作者：(美)迈克尔·D·勒莫尼克 日期：2021-12-17 03:55:26
在赫歇尔开展其观测的18世纪70年代，几乎整个天文界都在致力于记录、标注天体的位置和运动。一个原因是有关实际应用的：为了导航，尤其是当时的航海导航，人们必须精确了解恒星与行星之间的位置关系，以及它们和太阳、月亮之间的位置关系。为此，查理二世国王(King Charles Ⅱ)在1675年组织建立了格林尼治皇家天文台。没错，其当时的目的并非是为了天文发现，而是为了将星星运动绘制成图表，保证船长们在远航时能够及时掌握自己所在的经度。另一个研究天体运动的原因则是理论方面的了：为了检验开普勒行星运动三定律及牛顿万有引力定律。哈雷彗星的确认就是一个极为激动人心的验证。
然而，当时的赫歇尔是个门外汉。他既没有和天文学家们共事的经历，也不知道在这行里开展研究的常规方法。于是，他完全按照自己的雄心壮志————理解宇宙————去努力认清宇宙整体的结构和组成。赫歇尔想要测量恒星到地球的距离，了解夜空中有什么其他种类的天体，并研究它们之间可能的联系。此外，他意识到要想真正地了解宇宙，做出有意义的工作，就只有观测并逐个了解夜空中的每一个天体————哪怕做不到全部，也要做到他力所能及的每一个天体。因为赫歇尔是他那个时代最为痴迷也是最富技巧的星空观测者，他取得了极大的成功。比如，当时梅西叶发现了100多个星云（星云看上去是一团团模糊的光晕，当时其性质尚未被揭示）并将其整理成表，赫歇尔后来发现了2000多个。又比如，赫歇尔的同时代人，仅仅确认了少量彼此靠得很近的双星，而他却在之后发现了数百个之多。这一发现最终指引人们认识到，银河系中的大部分恒星实际上都属于聚星系统，而我们“独居”的太阳才是这个宇宙中的“怪客”。赫歇尔还指出了太阳及其行星在我们银河系中的运动方向；发现了红外辐射————现代天文学家依靠这个电磁波段的观测，研究可见宇宙边缘新生星系的性质。目前在建的韦布(James Webb)空间望远镜，被视作哈勃空间望远镜的继任者，它几乎所有的观测波段都落在了威廉·赫歇尔发现的红外电磁波段内。
上述种种都只是赫歇尔科学成就的一部分，考虑到他几乎完全是靠自己摸索，没有受过专业训练，其成就就愈发显得卓越不凡了。事实上，赫歇尔直到中年都不是一位天文学家，也不是自然哲学家，或是科学领域内其他的什么：他是一位音乐家。13岁时，赫歇尔找到了他的第一份工作————汉诺威近卫军的军乐手，跟随大部队奔赴法兰西参加三十年战争。当赫歇尔向巴斯文学与哲学学会提交其第一篇科学论文时，他是以作曲家、乐队指挥、双簧管演奏者、小提琴演奏者、风琴演奏者、声部独唱及音乐指导的身份为大家所熟知的。如今，我们仍旧可以通过CD欣赏到他创作的交响乐。而且，他的音乐还不错。诚然，他不是韩德尔(George Handel)那样的音乐大师————这对天文学来说实在是一件幸事————但他在音乐这行上已经足够成功了，以至于他放弃音乐成为国王聘任的天文学家时，他的收入少了一半。在音乐这行上，赫歇尔算是颇有天赋；但在天文这行，他称得上是不世出之天才。他不仅拥有足以重塑其研究领域的非凡创造力，还是一位极具技巧的望远镜建造者、一位一丝不苟的、不知疲倦的狂热星空观测者。剑桥大学科学史家、国际公认的最权威的威廉·赫歇尔生平研究专家霍斯金(Michael Hoskin)这样评价：“大多数杰出的天文学家或是精于观测，或是长于理论，或是擅长制造天文工具，抑或是精通这三者中的两个。而赫歇尔，精通所有。”
赫歇尔，一个出生于工人阶级的普通人，没有受过任何专业教育，究竟是怎么做到将天文学这个科学领域彻底改头换面的呢？尤其值得一提的是，他是人到中年才开始天文研究的。这就更令我们好奇了。赫歇尔虽然没有贵族血统，但他的成长过程是幸运的：这个与众不同的男人背后有一个与众不同的家庭。
