天王星的发现

我们现在都知道，太阳系有八大行星。但是在200多年前，人们只知道太阳系有六大行星，它们是水星、金星、地球、火星、木星和土星。其中地球有个卫星——月亮。到了1781年，太阳系的又一个新成员，第七大行星——天王星被发现后，天文学又向前发展了一大步。

天王星的发现，在当时引起了科学界的巨大震动。可是谁曾料到，这颗行星的发现者，竟是一位极普通的音乐工作者呢!这位音乐工作者的名字叫做威廉·赫歇耳。

威廉·赫歇耳1738年11月15日生于德国的汉诺威城，当时父亲给他起名为弗里德里希·威廉姆。他父亲是汉诺威军队中的一名乐师。由于家庭贫困，他15岁时就被父亲送到军乐队拉手风琴和吹双簧管。然而，残酷战争来临了，戎马生涯令人生厌，他18岁时只身从德国流亡到英国，靠演奏手风琴糊口度日。后来他把德国名字改为威廉·赫歇耳。

天王星

赫歇耳从小就有非常强烈的求知欲望。他到军乐队之后，每天工作十几小时，但工作之余，仍然抓紧时间，如饥似渴地读书。他对天文学抱有特殊的兴趣，逐渐成了一名酷爱天文学的人。到了英国，虽然远离家乡，寄人篱下，衣不御寒，食不果腹，但他依然强烈地爱着天文学，并立志要成为一名天文学家。

观察天空需要望远镜，他没有钱买，就自己磨制。无论是烈日炎炎的酷夏，还是寒风凛冽的严冬，日复一日地磨着，磨着……由于长期泡在水里工作，十个指头肿了，糜烂了，虎口也裂了，但他仍然坚持磨着，亲手制成了观天仪。

事实告诉人们，只要努力，“没有过不去的火焰山”。赫歇耳酷爱天文学，但是无钱去购买观天设备，况且连生活都不好保障，怎能实现自己的远大理想呢?于是他苦练手风琴。1757年到达利兹，到了1766年，他已成为胜地巴思城一位著名的风琴手和音乐教师，他每星期指导的学生多达35名。

经济上的保障为赫歇耳提供了满足自己求知欲望的条件。他自学拉丁语和意大利语，对音乐理论的探讨使他涉猎了数学，进而又接触到了光学。学习光学时他读了一本关于牛顿的书。从此，他要亲眼观天的愿望更强烈了。这一炽热的愿望驱使他做出了天文学上的重大发现。

赫歇耳正式开始业余天文学研究工作，还是1772年以后的事。在这以前，他把自己的业余时间全部用来磨制望远镜片，尝试了200多次也未制造出一架比较满意的望远镜。

1772年，赫歇耳把他的妹妹卡罗琳·赫歇耳从家乡带到英国，照管他的生活。卡罗琳于1750年3月生于汉诺威，比哥哥小12岁。她生来就有一副好歌喉，本来很爱唱歌。可是，在哥哥赫歇耳的影响下，这位具有歌唱家天赋的姑娘却也开始迷恋于天文事业，并且同天文学结下了不解之缘，成了赫歇耳最得力的助手。最后她也成为一位虔诚的业余天文学家。

200多次失败，没有使赫歇耳没有气馁，只要有空他就去磨制透镜。肚子饿了，他不住手，让妹妹给他喂饭吃;精神疲倦了，他也不住手，让妹妹在一旁给他朗读小说提神。“只要功夫深，铁棒也能磨成针。”不错，他们兄妹二人长年累月，持之以恒，终于制出了焦距为2米、3米、6米及12米的望远镜。

威廉·赫歇耳

有了自己的望远镜，赫歇耳立即把它指向星空。他从不放过任何一个可以观测的夜晚。他常常整夜进行观测。但白天他还得拖着疲惫的身子去挣钱糊口。每次观测，妹妹都站在他身边做观测记录。白天，他去工作，妹妹便在家整理观测记录。做观测记录也很辛苦。严冬季节，天气寒冷，墨水结冰，她一边呵气，一边写，就这样，兄妹二人废寝忘食，终日忙个不休。(https://www.daowen.com)

1774年，赫歇耳不仅制作出当时世界上最好的反射望远镜，而且第一次使反射望远镜的效能真正超过了当时的折射望远镜。正是这架反射望远镜使他的天文事业进入到科学的研究阶段，进而取得一些重大发现。他的一系列论文，如描述他对月球上山脉的观测，对变星的观测和论述，对太阳黑子活动的变化有可能影响地球上的农业等看法，轰动了整个科学界。使人们开始对这位音乐工作者、天文学的业余爱好者刮目相看。

1781年，赫歇耳进行“巡天观测”的第七个年头，一个伟大的发现震惊了世界。这年初春的一个夜晚，晴朗的天空格外寂静，月光下，有两个人在注视着繁星灿烂的夜空，一位是赫歇耳，另一位就是他的妹妹卡罗琳。进入甜蜜梦乡的人们怎会想到，科学的发现竟在这时拉开了帷幕。的确，这正是“巡天观察”的黄金时间。赫歇耳照例用自制的2.1米焦距反射镜和放大200多倍的目镜作“巡天观察”。突然，朦胧双子星座内出现了一颗绿色的光点，他重新调节了一下焦距，没错，是一颗美丽的绿色的星，还带有草帽似的光环呢!当时，只妹二人无比激动，寂静的夜晚无法抑制住他们的喉咙:“我们发现新的星星了!我们发现新的星星了!”嘹亮的声音不由自主的吐出了唇外，响遏行云。

