二．關(guān)于太陽系
1．太陽系家族
這是一只永不停息的宇宙走馬燈。在中心天體太陽周圍，依次排開的是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它們繞日的軌道具有共面性、同向性和近圓性。有科學(xué)家比喻說，如果制作一個立體的太陽系模型，那么可以放進(jìn)很淺的平底鍋中。
17世紀(jì)偉大的德國天文學(xué)家開普勒雖然是哥白尼的忠實(shí)信徒，卻敏銳發(fā)現(xiàn)了哥白尼太陽模型的局限和失誤。哥白尼從畢達(dá)哥拉斯學(xué)派深厚的傳統(tǒng)出發(fā)，先驗(yàn)地認(rèn)定所有行星都是勻速的，繞日軌道都應(yīng)該是高度神圣和完美的圓。為了在計(jì)算上自“圓”其說，不得不設(shè)定出一個平均值的虛擬太陽。開普勒繼承和研究了丹麥天文學(xué)家第谷多年觀察的珍貴資料，發(fā)現(xiàn)太陽系行星繞日運(yùn)動的軌道原來是橢圓。于是一切疑難迎刃而解。虛擬的太陽變成了處于橢圓一個焦點(diǎn)上的真實(shí)的太陽。這便是著名的開普勒三定律中的第一定律。另外兩條定律說的是，行星軌道的向徑在單位時(shí)間里掃過的扇形面積相等，公轉(zhuǎn)周期的平方和行星與太陽平均距離的立方成正比。開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的鐵的法則，將太陽系整合成了統(tǒng)一的物理體系。后人將他譽(yù)為“天上的立法者”。
如果說，開普勒的定律還只是停留在觀察和描述的層次，那么，牛頓的運(yùn)動定律則真正揭示了宇宙的機(jī)理。但牛頓是站在開普勒肩上的。沒有天文學(xué)的觀察與研究，就沒有牛頓定律的發(fā)現(xiàn)和經(jīng)典物理學(xué)的誕生。
該輪到我逐一介紹各具風(fēng)姿的太陽系之星了。距太陽最近的這一顆是水星。其實(shí)它上面一滴水也沒有，但確實(shí)象一顆滴溜溜滾動的水銀。中國古代稱它為辰星，西方人則稱它為希臘神話中腳生雙翼、為諸神送信的飛毛腿赫爾姆斯。它的運(yùn)動也的確比太陽系中所有行星都快。繞日一周只用88個地球日。強(qiáng)大的潮汐效應(yīng)雖然還沒有使水星以固定一面朝向太陽，但自轉(zhuǎn)周期已經(jīng)慢到59個地球日。水星自轉(zhuǎn)3圈才看到一次日落日出，因此每晝夜長達(dá)176天。比一個水星年還長一倍。因此，“度日如年”的說法在水星上就幾乎等于“時(shí)間過得真快”了。
水星由于距太陽近，平時(shí)淹沒在耀眼的日光里，所以很難觀察。它的半徑為2440公里，體積和質(zhì)量都不到地球的6%。根本無法維持住自己的大氣。這里的地貌酷似月亮，有環(huán)形山、平原、盆地和高過萬米的險(xiǎn)峰與縱貫赤道的峽谷，當(dāng)看去比地球上大3倍的太陽火辣辣照耀著水星悠長的白晝，地面溫度便達(dá)到攝氏460度。這片“焦土”上足以形成鉛和錫這類金屬融成的湖泊。1300公里的卡路里盆地是太陽系九大行星表面上最熱的地方。而背著太陽一面則冷到零下173度。水星上實(shí)在乏善可陳。不過這里有15座環(huán)形山是以伯牙、蔡琰、李白、李清照和魯迅等中國人的名字命名的。
