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那是1846年的秋天,英國天文學家和自然哲學家約翰·赫歇爾(1792-1871)睡得不好。他剛剛涉足本世紀最激烈的天文學爭論,現在他又被爭論雙方的人罵了一頓,一邊是他的英國同事,另一邊是法國天文學家和他們的歐洲盟友。到19世紀40年代,赫歇爾是天文學領域的領軍人物之一,他先是被維多利亞女王封為爵士,後來又被封為準男爵。他的兒子威廉·赫歇爾(1738 - 1822)記錄了歷史上曾發現的第一顆行星,他繼承了他父親的巨大的望遠鏡。
他還繼承並擴展了他父親的遺產,成為維多利亞時代科學事實上的代言人。約翰·赫歇爾的《科學生活論》(1830年)是對自然哲學研究的初步論述,是當代的暢銷書,影響了從約翰·斯圖亞特·密爾到查爾斯·達爾文的一代思想家。事實上,正如科學史學家沃爾特·坎農在 1961年所諷刺的那樣,維多利亞時代的科學意味著「儘可能地像約翰·赫歇爾」。
但是,在1846年末的幾個星期裡,就連約翰·赫歇爾也不想成為約翰·赫歇爾。法國天文學家剛剛宣布,除了老赫歇爾在1781年發現的那顆行星之外,還有另一顆新行星。雖然威廉·赫歇爾的行星(今天被稱為天王星)是一個偶然的發現,但這個新發現行星的位置是由法國天文學家烏爾本勒維裡爾(1811-1877)用數學方法預測出來的。不久之後,1846年9月23日晚在柏林天文臺的觀測證實了這一預測。這顆新行星是第一個通過數學分析探測到的天體,這是數學物理學和艾薩克·牛頓引力綜合理論的驚人成就。
天文學家約翰·赫歇爾爵士於1867年由朱莉婭·瑪格麗特·卡梅隆拍攝。赫歇爾被這個發現震驚了。然而,他和其他一些英國天文學家也意識到,已經有人在做類似的計算,而且這些計算已經非常接近於預測新行星的位置。這個人就是靦腆的劍橋數學家約翰·庫奇·亞當斯(1819-1892)。亞當斯在英國以外的地方幾乎無人知曉。然而,根據亞當斯的計算,在柏林宣布發現新大陸之前,劍橋天文臺就已經開始了緩慢而細緻的搜尋工作。
結果,當勒維耶宣布成功發現這顆新行星時,赫歇爾覺得有義務公開為亞當斯的工作辯護,這讓英國人看起來就像輸了的人。勒維耶和國外的天文學家理所當然地感到憤怒,英國的許多人也感到憤怒,他們想知道為什麼亞當斯的研究沒有得到更多的關注,甚至可能在這方面擊敗了法國人。赫歇爾發現自己置身於這場醞釀中的風暴之中。赫歇爾知道勒威裡爾憤怒的公眾反應後的第二天,他告訴了他的朋友威廉·惠威爾( 1794-1866),劍橋大學三一學院的院長,惠威爾整夜都在起草回應。
值得讚揚的是,赫歇爾認為自己是完全公正的。他已經知道了亞當斯的發現,甚至在9月英國科學促進會的演講中也提到了這一點。在赫歇爾看來,問題不在於誰第一個發現了行星,也不在於這對國家的聲望存在什麼影響。更確切地說,重要的事實是,兩位不同的天文學家在他們對這顆行星的存在及其在天空中的大致位置的預測中,各自得出了相同的結果。赫歇爾認為,這種巧合不應該成為爭論的問題,而是值得慶祝的理由,因為它顯示了數學物理的預測能力。
赫歇爾儘管有公眾形象,但他性格謙遜,討厭爭議。他一向很圓滑,立即設法使事情平息下來。他的和解辦法似乎奏效了,爭論也平息了下來。勒維耶和他的同事們得到了安撫,英國皇家學會授予這位法國天文學家著名的科普利獎章,以表彰他為發現這顆行星所做的工作。第二年夏天,赫歇爾甚至在他家裡安排了勒維耶和亞當斯的一次會面,據大家所說,這兩位「共同發現者」相處得非常融洽。
