公正的裁判
哈雷完成了远征南天的观测计划后,一直沉浸在无比兴奋之中,因为这毕竟是他初出茅庐所取得的第一个成就,而且一鸣惊人。然而,此时此刻的他,并没有想到一场关于天文观测精度的争论正悄悄向他走来,并将其卷入了旋涡的中心。
争论发生在当时天文界的权威人士之间,一方以格林尼治天文台台长费拉姆斯蒂德为代表。他是哈雷最崇敬的学者,而且对哈雷有知遇之恩;另一方则是波兰著名天文学家赫维留(Johannes Hevelius,1611—1687),他是一位有名的观测专家,早在1641年,就由他领导建立了欧洲著名的但泽天文台,当时格林尼治天文台和巴黎天文台都还没有建立,他的工作是开创性的。
两大名家在天文观测的方法与精度问题上燃起烽烟,开始了一场旷日持久的大论战,引起了天文界的极大关注。
自1607年伽利略制成第一架天文望远镜并开始用以巡视星空以来,到17世纪中叶,几乎所有的天文学家都从用肉眼观测恒星位置转而使用望远镜。很多人都深信,用望远镜比用肉眼观测具有更高的精度。然而,波兰天文学家赫维留却对此一直持保留意见,而且坚持用肉眼观测来计量恒星的位置。有人说他冥顽不化,有人说他固执守旧。对别人的嘲讽和议论,他总是一笑置之,仍然我行我素。
最先向赫维留发难的是英国学者胡克(R o b e r t Hooke,1635—1703),认为作为赫维留这样一位在天文观测上颇有影响的学者,竟然还在用肉眼进行观测,这是在倒退,是在开科学的玩笑。
在赫维留还未来得及为自己辩解的时候,在天文界德高望重的费拉姆斯蒂德又站了出来,提出了措词更尖锐的批评。他说:“总不能认为赫维留具有比第谷·布拉赫更正确的测定能力。”
两位学者措辞激烈的批语使赫维留十分气愤,认为费拉姆斯蒂德的比喻实在是对自己最无情的讽刺,而且是毫无道理的。
在15世纪中叶,望远镜用于天文观测确实还存在着许多不足,赫维留坚信这一点。他认为费拉姆斯蒂德的观测精度未必比自己高,他很自信,自己毕竟有三十余年的观测经验。于是,在1677年赫维留提笔写信给费拉姆斯蒂德,礼貌而又不客气地提出了自己的观点:“我们彼此都有责任用认为最好的方法进行观测。谁都认为您的观测方法比我优越,但最重要的是要有为什么比我优越的理由。现在我还不想完全舍去我的观测方法。”
赫维留深知,这种口舌之争解决不了根本问题,于是,他又写信给皇家学会官员奥尔登伯格,阐明了自己在观测方法选择上的态度,并将自己用肉眼观测的资料同时寄了去。皇家学会专门开会讨论了此事。初步认为赫维留的观测是出色的。但是,作为学会,望远镜和肉眼对恒星位置的观测究竟孰优孰劣,有必要弄个清楚,马上做出最终结论还为时尚早,因为必要的验证还是不可缺少的。
皇家学会决定派人去但泽对赫维留的观测精度看个究竟,可一时又找不到合适的人选。进行这项工作不仅要求是一名优秀的观测家,而且还必须精确制作星表。胡克虽然是优秀的学者,但不是观测家,况且他在争论中已经成为赫维留的对手,由他去验证很难得到赫维留的认可。费拉姆斯蒂德是有名望的观测家,但是他正忙于制作星表,而且作为格尼治天文台台长,公务缠身,也难以成行。
就在皇家学会的决策者们一筹莫展的时候,有人想起了刚刚从南天载誉归来的年轻学者哈雷,他的条件是最理想不过的了。观测技术、制作星表的经验是出众的,而且他拥有资金,又没有公务。更重要的是他当时并没有卷进这场争论。
