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数理化通俗演义: 第三十一回濡沫相依兄妹深情凝遥夜，度曲为业歌舞妙手撷新星——天王星的发现
上回说到在天文学领域作出重大贡献的牛顿不幸去世，一颗巨星殒落。但是后继有人，一个叫赫歇尔(1738－1822)的法国人紧步他的足迹，又不断开辟出天文学的新领域。 这赫歇尔从小极赋有音乐天才，他家境贫困，十五岁便在军乐队供职，吹拉弹唱无一不会，尤其是吹得一手好双簧管，其声昂扬时响遏行云，婉转时如泣如诉。许多乐团都抢着要这个少年演奏家，求之不得。但是由于法国战乱，到十八岁那年赫歇尔便又只身流亡英国，在一个乐团里以演奏风琴为业，很快他就誉满伦敦。只要他在台上左手拉动风箱，右手打起琴键时，全场听众就感到那风箱里挤出的音符像都钻到了自己的血管里，全身让这风琴煽得激动不已，脚尖不由地打着拍节。到高潮时，狂热的观众就一起击掌伴奏或干脆引吭高歌。读者或许要问这赫歇尔哪来这手好功夫，能使他的观众神魂颠倒到这般田地。你或许有所不知，大凡从事某种技艺都有两个阶段，一曰模仿，二曰创造。有的人只能停在第一阶段，将别人教给的技艺练得纯熟，就像学着画圆圈，再好也是个圆而已。但有的人很快就不能满足于此，必得精通其中规律，再探新路，他熟中有巧，巧中有变，变而后新，新而后创，就独辟蹊径与众不同了。这赫歇尔虽是爱好乐器，但他不止于会吹会拉，他还要钻研乐器的结构：弦的长短之比，管的粗细之别，孔的大小之分：他还要研究乐理：声音的高低，音域的宽窄，和声的共鸣与和谐。这便要用到数学知识，于是赫歇尔便又由此闯入了数学领域，他得了数学这个武器再去指导演奏，音色、音高便精确得不差分厘，那美妙的乐声按摩着听众的耳鼓，梳理着他们的神经，鼓荡着他们的感情，自然使人如坐春风了。 但是数学这东西却不是只管音乐的，它是一门与其他一切学科都密切有关的学问，就如一个许多条路辐辏交叉的中心点，只要往这里一站，条条大道都在眼前。像牛顿当年得了数学之精妙便立即在力学、光学、天文等方面打开局面一样，赫歇尔今天得了数学方法，哪肯再偏安于音乐一隅？他立即将视线转向浩渺的天空，决心要计算出天上到底有多少个星星。但是谈何容易！观察需要望远镜，需要仪器，还需要时间，谁来白白养活他这个业余天文爱好者？于是赫歇尔就只好继续去演出，但这已不是他所愿意的职业了，只是为了赚取一点微薄的收入以便进行自己的天文研究。他就这样节衣缩食开始了自己艰苦的科学征程。 却说一天下午赫歇尔坐在自己的房间里背门迎窗，正整理着这几天的观察数据。晚上是演出，后半夜观星，上午是排练，一天之中就这一会儿时间还可坐下来专心思考一点问题。这时门吱扭一声走进一个人来。赫歇尔有个习惯，只要一工作起来就伏案不起，他是故意将桌子背门面窗而摆的，一般人推门进来，若他这般专心，也就自觉掩门而去：要是熟人进来取什么乐器也听自便，他不用分心抬头答话。今天的来人推开门后好像并不急着进来，先在门口小停片刻，然后轻手轻脚地迈向桌子，赫歇尔觉得有点异常，但也没回头，只问了一声：“谁？”话音未落，只觉得一双手突然从后面搂过他的肩膀，他正要起立，那双手将他的肩膀按了一下，又很快蒙上了他的眼睛。是谁开这个玩笑呢？他用手一摸是一双柔嫩纤细的女性的手，不觉大吃一惊。赫歇尔一人漂泊在国外，潜心治学，既无妻室家小，也无女友，他正诧异间，只听一串银铃似的笑声，眼上的双手也随即移开。他一回头，一位漂亮的姑娘出现在眼前。姑娘兴奋地高喊一声：“哥哥！”便一头扑在他的怀里。 “卡罗琳，原来是你。来，让哥哥好好看看你。” 他双手扶着卡罗琳的肩，把她推远一点。只见卡罗琳着一件修长洒脱的滚边连衣裙，腰间一根丝带轻轻一束又飘飘垂下。那宽宽的衣领翻在胸前，露出紧身的胸衣和一条金色的项链。大约是行了远路的缘故，她腮边的红云还末退尽，深蓝的眼睛里又放出新奇的光芒，一双酒窝里盈盈地贮满一汪笑意。