这是本系列的第4篇，重头戏要来了！如果还没看过上一篇，或是想回顾一下的。下方有时空隧道的入口，各位请便。

第4篇 妙笔神算

1819年，约翰亚当斯出生在英国的一个农夫家庭。他自小便展现出了超凡的数学天赋，16岁时就通过计算预言了发生在当地的一次日食，在邻里街坊之中也算小有名气了。他在剑桥上大学期间，在一家书店里接触到了艾里关于天王星轨道问题的报告。当时天王星的实际观测位置与计算的偏差已经达到了惊人的70角秒。这样的误差放在望远镜发明之前的第谷的肉眼观测当中，算是相当出色的，甚至可以说达到了肉眼观测的极限。然而自从伽利略使用望远镜观测星空，就已经能把误差控制在两角秒的范围之内。如此大的误差，放在望远镜时代是非常让人震惊的。这对于一般的天文学家来说，或许是个令人头痛的难题。但对于亚当斯这样的数学神童而言，他对于自己竟能碰到如此有挑战性的问题，感到非常的兴奋，并以解决这一问题，作为自己奋斗的目标。

有目标是件好事。但对于亚当斯而言，当下最重要的事情是先完成学业。1843年，他以非常优异的成绩从剑桥大学毕业，并成为了圣约翰学院的一名研究员。

也就在这个时候，解决天王星出轨问题，也被他摆到了正式日程当中。但他同时还要完成圣约翰学院的教学工作，还要为剑桥天文台台长查尔斯计算一颗彗星的轨道。这算是他与剑桥学界的初次正式交流，同时也算是为自己后面解决天王星出轨问题，先练练手。他于次年初发表了他对这一彗星轨道的计算结果。他的计算结果与另一位法国天文学家勒维耶的吻合得很好。然而当时的亚当斯估计怎么也不会想到，他的计算会与这位勒维耶接二连三地撞车，并成为他一生的对手。

不久，他对天王星轨道的计算也有了初步的结果。他曾对波瓦德的计算结果进行过一些修补。但当他最终确定波瓦德的计算结果已经无可救药的时候，他便开始转而计算那颗未知行星的轨道。他根据提丢斯波得定则，把未知行星的轨道半长径假设为38.8天文单位。经过一番计算后，他确定这方案可行。于是他去找查尔斯，希望得到更多的数据。

查尔斯立即写信给艾里，成功为亚当斯拿到了数据，亚当斯便投入新一轮的计算当中。就在他计算的这段时间里，查尔斯又让他计算了一颗彗星的轨道。这对亚当斯来说不难。当年秋天，他的计算结果就已经出炉了。可没想到还是慢了一步，勒维耶率先发表了计算结果，这是他俩第2次撞车了。

但亚当斯已经没空想这些了，他夜以继日地投入到对未知行星轨道的计算当中去，他甚至在走路的时候还在想着这些，得靠着他弟弟三番五次的提醒才不会撞到障碍物。

1845年秋天，亚当斯的首轮计算完成。根据他的计算，该行星的质量约为天王星的三倍，运行在半长径为38.4天文单位的椭圆轨道上。他的计算成功把天王星的位置偏差由原来的数十角秒缩小到1~2角秒的范围内，并且无论是历史数据还是现代观测数据都吻合得很好，他据此预测了1845年10月1日该行星应当处于的位置。可惜它并不具备观测条件，他只好拿着计算结果寻求查尔斯的帮助。

查尔斯于是写了封推荐信，让亚当斯交给艾里。9月底，亚当斯亲自跑了趟伦敦，来到格林尼治天文台。然而很不巧的是，艾里此时正在法国开会，并不在天文台，亚当斯只得留下信件，回剑桥去了。艾里回到天文台后，看到了查尔斯所写的那封推荐信。他当即回信给亚当斯，表示对它的计算很感兴趣，希望与他建立联系。

亚当斯收到信，再次前往拜访。10月21日下午3点左右，他来到格林尼治天文台，但是艾里这回又出去了。还好，这回他只是暂时外出，没溜到法国去。亚当斯便告诉艾里的管家，说他待会儿再来，并留下了一页纸的计算结果。随后亚当斯自己也到外头溜达了一会儿，直到一个小时后，他估计艾里已经回来，便又去了一趟。结果这回他人倒是在，不过说是在吃午饭，所以谢绝见客。话说下午4点吃午饭，实在是有点抽象。而且这管家不知道是不是把刚才那事给忘了，并没有把亚当斯刚刚来过，并且待会儿还要再来的事情告诉艾里，那一页纸的计算结果也没交到艾你手上。所以刚才的事艾里并不知情，自然也就没有准备。经过再三折腾，亚当斯的耐心也被折腾没了，他没有等艾里吃完午饭就离开了。不过他应该也吃饱了，至于亚当斯这回是吃什么吃饱的，聪明的各位应该也已经想到了吧。

