從被剔除行星行列的「冥王星」淺談科學認知的發展過程

我們所在的太陽系一度被認為具有九大行星，他們是水星Mercury、金星Venus、地球Earth、火星Mars、木星Jupiter、土星Saturn、天王星Uranus、海王星Neptune和冥王星Pluto，而2006年8月24日之後，冥王星被剔除出行星行列被稱為矮行星。期間究竟發生了什麼，為什麼冥王星不再是行星而是矮行星了呢？下面從科學認知的角度來談一談。

「冥王星」的發現

讓時間倒退回1930年之前，那時的人們也只認為太陽系存在「八大行星」和現在是一樣的。其實早在19世紀人們就注意到，最外側的海王星軌道實際觀測情況和力學計算出的結果不一致，推測其外側還有其他行星在幹擾海王星的軌道。天文學家將其暫定名為「X行星」，1930年通過兩張模糊照片的對比發現一個移動的天體，這個天體於當年被命名為「冥王星」。

冥王星的參數與特點

儘管冥王星被迅速人們認可後，但很多天文學家都懷疑他並不是「X行星」，按照引力推算，冥王星的質量和地球相當。隨後後來的觀測和研究，實際上冥王星質量只有1.3*10^22千克，相當於地球的0.218%，只有月球的質量的六分之一多一點。體積方面只有地球的0.59%，月球體積的三分之一。

有意思的是，冥王星的軌道離心率及傾角皆較高，近日點為30天文單位（44億公裡），遠日點為49天文單位（74億公裡），而海王星軌道是30.6個天文單位，這就造成了，在1979年1月21日～1999年3月14日這段時間，冥王星就比海王星更靠近太陽。

已知冥王星有5科衛星，冥衛一、冥衛二、冥衛三、冥衛四、冥衛五。其中冥衛一Charon，又成為卡戎。其質量約為冥王星的十分之一。和地月系統不同之處在於，實際上很多人認為冥衛一與冥王星組成了雙星系統，因為他們的運動軌跡如下，並且這個系統的中心位於冥王星之外。他們的運動方式其實是類似於下面的形式。

新的發現使得人們意識到行星定義應該被更新

通常我們認為行星圍繞太陽公轉，衛星圍繞行星公轉。按照這個定義，冥王星確實可以稱為行星。但是從2000年以後人們在冥王星和海王星以外的柯伊伯帶，又發現了幾個星體，他們特點就是與冥王星相近，甚至早期認為比冥王星還要大。那麼問題就來了，這些星體是不是應該也是行星，因為他們也是圍繞太陽公轉？

對冥王星確實分類的迴響和辯論，幾乎與穀神星於1801年被發現後就開始討論的如出一輒。當時天文學家立即宣布這個小天體就是在火星和木星之間的「行星」。不過在4年之內，他們又發現了2顆更小的天體有著相似的軌道。到了1851年，被稱為「行星」的天體已經增加為23顆，並且很明顯的還有數百顆或更多的天體會被發現。天文學家於是對它們進行編目，並開始稱它們是小行星，而不再是「行星」。

行星重新定義與矮行星概念的提出

國際天文聯合會在2006年8月24日通過的行星重定義中，行星需要完全符合下列的三項原則：

• 圍繞一顆恆星或者恆星遺蹟公轉。
• 質量足夠去產生一定的引力，能克服剛體力使自己保持接近球體的形狀。
• 能清除軌道附近的天體（使它們變成衛星，或圍繞拉格朗日點公轉）。

符合以上原則的指定天體有：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星及海王星共八顆。

如果不符合第三項原則，但不屬於衛星的天體，則列入矮行星之列。當時有穀神星、冥王星及鬩神星，之後又有鳥神星與妊神星歸屬於矮行星。

行星的重新定義與科學

冥王星的公轉周期是247.68年，冥王星從發現，命名，到成為行星，最後又被剔除的行星行列成為矮行星，命運如此多變，實際上，冥王星還沒有完成繞太陽一周。

實際上在1930到2006的76年裡，科學技術本身發生了巨大的進步，更多天文觀測儀器如哈勃望遠鏡，甚至人類的太空飛行器路過冥王星附近，這比1930年代僅僅通過2個照片對比得出的結論先進太多。

科學有一個特點就是可證偽性，當有新的事實被發現，是可以推翻原有的結論，對於冥王星的矮行星定位恰好就是可證偽性的最經典的例子。不具備可證偽性的，通常都不是科學。