她向后退了两步，身姿婀娜，体态轻盈，转身时那宽宽的长袖一扫，这间破败的陋室里霎时卷起一阵春风。赫歇尔想不到离家五、六年妹妹已经出落成这般模样，他高兴地喊道：“卡罗琳，你真像一位女神！”可是他突然像想起什么，正色问道：“卡罗琳，你这样跋山涉水地远道而来，一定有什么大事吧？” “是，有一件大事，一件我思考已久，最后才决定的大事。”卡罗琳认真地说着，但说完又调皮地眨了眨眼睛。 “到底什么事？” “来追随哥哥，研究天文，实现理想。” 本来已经坐下的赫歇尔呼地一下站了起来：“这么大的事，爸爸妈妈会同意吗？” “他们本来不同意，但我就每天在他们的耳边念叨，后来我又加倍干活，我一口气织了一筐袜子，全家人十年也穿不完的，他们的心软了，就放我出来了。” “不行！你还要回去。你根本不知道，天文学是一个最吃苦，最吃人的学科。茫茫的宇宙以光年来计距离，可我们现在连离开地球一步都不可能，土星绕太阳一周就要29年，可我们的全部生命也只不过七、八十年。人生之于天体是多么渺小，多么短暂。以第谷那样优秀的天文学家直到死也未能如愿观察够一千个星而抱恨辞世，以哈雷那样幸运的人，虽发现了哈雷慧星，但也未能再见它一面。这还是些冶学有方，已功彪于世的伟人。这其间更不知又有多少默默无闻的天文工作者，一生一世受着寒夜的折磨，在迷乱的星阵里摸索，到了一事无成。所以我说天文是一门吃人的科学，谁要沾上它的边便要准备牺牲。成功的希望实在太渺茫了。大概也正因如此吧，这个领域从来是女子不敢涉足的地方。卡罗琳，你听说过从前有哪一位女天文学家呢？所以找劝你还是不要来跟我吃苦冒险。” “哥哥，这些我都知道。但是你让明白，我一个女孩子，要么就每天在家里织袜子，等着出嫁；要么自己去闯一条求学的路，但是学校里又不收女子。而且我仔细想过，到哪里去找您这样的老师呢？我最佩服您的聪明、博学和勤奋刻苦。我也衡量过自己，还不是那种不可造就之才，我自信自己的聪明和毅力，但是现在缺乏导师，缺乏督促，缺乏研究的阵地。我怕自己再过几年还不走上一条轨道，就连这点才气和决心也要萎缩，也要消耗光了。今天我来跟您吃苦正是为了找更好地成长，而且您一个人这样苦干也需要一个助手啊。” “卡罗琳，我了解自己的妹妹，也相信你的才气，可是眼下我穷得只有一架手风琴，这里既不是大学也不是天文台，你不用说研究，怕连生活也难以维持啊。” 卡罗琳看哥哥的态度有一点转机立即兴奋地上去摇着他的手说：“您忘了我的金嗓子吗？我到你们乐团里当一名歌手，至少可以养活自己。您从小就训练我唱歌，现在不正好是用武之时吗？” “好吧，先试一段再说，不行你就赶快回到父母身边去。” “您放心，您的妹妹从来还没有走过回头路呢。” 卡罗琳从此就留在哥哥身边。她比赫歇尔小十二岁，怀着十分崇敬的心情向哥哥求教天文、数学知识，又仔细地照顾他的生活。 闲话少叙，话说卡罗琳一来伦敦就是几年，整日台上唱歌糊口，回家操持家务，晚上还要观察记录。由于生活过得充实，虽苦一些倒也乐在其中。但是有一件事在卡罗琳心里存了很久，就是哥哥已经三十五岁，却还不娶亲，而且身体也越来越不好，她想问个究竟，但当妹妹的不该管这种事，所以几次话到嘴边终未出口。这天晚饭后，兄妹桌边闲坐。她看看哥哥疲惫的面容和满脸的胡须终于鼓足勇气说道：“哥哥，有一件事作妹妹的不知该不该问。您今年已经三十五岁，也该有个嫂子来照顾您的生活了。我在剧场里留心到，您那架里面藏着一个妖魔的风琴不知把多少漂亮姑娘煽得心慌脸热，坐立不稳，她们向您狂呼，向您频频投送秋波，但是您都无动于衷。哥哥，您成一个家吧，您需要家庭的温暖，您需要有一个贤慧的女子来做您的好内助。” 赫歇尔好像早就料到妹妹会提这个问题，他淡淡一笑说：“家庭幸福：谁不向往？但是出类拔萃的人是得不到这种幸福的。我们既自信可以去干常人不敢干的事，也就不再希冀得到这种常人的幸福。因为他是以时间和精力为代价的。卡罗琳，你不记得开普勒吗？