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我们都知道伽利略、牛顿和爱因斯坦，但许多基础性发现其实是由那些不那么知名的科学家作出的。事实上，他们的故事同样精彩————或者说同样富有争议。在本书中，迈克尔·勒莫尼克讲述了18世纪英格兰最引人瞩目的一对兄妹，威廉·赫歇尔及卡罗琳·赫歇尔的故事。他们制造出了当时世界上最大的望远镜，并引导天文学进入现代科学行列。
————尼尔·德格拉斯·泰森(Neil deGrasse Tyson)，美国自然史博物馆天体物理学家，《冥王星档案》(The Pluto Files)作者
卡罗琳·赫歇尔满心期望自己能在年内与威廉在天堂相见。她的身体也不好，同时又沉浸在威廉离世带来的悲恸之中，最关键的是，她失去了生活的目标。当时，约翰正全身心地投入到一项与朋友索思(James South)合作的天文项目中，不需要卡罗琳的帮助。除此之外，他在皇家学会与皇家天文学会中的参与度也比他的父亲高得多。约翰长期和他的同行们待在伦敦，很少回斯劳。卡罗琳此时与威廉的遗孀相处得不错，但这两个人的关系从未达到过很亲密的程度。尚在世的兄弟姐妹就只有远在汉诺威的迪特里希了，所以，卡罗琳决定回那儿去，离开这个半个多世纪以来她一直称之为家的国家。这是一个悲剧性的决定。
其实，早在两年以前，卡罗琳就开始考虑这个事了，当时威廉的健康状况正迅速恶化。她先是寄了30英镑回汉诺威，目的是“让迪特里希家给我安置一张羽绒床，在经历了这么漫长而可怕的一场悲剧之后，我就只能在他家的温暖中寻找安慰了。在听了迪特里希对他妻子、女儿性格的描述之后，我觉得这是地球上唯一能让我安息的地方了”。威廉下葬两天后，卡罗琳就开始认真收拾打包自己的东西了。一个月后，迪特里希就来到英格兰准备护送她回德国。1822年10月7日，卡罗琳去温莎城堡和奥古丝塔公主以及别的一些朋友告了别，三天后，她永远地离开了斯劳。“从我亲爱的哥哥逝世的那天起，一直到10月10日，我在英格兰没有家！”后来，她这样写道。接着，她又花了11天造访伦敦及周边地区的各位朋友，同他们一一道别。最后，约翰也造访了她与迪特里希下榻的酒店，同他们告别。接着，卡罗琳和迪特里希就坐上轮船，启程返回汉诺威了。这一路又是狂风暴雨，不禁让人回想起了许多年前，卡罗琳和威廉从德国出发前往英格兰时的场景。此外，卡罗琳又不出所料地晕船了。
最糟糕的是，迪特里希一点儿也不像是卡罗琳记忆中，他造访英格兰时的那个给人温暖的伙伴。也许是因为时过境迁了吧。那时，迪特里希精神困顿，几近绝望，迫切需要家人的陪伴与慰藉。而此时此刻，他的生活安稳，工作稳定，过得相当不错，从某种意义上说，他也是个自我主义的人。“每当我聊到一个话题，”卡罗琳写道，“他总是持反对观点，话头便很快终结了，因为他似乎不愿意别人聊起除他自己以外的话题。”幸运的是，迪特里希的妻子很好相处，是个积极乐观的人，只是患有比较严重的关节炎。他们的女儿安娜(Anna)刚刚丧偶，也是一个值得交往的好朋友。卡罗琳还和老朋友贝肯多夫太太重聚了，后者的女儿也同样惹人喜爱。另外，卡罗琳的房间“非常棒，大概是我之前住的三四倍大……其中的家具也是最雅致的款式”。不过，汉诺威这座城市本身已经发生了变化。“几乎看不到一点儿以前汉诺威的影子……我不喜欢！”她在抵达后不久写给玛丽的一封信中这样说道。在之后的一封中，她又感叹：“这真是个新世界了。”
就这样，卡罗琳在汉诺威生活了一年————她曾以为这是上帝对她的眷顾————她开始后悔离开英格兰了。在英格兰，她的一切都在正轨上：她或多或少是当时世界上最有天赋、最为出名的天文学家的得力助手。就她自己而言，她好歹是一位正儿八经的职业天文学家。而现在，她只是一位年迈的未婚老阿姨。
