被稱為哈雷的彗星作回歸運動的事實。 埃德蒙·哈雷，出生於1656年的英國，20歲畢業於牛津大學王后學院。此後，他放棄了獲得學位的機會，去聖赫勒納島建立了一座臨時天文台。在那裡，哈雷仔細觀測天象，編制了第一個南天星表，彌補了天文學界原來只有北天星表的不足。哈雷的這個南天星表包括了381顆恆星的方位，它於1678年刊布，當時他才22歲。 1687年的哈雷畫像。 1687年的哈雷畫像。 哈雷最廣為人知的貢獻就是他對一顆彗星的準確預言。1680年，哈雷與巴黎天文台第一任台長卡西尼合作，觀測了當年出現的一顆大彗星。從此他對彗星發生興趣。哈雷在整理彗星觀測記錄的過程中，發現1682年出現的一顆彗星的軌道根數，與1607年開普勒觀測的和1531年阿皮延觀測的彗星軌道根數相近，出現的時間間隔都是75或76年。哈雷運用牛頓萬有引力定律反覆推算，得出結論認為，這三次出現的彗星，並不是三顆不同的彗星，而是同一顆彗星三次出現。哈雷以此為據，預言這顆彗星將於1759年再次出現。1759年3月，全世界的天文台都在等待哈雷預言的這顆彗星。3月13日，這顆明亮的彗星拖着長長的尾巴，出現在星空中。遺憾的是，哈雷已於1742年逝世，未能親眼看到。1758年這顆彗星被命名為哈雷彗星，那是在他去世大約16年之後。哈雷的計算，預測這顆彗星將於1835年和1910年回來，結果，這顆彗星都如期而至。 哈雷是個不同凡響的人物。他當過船長、地圖繪製員、牛津大學幾何學教授、皇家制幣廠副廠長、皇家天文學家，是深海潛水鐘的發明人。他寫過有關磁力、潮汐和行星運動方面的權威文章，還天真地寫過關於鴉片的效果的文章。他發明了氣象圖和運算表，發現了恆星的自行，提出了利用金星凌日的機會測算地球的年齡和地球到太陽的距離的方法，甚至發明了一種把魚類保鮮到淡季的實用方法。他還發現了月亮運動的長期加速現象，為精密研究地、月系的運動作了重要貢獻。 哈雷作為船長航海歸來後，繪製了一張顯示大西洋各地磁偏角的地圖。磁偏角，即指南針指示的北方與實際正北方的夾角，我國宋代科學家沈括首先發現磁偏角現象。哈雷在十四五歲時就對這現象感興趣了，當時還親手測量了幾次。三十多年後，在經歷海上、船上重重艱辛後，這張實用又美觀的地圖問世了。它是第一張繪有等值線的圖。圖中每條曲線經過的點，磁偏角的值都是相同的。今天我們常看到的等高線地形圖、有等氣壓線的天氣圖，其實都來自哈雷的創意。等值線在當時被稱為「哈雷之線（Halleyan Lines）」。 [1] 如果有人拿出個難題請教哈雷，哈雷一定會用一切方法去解決它 。比如說，一個皇家學會成員約翰·霍頓問道：怎樣才能合理而準確地測量出英格蘭和威爾士的總面積呢？版圖是不規則的，直接對着地圖，用尺子測量再計算顯然太費功夫了。對這個複雜的問題，哈雷用了一種獨特的方式輕鬆搞定了。他找來了當時最精確地地圖，貼在一塊質地均勻的木板上，然後小心地沿着邊界把地圖上的英格蘭和威爾士切下來，稱其重量；再切下一塊面積已知的木板（如10cm*10cm），稱其重量。兩塊的重量之比也就是它們的面積之比，所以英格蘭和威爾士在地圖中的面積可以很容易算出。再根據比例尺進行放大，就可知兩地區的實際面積了。他得出的結果和現在用高科技手段測量出的面積驚人吻合。這種方法也可以在某些科學競賽中找到蹤影。 然而，儘管他取得了這麼多的成就，但他對人類知識的最大貢獻也許只在於他參加了一次科學上的打賭。賭注不大，對方是那個時代的另外兩位傑出人物。一位是羅伯特·胡克，人們現在記得最清楚的興許是他描述了細胞；另一位是偉大而又威嚴的克里斯托弗·雷恩爵士，他起先其實是一位天文學家，後來還當過建築師，雖然這一點人們現在往往不大記得。1683年，哈雷、胡克和雷恩在倫敦吃飯，突然間談話內容轉向天體運動。據認為，行星往往傾向於以一種特殊的卵行線即以橢圓形在軌道上運行--用理查德·費曼的話來說，"一條特殊而精確的曲線"--但不知道什麼原因。雷恩慷慨地提出，要是他們中間誰能找到個答案，他願意發給他價值40先令（相當於兩個星期的工資）的獎品。胡克以好大喜功聞名，儘管有的見解不一定是他自己的。他聲稱他已經解決這個問題，但現在不願意告訴大家，他的理由有趣而巧妙，說是這麼做會使別人失去自己找出答案的機會。因此，他要"把答案保密一段時間，別人因此會知道怎麼珍視它"。沒有跡象表明，他後來有沒有再想過這件事。可是，哈雷着了迷，一定要找到這個答案，還於次年前往劍橋大學，冒昧拜訪該大學的數學教授艾薩克·牛頓，希望得到他的幫助。1684年8月，哈雷不請自來，登門拜訪牛頓。他指望從牛頓那裡得到什麼幫助，我們只能猜測。但是，多虧一位牛頓的密友--亞伯拉罕·棣莫佛後來寫的一篇敘述，我們才有了一篇有關科學界一次最有歷史意義的會見的記錄：1684年，哈雷博士來劍橋拜訪。他們在一起待了一會兒以後，博士問他，要是太陽的引力與行星離太陽距離的平方成反比，他認為行星運行的曲線會是什麼樣的。這裡提到的是一個數學問題，名叫平方反比律。哈雷堅信，這是解釋問題的關鍵，雖然他對其中的奧妙沒有把握。艾薩克·牛頓馬上回答說，會是一個橢圓。博士又高興又驚訝，問他是怎麼知道的。"哎呀，"他說，"我已經計算過。"接着，哈雷博士馬上要他的計算材料。艾薩克爵士在材料堆里翻了一會兒，但是找不着。這是很令人吃驚的--猶如有人說他已經找到了治癒癌症的方法，但又記不清處方放在哪裡了。在哈雷的敦促之下，牛頓答應再算一遍，便拿出了一張紙。他按諾言做了，但做得要多得多。有兩年時間，他閉門不出，精心思考，塗塗畫畫，最後拿出了他的傑作：《自然哲學的數學原理》。並且，哈雷自費為牛頓出版了這本書。 也就是說，因為哈雷，才會誕生科學史上最偉大的著作——《自然哲學的數學原理》。