对于哈雷来说,他也早有出访但泽,会见赫维留的想法。自他从南方归来后,就将自己制作的南天星表特别复制一份,寄给赫维留,并在随寄的信中写道:“我打算用您的北半球星星的观测数据和南北半球连接部分星星的观测数据重新计算我的星表中星星的位置,因此,希望使用您的资料。在您的星表中如果加上我的资料,我将感到无上光荣。如果许可,我打算到但泽拜访您”。皇家学会的想法和哈雷的想法不谋而合。
1679年4月3日,皇家学会克鲁恩正式向哈雷提出,希望他去但泽。哈雷接到信后,愉快地接受了这项任务。并于1679年5月26日抵达但泽,受到赫维留的热情欢迎。
在但泽期间,哈雷以极其浓厚的兴趣与赫维留共同进行了十几天的观测,并对所争论的问题有了明确的看法,他在写给皇家学会的信中说:“太阳的高度用四分仪来计量,恒星的位置则用半径为2米的大六分仪来测定。这种六分仪要由两个人共同使用。通常是由赫维留的妻子做他的助手,一个人盯着指向基准星的固定视野,另一个人看着可移动视野,以使视野中含有要观测的星。
按照赫维留的方法,几经测量基准星与测定星之间的角距,误差不超过10″。我亲自观测确认此事,即赫维留担任固定视野,我担任可移动视野,然后互相交换,结果其误差不超过5″,如果用望远镜,要求10″以内的精度都很困难,所以费拉姆斯蒂德先生也难于相信赫维留的观测精度,但这是真的。”
哈雷为了彻底弄清赫维留之所以能达到比第谷还高的观测精度,对他的方法进行了认真的研究。他发现,虽然赫维留的六分仪与第谷的相同,但是提高精度的关键在于经过改进后,两个人同时观测是提高精度的关键。如果由一个人进行观测,要看两个视野,时间较长,在一段时间内,由于地球的自转,星位发生变化,当两个人同时观测时,可以减少移动,节省时间,提高精度。另一项改进是在读取刻度的装置上下工夫。赫维留积三十余年的经验,可以极熟练地在刻度装置上读数,所以他能达到较高的精度是十分自然的。
哈雷在但泽住了两个月,经过他的观察和操作,无疑地确定了在这场争论中赫维留应被判为优胜。但他不知道他的裁判是否能改变费拉姆斯蒂德和很多持反对意见的天文学家的观点。事实上,包括费拉姆斯蒂德在内的天文学家们仍认为哈雷是感情用事。但哈雷认为,不论别人怎么看,哪怕是自己最尊重的人,自己都要实事求是。决不能趋炎附势,违背科学和良心。
当哈雷准备启程返回伦敦时,赫维留提出让他写一份说明自己观测精度优秀的证明书,哈雷愉快地接受了他的请求。哈雷在证明书中写道:“我作为自由立场的人,证明赫维留观测的正确性。这是我使用他的六分仪,和他一起观测的结果。即使对同一颗星反复测定,也绝不会产生超过几秒以上的误差。”
哈雷在这次争论中,根据事实坚定地支持了赫维留。可是,年长哈雷45岁的赫维留后来的所作所为却使哈雷大为吃惊和生气。赫维留在1685年出版的一本书中,一方面把哈雷称为“最忠实,最热爱真实的人”,并将他们共同观测的结果和哈雷的证明书全都收录在书中,另一方面却不顾事实,将哈雷来但泽的目的说成是试验他的仪器。哈雷去圣赫勒那岛进行天文观测本来是出于自己的意愿,而且是自费,也被赫维留说成是皇家学会派遣,而且还是应赫维留的要求才实现的。赫维留这种抬高自己贬低别人的行为激起了哈雷的强烈不满。他与赫维留之间超越年龄的友谊因此而中断了。尽管如此,哈雷还是表现了应有的豁达和大度。他在给一位友人的信中这样说:“我对赫维留表示愤怒不是出于本意,因此我不会在公开场合非难他,即使要说明情况,也要等到他死了以后。”
赫维留于1687年1月28日去世,这场关于观测精度的争论也就此偃旗息鼓了。