赫歇耳简直不敢相信自己的发现。起初，他怀疑这可能是一颗彗星，所以他报道说，自己发现了一颗彗星，然而，他又进行了多次观测，发现这个小圆面像一颗行星那样具有明显的边缘，而不像彗星那样只有模模糊糊的边界。后来，许多天文学家摆出了各种证据，特别是当计算出它的轨道时，赫歇耳才恍然大悟:原来自己确实发现了一颗新的行星，是一颗比土星更远的大行星。它一举将当时已知的太阳系范围拓宽了1倍。

这一重大发现震撼了英国，成为一项重大新闻传遍了全世界。自古以来，人们一直把土星当作太阳系的边缘，现在这一传统观念被打破了。

这一重大发现不仅科学界为之震惊，就是一般公众也是惊叹不已。

威廉·赫歇耳，这位英籍德人发现新行星后，当年5月，被英国皇家学会授予科普利勋章，6月被选为英国皇家学会会员。

英皇乔治三世鉴于威廉·赫歇耳的重大成就，特奖给他200英镑的年俸，还拨给他大笔观测费用和设备。从此以后，赫歇耳再也不必为穿衣吃饭发愁了，他把全部的精力都投入了天文学事业。

为了报答乔治三世的支持和资助，赫歇耳曾想把他发现的行星命名为“乔治星”，但另一些天文学家则主张命名为“赫歇耳”，以示对发现者本人的敬意。最后，这两种意见均遭否决，人们采纳了柏林天文台台长波德的提议，遵守以神话人物命名行星的传统，取名为“萨都恩神”的父亲或希腊神话中的天神“优拉纳斯”。萨都恩神是罗马神话中大神朱庇特的父亲，土星就是以他的名字来命名的。在希腊神话中，他又叫“克洛诺斯”。到了19世纪，“优拉纳斯”这一名字已为人们普遍采用。这个名字译成汉语就是今天所说的“天王星”。

“天王星”的发现，给宗教神权又一次致命的打击，为哥白尼的“日心说”增添了科学的证据。这一发现开阔了天文学家的视野，导致了海王星、冥王星的发现，使行星天文学跨进了一个新的历史时期。赫歇耳成为他那个时代最重要、成就最大的天文学家。

赫歇耳发现了天王星以后，便放弃了音乐工作，走上专业研究天文学的道路。他对太阳系有着极其广泛的研究。

哥白尼摧毁了地球是静止的观念，证明地球和其他行星一样在不断地运动;赫歇耳却根据七颗恒星的自行，推测太阳也在空间运动。他打破了太阳是静止的假设，证明了太阳和别的恒星一样也在不停地运动着，因而把物质的运动是绝对的思想向前推进了一大步。

此外，赫歇耳还先后作出了3份双星表及2500个星云和星团表，发现了天王星的2颗卫星，土星的2颗卫星，提出了银河系的形状假说。他由于对恒星及恒星系的研究作出了巨大贡献，被人们称为“恒星天文学之父”。

1800年，赫歇耳用灵敏温度计研究光谱里各种色光的热作用时，把温度计移到光谱的红光区域外测，它的温度上升得更高，说明那里有看不见的射线照射到温度计上。这种射线后来就叫做红外线。利用红外线可以加热物体，例如烘干油漆和谷物以及进行医疗等。还可以利用对红外线敏感的底片进行远距离摄影和高空摄影，通过飞机或人造卫星勘测地热、寻找水源、监测森林火情等。赫歇耳发现了太阳光中的红外辐射，并推测出这种辐射的性质，从而创立了天文学中的一门新学科——彩色光度学。他成为人类第一个发现大自然中除可见光之外还存在着其他辐射的人。

1816年，赫歇耳被授予爵位。此后，他的身体状况逐渐变坏。但他几乎工作到了生命的尽头，1819年的他已年过80，还进行最后的观测。1822年，他在英国与世长辞。就在去世前一年，他被选为英国皇家天文学会第一任会长。

赫歇耳去世后，他的儿子约翰·赫歇耳继承了父业。他编制了南北天星云表和双星表，并测定了许多恒星的亮度。他也成了一位名副其实的天文学家。

与此同时，赫歇耳的妹妹卡罗琳·赫歇耳，在哥哥多年的熏陶和培养下，也成为著名的天文学家。她一生对天文学作出很多贡献:发现了7颗彗星;测编了恒星表、星团和星云表。1835年，卡罗琳成为英国皇家天文学会的第一个名誉女会员。1838年成为皇家爱尔兰科学院院士。1848年1月，她在汉诺威逝世。卡罗琳一生致力于天文工作，终生未嫁。为了纪念这位女天文学家，人们把月球背面的一个环形山，取名为“卡罗琳·赫歇耳”。