回到剑桥，亚当斯把未知行星的轨道半径缩小为37.3天文单位，并开始了新一轮计算。话说后来艾里还是看到了那一页的计算结果，他于是向亚当斯写信询问他非常关心的那个天王星轨道径向偏差的问题。他认为这是解决天王星出轨问题的关键，对此非常上心。然而亚当斯并没有及时的给艾里回信。艾里便认为对方目前还无法解决这一问题，自此二人在一段时间内再无联系。

然而，对这个问题感兴趣的可不止亚当斯一个人。还记得之前跟亚当斯两次撞车的那个勒维耶吗？就在1845年秋天，亚当斯忙着数字往返于剑桥与伦敦之间的时候，勒维耶也开始关注到了天王星轨道的问题。与亚当斯一样，勒维耶起初也曾试图挽救波瓦德轨道，也对可能导致天王星出轨的其他假设进行过分析。在他对这些假设一一排除之后，也走上了通过计算寻找新行星的道路。

刚开始的时候，勒维耶根据提丢斯波得定则，假设未知行星的半长径为38.8天文单位，后来调整为38.4天文单位，与亚当斯的假设一样。但是亚当斯假设未知行星的轨道为椭圆，而乐维耶则假设为圆轨道。他把这个圆平均分成了40份，并逐一考察未知行星位于这40段的其中。一段时对天王星可能造成的影响。1846年5月，通过一次又一次计算，他最终给出了新行星在1847年1月1日的位置。

乐维耶的计算结果与亚当斯的非常接近，只是此时他们互相并不知道对方的工作。与亚当斯不同，乐维耶公开发表了他的计算结果。这在一时间引起了天文学界的注意。毕竟新行星假设成为主流，已有10年之久，这还是第1次有人通过计算给出了新行星可能处于的位置。虽然亚当斯的第1轮计算结果其实在时间上更早，但由于他并没有公开发表，所以除艾里和查尔斯等少数人之外，学界对于亚当斯的工作并不知情。

1846年6月，艾里看到了勒韦耶的论文。如果说他之前对于亚当斯的计算结果并不怎么相信的话，那这回看到勒维耶的计算结果与亚当斯的如此接近，就无法再等闲视之了。两个人一起算错，并非不可能，但两个有着深厚数学功底的人，一起算错还错得那么接近，就很不可思议了。他很快便写信告知了他的几个朋友，这其中还包括赫歇尔的儿子约翰赫歇尔。他还写信给勒维耶，询问那个他很关心的天王星轨道径向偏差的问题，并在对方那里得到了肯定的答复。

就在这个时候，乐维耶又把未知行星的轨道半长径调整为36.2天文单位，投入了新的一轮计算。此时的形势对于英国这边是非常有利的。毕竟其他人只知道乐维耶的计算结果，并没有其他人的计算结果可以互相印证，所以对于乐维耶的计算结果还是将信将疑。只有艾里他们知道乐维耶的计算结果其实已经得到了亚当斯计算的印证。如果马上开始行动，他们是有望抢占先机的。

7月9日，艾里写信给查尔斯，让剑桥天文台负责新行星的搜寻工作。至于艾你为何不亲自寻找，有一种说法是他想把这份荣誉留给剑桥天文台。但事实上，当时剑桥天文台的望远镜比格林尼治天文台的更加精良，加之格林尼治之渊本身还有很多其他事情要做，把这个任务交给剑桥，也无可厚非。但问题是，艾里等了几天都没有收到查尔斯的回信。他于是又给查尔斯写了封信，强调这件事情非常重要，催促他快点展开观测。然而这时候查尔斯本人正在度假，直到7月18日回来，才看到艾里的信。他立即回了信，艾里于是给了他一个搜索范围。即以亚当斯和勒维耶的计算结果为中心，东西30度，南北10度的区域。