然而,命名新行星這個微妙的問題仍然存在,這個考慮可能會重新點燃整個爭議。從古典意義上講,自古以來人們所知的可見行星都是以羅馬諸神的名字命名的:水星、金星、火星、木星和土星。1781年,約翰·赫歇爾的父親威廉發現了現在被稱為天王星的行星。喬治三世在美國獨立戰爭中失去了北美的英國殖民地,但是,通過威廉的發現和奉承的名字,國王現在可以說獲得了一個全新的世界。
這種個人命名是有先例的。1610年,當伽利略發現木星有四顆衛星時,他給這些衛星起了一個共同的名字:「美第奇之星」,以美第奇家族命名,美第奇家族是託斯卡納的統治者,也是伽利略的贊助人。但是在1846年勒威烈發現衛星時,喬治姆·西多斯這個名字已經不受天王星的歡迎了,沒有人把木星的衛星叫做「冥想星」。自1801年以來發現的所有小行星都是根據希臘神話命名的。天堂似乎變成了「中立之地」,名字顯然是古典主義的,沒有直接的民族主義內涵。
圍繞勒維耶星球的爭論可能會使這一切化為泡影。結果,勒維耶最終被他的法國同事們說服,認為這顆行星應該以他的名字命名,簡單地叫「勒維耶」。儘管英國人的說法與此相反,但是大多數人都認為勒維耶有權命名這顆行星。事實上,勒維耶試圖爭取赫歇爾對這一想法的支持,他在1846年11月底寫信給赫歇爾,說他(勒維耶)今後將只稱天王星為「赫歇爾」。如果威廉·赫歇爾的行星是以發現者的名字命名的,那麼勒維耶的行星用同樣的方式命名就說得通了。約翰·赫歇爾再次發現自己處於尷尬的境地。作為在天體命名體系中唯一與自己有利害關係的天文學家,以及作為新生的國際科學界的中心和領導成員,他的觀點佔據了主導地位。
到目前為止,赫歇爾不想再與這場爭議有任何瓜葛。他在給朋友休厄爾的信中寫道:「我已經說得夠多了……在法國會被人痛罵一頓,我不想在英國因為說得太多而遭人憎恨。」此外,他個人喜歡用神話的方式給這些行星命名,而且很久以前就放棄了喬治姆·西多斯這個名字,代之以他父親發現的這顆行星——天王星。
然而,如果赫歇爾與勒維耶展開一場爭論,它可能會重新點燃關於優先權的整個爭論。更糟糕的是,許多英國天文學家爭論不休的名字是「海立方」。正如一位觀察家指出的那樣,在最近的記憶中被英國海軍擊敗的法國人,很可能接受「奧刻諾斯」這個名字,就像英國人把拿破崙在滑鐵盧的對手命名為「惠靈頓」一樣。
後來,赫歇爾偶然發現了一個避免這種「該死的窘境」的計劃。他意識到,他可以巧妙地繞過這一難題,轉而為行星及其衛星建立一個命名法。這一策略奏效了,它仍然是命名外太陽系衛星的基礎。
為了理解赫歇爾的計劃,我們需要簡單地看一下到目前為止,衛星是如何在太陽系中被命名的。如前所述,當伽利略發現木星的衛星時,他沒有給它們單獨命名。他簡單地把這四個衛星稱為「醫學之星」。西蒙·馬略斯(1573-1624)——一位德國天文學家,他發現這些衛星的時間與伽利略大致相同,但他給它們起了名字,儘管不是人們所期望的名字。他認為應該用類似行星的東西來指代它們:木星的水星、木星的金星、木星的土星和木星的木星。(他沒有從佔星術的角度給木星指定一個火星,也沒有哪個衛星帶有火星的紅色調。)後來他提供了他的朋友約翰內斯·克卜勒(1571-1630)建議的名字:伊俄、歐羅巴、加尼米德和卡利斯託。