他为了妻儿付出了多少时间与精力，最后是为给家人讨一点钱，而饿病交加死在外乡的路上。我没有开普勒的才智，更不敢再去背这个家庭的包袱。我现在最缺的是时间，但这种东西是无法向别人借的，只有两个办法，一是砍掉与研究工作无关的事，这当然也包括组织家庭，把分散的时间摆回来；二是，抓紧工作，尽量往前赶，把前面的时间抓过来，因为过去的时间是无法再利用了。当然这样赶身体是要苦一些，也许这是生命的提前支出，但是对于万有吸引力的发现来说，23岁的牛顿和85岁的牛顿又有什么区别呢？人，不过是一团血肉的躯体，只有当他作出创造时，他才会区别于只知吃喝消耗的动物，才有了灵魂，才有了价值，而不必管他是男是女，是老是小，我们现在不顾一切地追求着的，正是这种创造啊。” 卡罗琳听着哥哥这番激动的演说，好像又回到那天初次来伦敦，兄妹见面的日子。她觉得自己并没有完全理解了哥哥的胸怀。她也被这种理想主义和牺牲精神深深打动了。便激动地站起来握着哥哥的手说： “哥哥，我的才能不及你的十分之一，但上帝给予我的时间也许比您的还多，这真不公平。假如生命真能通过转让和馈赠而延续的话，我宁愿现在我死去。但是还有一个办法，亲爱的哥哥，我发誓将永不结婚，一直陪伴着你。我也要省下那些因家庭而耗费掉的时间并送给你。让我们共同去追求那个伟大的目标。” 赫歇尔一向知道卡罗琳的顽强，忙激动地说：“不，妹妹，你正是一朵含苞的花，怎么能有这个想法呢？ ” “你不要说了，我主意已定。今天晚上没有演出，我们赶快去观察记录吧。” 说罢，他们兄妹俩人爬上房顶的小平台。这里摆着一些简单的天文仪器。原来当时人们只看见夜空中一条银河，但是并不能解释这种现象。赫歇尔决心弄清这条大河里所有的星星。他先买来了望远镜，但根本不能发现什么，他就自己磨镜片，制大型望远镜。他一辈子亲自磨出四百多块镜片，最大的直径竟达1.22米，小演奏员成了一代制镜宗师。 为了弄清天上到底有多少颗星星，他把天空分成638个天区，一个区一个区地数，记录下来，标在图上，共数了117,600颗。可以想见这是一项多么艰巨的工作。兄妹俩人这时上得房来又开始仰天数星。河汉茫茫，遥夜沉沉，城里人家的灯火也都渐渐熄去，微弱的星光之下唯有这一对顽强的兄妹在苍茫的星海里仔细地捕捞着什么。这时已交初冬，又是半夜，寒风吹过，钻领入袖，不要说手把着冰冷的仪器，就是袖手缩颈在屋顶上站一会儿也手僵足麻寒冷难忍。赫歇尔举镜观察片刻便随手拿起笔到小桌上的瓶子去蘸墨水，不想硬梆梆地蘸不上一点水来。他喊道：“卡罗琳，瓶里没有墨水。”卡罗琳拿起瓶子一看，墨水已经冻成冰块。她将瓶子一把抓过掖在怀里说：“你先观察，它一会儿就会还原成水的。”赫歇尔握着妹妹的手感到就像一块冰，而且上面还有一些横七竖八的裂口，他突然感到一阵心酸内疚，猛地把这双小手搂向自己怀里，一边说：“实在叫你吃苦了，妈妈在家里要知道这种情况还不知道该怎么责备我呢。” 正是： 友爱支持与谅解，苦斗更需有温情。 莫道遥夜凉如水，兄妹情热可化冰。 却说赫歇尔兄妹无论怎样挤时间研究天文，但演出还是必须参加的。因为这是他们生活和研究费用的唯一来源。而且他们兄妹的演技早已闻名全城，一次不出场那些狂热的歌迷便感十分扫兴，必得向乐团老板问个究竟。全城人只知有一对能拉能唱能舞的兄妹，却还不知他们在下台卸装之后的艰辛。岁月流逝，赫歇尔已是四十出头的人，冬去春来，大地又回复了他的温馨。这天晚上乐团在露天举办了一次音乐会。四周绿树如屏，层楼栉比，仰望蓝天如镜，星似明眸，正是一天工余人们消遣的好时光。这天卡罗琳一连唱了三首歌，台下掌声不绝，哪肯放她回去。她只好喘息片刻，喝口水润润嗓子，然后换了一条纯黑拖地长裙，轻移莲步跺到台前，下面早起了一阵掌声。她颔首一笑算是答谢，然后凝神屏气，随着乐声轻起，将目光射向深辽的夜空。这时观众才注意到卡罗琳的这身装束，裙衣左上方别一枚星状胸饰，闪闪发光，此外便再无什么佩戴。只是那裙子格外合身，倒显示出她本来的神韵。