|
五、两种“假说”面临的两难选择 在行星轨道的起源问题上，最现代也最流行的观点只有两家，一家是“灾变说”，另一家是“星云说”，目前，“星云说”似乎更热门一些。 “星云说”的鼻祖可追溯到古希腊的留基伯与德谟克利特，他们认为天体是在原子漩涡中形成的。后来法国的笛卡尔继承了这种理论，于1644年正式提出了“漩涡说”，他认为原子构成的宇宙星云弥漫于太阳系，并不停地围绕一个中心作涡漩运动，太阳就在这个漩涡中心形成，行星在不同的次级漩涡中诞生。 牛顿在1687年提出“万有引力”理论之时，只是用它去说明行星绕日运动的原因，并没把它看成是笛卡尔原子星云作漩涡运动的动力。但当时熟悉“漩涡说”的学者总想把牛顿与笛卡尔联系起来，强行把牛顿的“万有引力”放在笛卡尔原子漩涡的中心，去吸引周围的原始星云围绕中心质点盘旋，进而向现实的太阳系演变与过渡，他们认为这样就可帮牛顿避开有关“上帝第一推动”的指责。 这种一厢情愿的努力弄得牛顿很不自在，一方面，他认为产生“万有引力”的原因倘不清楚；另一方面，他曾经思考过两种理论的结合，但在与哈雷等人的讨论中，明显注意到这两种理论不相容，故确认笛卡尔的“漩涡说”只是一种毫无价值的猜想。 1713年，当《自然哲学的数学原理》再版时，三一学院的校友、罗杰•科茨在该书序言中替牛顿表达了对星云“漩涡说”的厌恶态度。“倒正是这些人，他们才是真正在求助于隐蔽的原因(指上帝)，因为他们捏造了一种虚构的、不能为我们的感官所感知的和幻想的物质漩涡，并想用它们来指导天体的运动。” 科茨还在《原理》第二版序言中进一步强调：“但是，我们不能接受这样一种解释。因为正象我们的作者(指牛顿)已经用最清楚不过的理由大量地证明了的那样，天体现象是不能用漩涡来解释的。所以，如果再有人竟能这样无根据地把时间花费在拼凑一个可笑的虚构，并用他自己的新论点把它提了出来，那他肯定是一个只会进行幻想的人。 如果行星的彗星是为漩涡所带动而环绕太阳运转，那么漩涡中的那些物体，必须和漩涡中贴近它们的那些部分有相同的速度、相同的方向、相同的密度，以及相同的符合于它们所含物质的体积的惯性。但实际情况是，在天空的同一个部分，行星和彗星是以不同速度和朝向不同的方向运动着。 …… 总起来说，彗星的数目肯定很多，它们的运动完全有规则，而是服从于和行星一样的规律，它们的运动轨道是一些偏心率很大的圆锥曲线，它们沿着每一条路线趋向天空的各个部分，并且有任意穿过所有行星区域的自由，而它们的运动方向往往和黄道十二宫的顺序相反。所有这些，都已得到天文观察最确凿地肯定，但这些现象却不能用漩涡来解释，这些确实的现象和行星的漩涡说是完全不可调和的。…… 因此，即然这样一种流体的假说根本没什么基础，而且一点也不能用以说明事物的性质，那么当然可以公正地称之为可笑的假说，而且对哲学家是一无用处的”(转引自H•S•塞耶《牛顿自然哲学著作选》)。 科茨发表这番言论42年后，笛卡尔的“漩涡说”不仅没有从此消声匿迹，而且还在康德(I•Kant，公元1724～1804)笔下重新复活，康德在其《根据牛顿原理试论整个宇宙的结构状态及其力学起源》(现译为《自然通史与天体理论》)一书中，把笛卡尔所说的原子物质改名为“原始星云”，依然采用了笛卡尔的漩涡运动模式，把牛顿的“万有引力”放在漩涡中心，组建了他的“星云假说”。 