1986年旅行者2號對天王星(左)和海王星(右)的觀測。這些名字沒有流行起來。例如,當法國-義大利天文學家喬瓦尼·多梅尼科·卡西尼(1625-1712)計算這些衛星的第一張軌道表時,他提出了自己的名字:帕拉斯、朱諾、忒彌斯和穀神星。然而,在實踐中,卡西尼號——和大多數進入現代的天文學家一樣——只是簡單地用數字來表示木星的衛星:I、II、III和IV。行星被命名,但似乎沒有必要給它們的衛星命名。
部分原因是沒有太多的衛星可以命名。在發現了木星的四顆衛星之後,又過了將近半個世紀才發現了土星最大最亮的衛星。當荷蘭天文學家克裡斯蒂安·惠更斯( 1629-1695年)在1655年宣布他發現了今天的土衛六時,他覺得沒有必要給它命名。同樣地,當卡西尼在1672年發現土星的另外兩顆衛星時,他稱它們為第一顆和第二顆。1684年,卡西尼號又發現了兩顆衛星,比前三顆更接近木星。這就需要重新給衛星編號,但即使是這種潛在的混亂也沒有促使卡西尼號或其他任何人給衛星起個別的名字。相反,卡西尼建議,像伽利略的衛星一樣,土星的衛星以法國國王路易十四的名字命名。
天文學的歷史學家們通常是這樣總結這個故事的:當約翰·赫歇爾最終決定給土星的衛星起一個神話般的名字時,他是為了糾正這種混亂。在這裡,他還有一個家族要求。1789年,他的父親威廉又發現了兩顆土星的衛星,使土星的衛星總數達到七顆。威廉·赫歇爾保留了衛星的編號,但在編號方案的最後加上了他的兩顆新衛星,這意味著土星的衛星被稱為6、7、1、2、3、4和5。19世紀30年代,當約翰·赫歇爾在好望角花了幾年時間研究南方的天空時,土星及其混亂的衛星系統被放置在理想的觀測位置。按照通常的解釋,就是在那個時候,他把這個混亂的編號系統理順了,給土星的衛星起了個古典的名字——土衛一、土衛二、土衛四、土衛五、土衛六和土衛八。
赫歇爾指出:「土星吞噬了他的孩子們,它的家庭無法圍繞在他周圍,所以選擇只能在它的兄弟姐妹中。」
赫歇爾發表的解釋中唯一的問題是:這個解釋是在1847年提出的,那時距他對土星的觀測已經過去十年了。事實上,在赫歇爾的日記中,土星衛星的神話名字第一次出現的那一天,正是赫歇爾收到勒維耶的來信,信中承諾將喬治姆·西多斯稱為「赫歇爾」。
給土星的衛星命名,似乎為赫歇爾提供了一個擺脫海王星爭議的理想方法。當關於這顆新行星將被稱為什麼的爭論還在激烈進行時,赫歇爾已經完成了凱普結果的最後定稿,這是他從1834年到1838年在凱普進行觀測活動的結果。這些結果代表了歷史上第一次對整個天空的望遠鏡觀測的完成。書中也有一章是關於土星的,這裡關於土星和它的衛星的討論為赫歇爾提供了一個絕佳的機會來介紹他的新命名法。表面上是為了清晰,事實上,赫歇爾為衛星命名的作用是:鞏固了一個建立在古典神話基礎上的命名體系,並確保諸如「赫歇爾」或「勒維耶」之類的名字在天空中沒有一席之地。在諾森伯蘭郡公爵的贊助下,Cape Results發表了赫歇爾的新命名法,作為一部詳盡而令人印象深刻的天文學巨著的一部分,於1847年被贈送給維多利亞女王和阿爾伯特親王,並被送往世界各地的天文臺和天文學家。
其他天文學家立即採用了土星衛星的命名方案。1848年,天文學家威廉·拉塞爾(1799-1880)發現了土星的另一顆衛星,他按照鐵達尼號的命名慣例,把它命名為亥伯龍神。從那以後,所有在土星周圍發現的衛星都遵循這個基本方案,直到最近國際天文學聯合會才根據新發現衛星的數量對其進行了調整,允許其他神話中的巨人存在。