约翰善良地（哪怕是短暂地）将卡罗琳从这种自感完全无用的状态下解救了出来。他不需要助手，但是，他确实需要卡罗琳的组织技能。在他姑姑离开英格兰后不久，约翰就决定开展一次巡天观测，以再次考察卡罗琳和威廉发现的总计2500个星云和星团。卡罗琳在18世纪和19世纪之交收集整理的这个星云星团表确实相当完备，但条目的列举方式不利于查询————卡罗琳只是按照威廉对它们的分类以及发现的日期组织了这些条目。在约翰的邀请下，她答应会一一标识出这些天体的天文坐标，并据此重新修改此表的条目，解决不利查询的问题。“我希望能活得久些，”她在给约翰的信中写道，“这样我就可以给你做个更准确的表了……虽然这项工作目前都还未开始，但我希望能在下个冬天将它完成。”1825年春天，这项工作就做完了。1827年，约翰顺利地开展了他的巡天计划，并写信给卡罗琳道谢：“您的这个表真是太有用了！晚上巡天之前，我总会从此表中挑选出一些目标，形成我的观测列表。通过这种方法，每次巡天，我都能观测三四十个星云。”霍斯金认为，这份表“确实是对威廉留下的星云遗产的一次意义重大的、十分关键的修订”。
……
赫歇尔墓也同样鲜为人知。他的儿子约翰·赫歇尔安葬在威斯敏斯特大教堂中，这是迄今为止大不列颠规格最高、最为荣耀的长眠之地。而威廉在阿普顿的墓地，仅仅在教堂塔楼之下的地上树立了一块石碑。石碑上刻有一段长长的拉丁文铭文。这段话的翻译在《赫歇尔年表》中是这样的：
威廉·赫歇尔，韦尔夫家族料帝王册封的爵士。
生于汉诺威，但他长期居留英格兰，并以此作为他的家乡。
是那个时代最为杰出的天文学家之一。
在此理应记录他的一生。
以免他那微小的贡献为世人遗忘。
他是第一个发现土星轨道以外的行星的人。
他自己发明并建造了一些新工具，
并凭此打破了天堂给凡人设置的壁垒。
也是凭借这些工具，他深入研究了遥远的深空世界。
正是他，将无数互相绕转的双星置于天文学家的慧眼及头脑之下。
他富有技巧，用棱镜将太阳光分为光和热两部分；
他贡献良多，坚持不懈地探索星云的性质和位置，探索那些远在太阳系之外的未知发光天体。对自己的那些大胆假设，他一贯保持着与生俱来的谦虚。同时代的人都很荣幸能见证他的这些成就。
他告诉我们的许多事儿尚有待后人去证实，天文学还需要未来济济英才的不懈奋斗。
他一生清清白白、和蔼可亲、有益于世。他辛勤工作所取得的成就以及他美好的品德都非常人所能及，如今，这一切都将随着死亡尘封于此。他的亲朋好友会在以后的日子里，叹息他的离去。
1822年8月25日，上帝带走了他，享年84岁。
这篇墓志铭读上去更像是一篇简单的自传。诗人坎贝尔(Thaomas Campbell)记下的威廉自己的一番话，可能更为合适。1813年，赫歇尔曾和坎贝尔相处过数个小时，后者在两天后的一封信中这样描述赫歇尔，“他76岁了，但仍旧生龙活虎，身体强健。他就这么坐在朋友家里离门最近的一个位子上，或是因为一个笑话而微笑，或是安坐在那儿，没有参与或是聆听旁人的讨论。抛给他的任何话头，他都能委婉含蓄地接上；询问他的任何问题，他都能以一种男孩子般的热情，为你不辞辛劳地解释。”
坎贝尔，这个可能过分乐观估计了赫歇尔当时健康状况的人，又接着叙述了他如何从赫歇尔嘴里打听出了11年前觐见拿破仑时的情形。他们讨论了小行星，接着赫歇尔简要介绍了一些光速的问题，并指出，我们观测遥远的天体时，就等同于望向宇宙的过去。因为现在望远镜收集到的光，必然是在过去发出，历经千辛万苦后才赶到地球的。赫歇尔随后说出的一番话，让坎贝尔相信，他当时是在和一位聪慧得不可思议的神奇人物对话。赫歇尔是这么说的：“我对宇宙的观测之深入，前无古人。我所观测过的恒星，它们的星光必需200万年才能来到地球，这点不难证明。不仅如此……这还意味着，即便这些遥远的天体早在几百万年前就已经毁灭了，我们仍能清晰地看到它们的样子。因为即便躯体消失了，它发出的光芒也会永远穿行于宇宙之间。”
这，就是威廉·赫歇尔所做的一切，非常简单。只是在完成这些工作的同时，他也永远地改变了天文学。