又过了42年，法国人拉普拉斯(P•S•Caplace，公元1749～1827)发表了《宇宙系统论》，提出“炽热原始星云”的概念，他认为处于星云中央的质点更大，具有更大的“万有引力”，从而吸引了更多的炽热物质，形成了今天的太阳。由于炽热星云在向中心聚集的过程中产生了星云漩涡，漩涡运动又使离心力产生，星云赤道区的物质就很难靠拢星云中心，使原始球状星云变成了扁平的碟状，碟圈上的星云又聚集出了6大云团，它们散热冷却之后，就行成了现在的6大行星。 严格地说，康德-------拉普拉斯“星云说”完全是笛卡尔“漩涡说”的翻版，唯一不同的是笛卡尔原子漩涡中心里没有“万有引力”，而康德星云漩涡中心却坐了个“牛顿”，以此来替代牛顿请来的上帝。可当上帝被赶走之后，这星云自已怎么也旋转不出一个真实的太阳系来，行星与彗星都各走各的道，完全不遵守康德-------拉普拉斯为它们设计的旋转路线。 明眼人一看便知道，从康德-------拉普拉斯“星云”里诞生的行星轨道不应是椭圆，而只能是圆周，因为行星是在原始星云盘中形成的，星云盘在做圆周运动，它们收缩出来的行星也只能做圆周运动。如果假定原始星云盘是椭圆的，那么从这个椭圆盘里诞生的行星椭圆轨道必然都具有相同的偏心率。但事实并不如此，不仅6颗行星轨道偏心率不同，彗星轨道的偏心率更大得不可思议，这是用“星云说”无法解释的。 还有一种理论就是“灾变说”，牛顿“万有引力”理论提出后，法国的布丰（G•L•L•Buffon,公元1707～1788）最先把“万有引力”应用于天体起源学，他于1745年在《一般和特殊的自然史》一书中首次提出了“灾变说”。布丰认为，太阳是一块正在燃烧的天体，有一颗远道而来的大彗星突然从旁边擦肩而过，来了个“顺手牵羊”，吸出了一串太阳物质，最后冷却凝固成了行星与卫星。“灾变说”后来又衍生出许多变种，但总体思路与上帝挖亚当的肋骨造夏娃一样，即从太阳身上吸出或太阳自己甩出一些日泥，这些日泥组成行星后就开始围绕母体——太阳转圈，从而出现了不同的行星轨道。 这种“灾变说”行星轨道如果成立，就要求不同轨道层的轨道有不同的偏心率，而且靠近太阳的水星、金星、地球的轨道偏心率最大，火星、木星、土星的轨道偏心率要一级级缩小，海王星、冥王星的轨道偏心率应该最小。同时，所有行星的轨道平面应在一个平面内，不能允许它们的轨道平面间存在一定夹角，因为这些行星都是由一条“日泥流”或“太阳鼻涕”牵出来的。可太阳系各行星轨道的偏心率与轨道平面并不具备“灾变说”所要求的条件，因而是不能成立的。 “星云说”与“灾变说”本来是想用“万有引力”来解释太阳系内行星的起源，并没去研究行星的轨道。但“万有引力”理论本身同这两大假说是相矛盾的。如果太阳系是星云冷却收缩而成的，那么所有行星都应有被太阳（质量占99．9%）吸入的趋势，如果这种趋势存在，那么行星就必然要向太阳靠近，不可能永恒地守候在同一条轨道上。“灾变说”也是如此，既然被拉断的“日泥”还没有逃到太阳引力范围之外，它就有重新落回母体的趋势，这种趋势必然打破固定的椭圆轨道，而一步步向太阳靠近。 如果“星云说”与“灾变说”要在牛顿“万有引力”与开普勒“椭圆轨道”之间作出选择，那么它们只能选择其一。若要承认现在的行星在一条封闭的椭圆轨道上运行，那就必须抛弃太阳引力吸引行星的说法。若是承认太阳真有强大的“万有引力”，那么就必须放弃一条条固定不变的行星轨道，承认行星在一步步向太阳逼近。然而对于以上两种假说而言，这种选择是两难的。 《大螺旋》___________天体运行新论与开普勒椭圆轨道批判；雷元星著； |