並非所有人都對赫歇爾的建議感到滿意。古怪的蘇格蘭物理學家大衛·布魯斯特(1781-1868)認為沒有必要把更多的異教神靈引入天堂。數個世紀以來,給衛星編號都沒問題,現在有什麼必要去改變它呢?「如果街道上的房子在完工前就被編號了,」布魯斯特說,「那麼當新房子建在空地上時,編號就必須改變。對於衛星來說,這樣做比'接納一群半人半神'進入太陽系更好,而且,其它行星會變成什麼樣子呢?「木星的衛星也需要類似的名字,天王星和海王星的衛星也需要類似的名字。
關于勒維耶的行星的爭論,雖然在Cape結果公布時,「海王星」已經戰勝了「勒維耶」,但土星衛星的新名字幫助扭轉了公眾輿論的天平,堅決反對當代天空中民族主義的名字。赫歇爾的名字是太陽系命名法的一個轉折點。土星的衛星成為早期識別天空中特定個體或贊助者的對立面。赫歇爾利用土星的衛星作為一種手段,在國際上的憤怒情緒高漲的時候,將天空去除人性化。這個手勢在天文界也有額外的分量,因為它來自赫歇爾——在海王星辯論之外,唯一與命名行星問題有個人利害關係的人。赫歇爾幫助建立了一個神話命名的自然系統,這當然沒有讓任何人失望,因為他放棄了讓天王星繼續以他父親給它的名字命名的機會。
這一命名方案將「英美文化帝國主義的驚人行為」奉為神聖。
這個故事有一個奇怪的結尾,因為布魯斯特的預測是正確的:太陽系外有更多的衛星最終需要命名,而約翰·赫歇爾還留下了一個額外的遺產。當他的朋友拉塞爾發現了天王星的兩顆衛星,並重新發現了幾十年前威廉·赫歇爾發現的圍繞天王星的兩顆衛星時,他寫信給約翰·赫歇爾,請他為這兩顆衛星命名。
赫歇爾又一次以一種令人驚訝的方式塑造了命名法。他寫信給拉賽爾,說他認為精靈或仙女的名字是合適的,並提供了奧伯倫、提泰妮婭、翁布裡埃爾和阿里爾——除了翁布裡埃爾,其他的名字都來自莎士比亞的作品。對於赫歇爾來說,文學的來源並不重要,重要的是靈氣的主題。
拉塞爾一開始還擔心這些建議的名字不夠經典,但最終承認,由一位英國天文學家發現的一顆行星,由以已去世的英國作家作品中的人物命名的衛星來守護,可能是安全的。具有諷刺意味的是,雖然赫歇爾為土星的衛星命名有助於使天空失去人性,但他為天王星的衛星所提出的方案(自國際天文學聯合會正式批准以來)卻將一位作者所稱的「英美文化帝國主義的驚人行為」奉為神聖。
當代流行文化再一次站在赫歇爾一邊。正如研究莎士比亞的學者託德·博利克所指出的,十九世紀中葉,浪漫主義在整個歐洲取得了勝利,這意味著莎士比亞(雖然不是教皇)被視為一個普遍的、而不是特別的天才。由於吟遊詩人在這一時期具有巨大的文化吸引力,赫歇爾建議的名字超越了文化或民族主義的界限,讓他有機會在這個最初以英國國王命名的星球上紀念英國文學。
太陽系內外的命名法至今仍是一個複雜的話題。在國際天文學聯合會的正式協調和管理下,命名太空中事物的過程從新發現的系外行星延伸到我們太陽系中行星和衛星的表面特徵。赫歇爾在這一命名法的建立過程中所扮演的角色表明,儘管天文學家盡了最大努力來保持空間名稱的中性,但它們總是與人類事務——我們的歷史、文化,有時甚至我們的政治——糾纏在一起。
赫歇爾在太空中保留名字的最佳嘗試仍然體現了歐洲中心主義的偏見。今天,一個更好的目標是包容,而不是原則上難以實現的中立。