被误认存在的“伏尔甘星”：一则科学警示故事

火神星的故事始于1859年，据称有人首次观测到这颗行星，它被提出运行在比水星更靠近太阳的轨道上。此后约四十年间，人们又多次报告观测到它。尽管如今天文学家已确信火神星并不存在，但当时它的各项属性却被详尽描述。那些实际被观测到并归因于火神星的现象究竟是什么，至今仍是一个悬而未决的问题。

科学家曾对某事物深信不疑、后来却被证明有误，这算不上什么新闻。毕竟，科学理论固有的可证伪性，很大程度上正是科学方法可信度的来源。

然而，火神星的故事具有警示意义，它提供了若干教训，值得当代科学家和科学学子认真汲取。

顺便说一句，本文讲的不是斯波克先生的母星。为这颗同样虚构的行星取名“火神星”，想必只是巧合。但若说是有意为之，倒也挺让人欣慰。

故事要从1821年说起。法国天文学家亚历克西斯·布瓦尔发表了关于天王星轨道行为的详细观测结果——天王星大约在五十年前被发现。几乎立刻，审视布瓦尔工作的天文学家们就意识到，天王星的轨道与牛顿运动定律和万有引力定律给出的预测并不完全吻合。这些定律当时已牢固确立，被认为几乎不容置疑。

此后约二十年里，布瓦尔和其他天文学家逐渐认识到，如果存在另一个尚未被发现的星体对天王星施加引力影响，那么天王星的反常轨道就可以得到解释。预测这样一个天体的轨道——如果它真的存在的话——是一个数学问题而非天文学问题，而且极其困难。

法国数学家于尔班·勒维耶通常被认为完成了那些计算，使这颗新行星——即如今的海王星——得以被辨认出来。1846年，海王星被确切观测到，位置与勒维耶的预测相差不到一度。这在当时乃至现在，都是牛顿数学在行星运动建模上一次极为成功的应用。

在研究天王星轨道数学问题的同时，勒维耶也开始研究水星的轨道。1859年，他发表了关于水星行为的详细理论，同样基于牛顿定律。他的结果与水星的观测行为非常接近，但正如早先天王星的情况一样，并非完美吻合。具体而言，水星近日点的进动——即水星最接近太阳的那个点的变化——比预测值要大，超出量小得几乎可以忽略：每世纪43角秒。这大约相当于每年万分之一度。

鉴于勒维耶的理论工作成功促成了海王星的发现，他提出用类似的机制来解释水星的行为，这完全可以理解。勒维耶给这颗假想行星取名为“火神星”，天文学家们立即开始寻找它。

火神星几乎立刻就被“发现”了。1860年，勒维耶被正式认定为发现者，尽管他本人并未做出确认性观测。决定性的证据——至少对勒维耶而言想必如此——是一次对火神星凌日的观测（即该行星从太阳圆面上经过）。

然而，即便是勒维耶也一定意识到，这次观测是在不理想条件下进行的：望远镜较小，计时设备粗糙。

尽管如此，此后四十年间，大量火神星的观测报告被发表，其中一些出自使用最先进设备的知名天文学家之手。特别是，备受尊敬的美国天文学家詹姆斯·克雷格·沃森和刘易斯·斯威夫特——两人此前都已因发现众多天体而闻名——都在1878年报告观测到了火神星。两人都报告说火神星呈红色，并呈现为一个明确的圆面。最后这一点极为重要，因为原则上它排除了误将恒星观测为火神星的可能。即便使用最先进的现代望远镜，恒星通常也只呈现为一个光点；只有太阳系内的天体距离足够近，才会呈现为圆面。

最终，至少有十位有一定声望的天文学家发表了至少二十次火神星观测报告。很可能还存在大量不太可靠的观测。十九世纪末天文学界的共识几乎可以肯定就是火神星存在，即便只是被短暂地观测到。

必须承认，火神星的存在从一开始就有些争议。法国天文学家埃马纽埃尔·利亚斯声称，在勒维耶最初报告凌日的同一时间，他也在观测太阳，而且设备更好——但他什么也没看到。毫无疑问，一些所谓的凌日其实是太阳黑子；一些报告的明亮天体只是恒星。此外，各种观测报告并不总是完美印证勒维耶的数学模型。他不断调整模型参数以容纳所有观测，但与观测的吻合程度从未特别好。尽管如此，勒维耶还是能够发表火神星轨道的详细数值——半径约一千三百万英里，公转周期约20天，以及其他若干轨道属性。

如今大概可以说，没有人再相信存在一颗具有勒维耶所预测属性的行星，尽管不能排除水星轨道内存在某颗行星的可能性。事实上，国际天文学联合会已经为这样的天体注册了“Vulcan”这个名字，以备有朝一日真的发现它。

（原文较长，此处译出前 6000 字，完整内容请点「打开原文」。）