这时灯光一照，卡罗琳更显得粉面桃腮，灿若春花。她伫立台前任乐声在身前身后徐徐飘荡，酝酿情感，静如芙蓉独立秋水。而作为伴奏的赫歇尔今天也特殊，换了一身黑色礼服，雪白的手套，紫色的领结，胸前手风琴也早换成肩上的小提琴。卡罗琳还未启齿，他的琴声早已绕树三匝，飘落座席，令听者回肠荡气了。这时卡罗琳也轻举双臂，漫舒宽袖，且舞且歌道： 天上的群星啊，请听我唱一支歌。你可知道，我每天都在把你眺望，对你诉说。 夏夜的微风啊，吹动我的衣裙。我遥望天河，河漠淡淡，从我心里流过。 秋夜的薄露啊，从我的脚下飘过。我登高仰望，看星光闪烁，心灵深处亮起了一盏盏灯火。 对着夜空啊，通过暮色，我暗暗思量：我是否也该发一点光，点发一点热，献给养育我的祖国。 对着群星啊，对着银河，我们心自问：人生是否也该激起一点浪，溅起一点波，留给那滚滚不息的历史长河。 卡罗琳的歌声委婉动情，飘天入地，与这清风明月夜浑然一体。歌声飘荡，满座悄然无声，人们都沉浸在歌声的意境之中。片刻，掌声突起，观众将鲜花、手绢、帽子一起抛向台上，内中有知道这对兄妹生活拮据还献身天文事业的就互相传告，于是也有人把大把的钱抛向台上。卡罗琳两眼含着热泪向大家再三致谢，然后拾起一束鲜花返身一头扑在哥哥怀里。 这天晚上演出结束后兄妹俩人照例稍事休息又上房观星。他们还沉浸在今天演出成功的幸福中，一边摆弄着望远镜，一边议论着。赫歇尔说：“卡罗琳，我真不知道，你什么时候写这的这首歌词？” “晚上一边看星星，一边就这么想，早就藏在心里了。” “看来我们的卡罗琳不但是天文学家还是文学家呢。” “我不要那么多家，我只要我的星星。” 他们正这样你一言我一语地说着。突然赫歇尔大声喊道： “来了。一个陌生客闯进了我的望远镜，卡罗琳，你快来看。” 卡罗琳将眼睛贴在镜筒上真的看到一颗过去从来没有见过的星，它行动迟缓，发光微弱，如果不细心是很容易忽略过的。卡罗琳说： “哥哥，也许这是一个很远很远处的桓星吧？” “这好办，如果是恒星，距离遥远，无论用多大的望远镜看，它的体积也应该是一样大才对。” 赫歇尔说着立即把他的十八般兵器都搬了出来。他先用能放大270倍的望远镜，再换上放大460倍的望远镜，这星体积有所增大，他又换上能放大930倍的望远镜，这星体积又更大了。看来不是恒星，但会不会是彗星呢？不会，因为连续观察并没有发现它的长尾巴。赫歇尔禁不住心里突突直跳，难道这会是太阳系里除金、木、水、火、土、地球以外的又一颗新星吗？难道像开普勒，像哈雷，像牛顿，这发现的机遇今天也轮到我的头上了吗？赫歇尔一把拉过妹妹的手说：“是美妙的歌声感动了天神。我们成功了，就在今天晚上！”卡罗琳觉得哥哥的手滚烫，在剧烈地颤抖。她也十分激动，忙记下这个不速之客。这一天是1781年3月13日。他们根据国王乔治三世的名字将它命名为乔治星。后来德国柏林天文台长为了表示对他们兄妹的敬意又重将此星命名为天神乌拉纳斯(天王星)。 天王星发现了！它距太阳约28亿公里，绕太阳公转一周要84年，这样太阳系的范围一下就扩大了一倍。不仅如此，经过观察，赫歇尔还第一个提出了银河系的模型，得出了银河系有限、银河系内恒星可数的结论。他正确地解释了银河系是一块凸透镜状的圆盘，太阳系处于其中心，我们沿透镜的长轴看去，全是灿烂的星星，沿两边的短轴看去，星星稀疏，露出了背后的黑色空间。所以我们看到的银河就呈带状。赫歇尔的伟大发现使他一举成名，英王乔治任命他为皇室天文学家，年俸二百英镑。他们兄妹再也不用靠卖唱来接济天文研究了。卡罗琳更加勤奋地协助哥哥工作，后来也多有发现，成了一位伟大的女天文学家。她遵守自己的诺言，终身未嫁，一直活到98岁，在84岁时作为第一个女会员破格被英国皇家天文学会接收入会。 正是： 莫道女子无天才，最怕明珠甘自埋。 只要心比男儿烈，终教须眉拜裙钗。 |
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