查尔斯表示将尽快展开观测，但他一拖就是10天。直到7月29日晚上，查尔斯终于开始在亚当斯计算的位置附近进行观测。但后面一段时间天气一直不好，查尔斯到8月12日才对同一天区进行了复测。此时只要与7月29日的数据进行对比，如果哪一颗星星的位置发生了变化，就可以此为目标进行跟踪观测。如果最后该天体行星的身份得到确认，这份荣誉将落到剑桥天文台的头上。但是查尔斯一直对比了39颗星星的数据，并没有发现任何一个可疑的目标，与7月29日的观测数据都吻合得很好。本来后面还有一些数据需要对比的，但查尔斯还有其他的事情需要处理，加之他觉得前面已经对比了这么多都没有收获，后面应该也不会再有什么发现了，便不再对比下面的数据。他后来又进行过几次观测，但依然没什么收获，就在9月初彻底停止了对新行星的搜寻。

而就在1846年8月底，乐维耶完成了他第2轮的计算。这次的结果与第1次的非常接近，这进一步增强了他的信心。他再次将计算结果公开发表，并四处寻求观测的证实。然而，尽管学界对它的计算颇多赞美之词。不过当勒维耶说到请求各大天文台进行观测的时候，他们都是同一种反应：那个，你的计算结果确实非常好。不过嘛，咱们天文台还有很多的观测任务。所以呢，实在不好意思了。不过我向你保证，我们在精神上绝对是非常支持你的。

几天之后，亚当斯新一轮的计算也已经完成。但和上次一样，他依然没有公开发表，只是写信告知了艾里，并对那个他之前没有做出回答的问题进行了答复。然而很不巧的是，艾里这回又出了远门。或许亚当斯这回终于意识到光靠艾里靠不住，他随后赶往了英国科学进步协会的一次天文会议的会场打算报告自己的计算结果。但亚当斯这回的运气实在太倒霉，当他赶到的时候，人家的会早就开完了。他只好回到了剑桥，投入了第3轮计算。

话说回来，勒维耶在各大天文台负责人那里吃了无数的柠檬，心里自然是不爽，或许还像柠檬那样酸酸的。不过酸也好，不爽也罢。他们不答应，还能有什么办法呢？突然，他想起了一个人，德国的天文学家加勒。这位是柏林天文台台长恩克的助手，据说还是乐维耶的粉丝。一年前给勒维耶寄了封自己的论文，大概还写了些在下很敬仰您之类的话，想请乐维耶给他的论文提点意见。不过勒维耶一直没有回信，直到现在突然想起他来了，当即给他回了封信。首先自然是将他的论文狠狠的夸奖了一番。然后笔锋一转，有件事情想拜托你一下，之后便提起了寻求天文台搜寻新行星的事情。

9月23日，加勒收到了勒维耶的信。虽然这信迟到了一年，但毕竟偶像在信里面，可是狠狠的把他夸了一顿。加勒心花怒放，当即决定帮忙。但他只是台长的助手，这事儿要是得不到台长的允许，那一切都免谈。乐维耶的寓言台长恩克也是知道的，但他也跟其他台长一样，采取了袖手旁观的态度。要是放在平时，加勒想说动他可没那么容易。巧的是那天刚好是恩克的生日，他打算当晚请朋友们到家里来聚会，所以当天晚上并没有要使用望远镜的计划。加之那天他本人心情也很好，便答应了加勒的要求，允许他使用一个晚上。他们的对话刚好被天文台的实习生达雷斯特听到了，他主动要求来当加勒的助手。加勒自然求之不得，当即答应了他。

当天晚上，天空晴朗，正是观星的好时候，二人立即展开行动。他们本想通过观测圆面的办法寻找新行星的，毕竟如果想通过发现位移的办法寻找，就需要至少有两天的时间来进行对照，然而他们只有一个晚上。但他们找了很久都没有收获。这时达雷斯特突然想到，如果能找到前人记录留下的星图，对照同一片天区，看看能否找到前人并未记录下的天体，不就可以找到疑似目标了吗？加勒当即从恩克办公桌的抽屉里翻出一份星图，他负责观测并爆出各个天体的位置，达雷斯特负责对比。当他们又忙活了半个小时，他们欣喜地发现，一颗视星等为8的暗弱天体并没有出现在之前记录的星图上。他们兴奋地跑到恩克的家里向其报告，正在开party的恩克，便跟着他们来到了天文台。三人一直观测到天亮，并在第2天晚上进行复核，结果发现该天体产生了位移。真的找到了！9月25日，加勒写信给勒维耶报告了这个喜讯。

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