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赫歇耳的这段文字不仅为自己发现天王星的必然性做了注解，而且也很好地说明了为什么在他之前那么多的天文学家都一直没有发现天王星。要知道，看到一颗暗淡的新行星虽然困难，但比这困难得多的则是要判断出它是行星而不是恒星。天王星被发现之后，人们对历史上的天文记录进行了重新排查，结果发现天王星在赫歇耳之前起码已被记录了22次之多，其中最早的一次可以追溯到1690年，比赫歇耳早了将近一个世纪。可惜留下这22次记录的天文学家们无一例外地与发现天王星的伟大荣誉擦肩而过。之所以会如此，是因为其中没有一位意识到自己观测到的不是恒星，而是行星。我们知道，在气象条件良好的夜晚，单凭肉眼就可以看到数以千计的星星，借助小型望远镜的帮助所能看到的天体数量更是多达数十万，这其中绝大多数都是恒星，任何人都不可能，也绝无必要对它们一一进行跟踪观测。因此，除非意识到或怀疑到自己所观测的有可能不是恒星，天文学家们通常是不会随意对一个天体进行跟踪观测的，而如果不进行跟踪观测，就无法发现行星的运动，从而也就失去了从运动方式上辨别行星的机会。
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那么赫歇耳为什么会想到要对天王星进行跟踪观测呢？正是因为他意识到了自己所观测的有可能不是恒星。如我们在第3章中所介绍的，赫歇耳在发现天王星的过程中换用了几种不同的镜片，放大率从227倍增加到932倍〔1〕，从而不仅发现了天王星的圆面，而且还发现其线度随放大率的增加而增加。因此他在静态条件下就发现了天王星与恒星的区别。这是历史上所有与天王星擦肩而过的天文学家们从未有过的优势。以英国的天文学家为例，当时英国皇家天文台最好的望远镜的放大率也只有270倍。赫歇耳拥有如此巨大的设备优势，他成为发现天王星的第一人也就绝非偶然了。而最终使这一伟大发现成为必然的，是赫歇耳所进行的巡天观测。这样的巡天观测正是赫歇耳所说的“品读大自然所写的伟大著作”，在这样周密而系统的“品读”中，一颗像天王星那样的6等星的落网是必然的。
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那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 不过，命运有时会跟人开残酷的玩笑。在赫歇耳之前曾经记录过天王星的所有天文学家中，最令人惋惜的是一位法国天文学家，他叫拉莫尼亚（Pierre Charles Le Monnier）。自1750年之后，他先后12次记录了天王星的位置。其中从1768年12月28日到1769年1月23日的短短二十几天里，他不知出于何种考虑，竟然8次记录了天王星的位置。照理说，这样密集的记录是足以显示天王星的行星运动的。但是命运女神却向可怜的拉莫尼亚开了一个最最残酷的玩笑。我们知道，由于地球本身在绕太阳运动，我们在地球上观测到的行星在背景星空中的运动实际上是它们相对于地球的表观运动。对于像天王星这样轨道位于地球公转轨道之外，从而轨道运动速度低于地球轨道运动速度的行星来说，它的表观运动方向有时会与实际的公转方向相反。这就好比当我们坐在一辆正在行驶的车里观测其他车辆时，如果我们自己的车速比较快，就会看到一些与我们同向行驶的车辆相对于我们在倒退。在天文学上，这样的表观运动被称为表观逆行（图4）。表观逆行在行星的表观运动中只占一小部分。在行星从表观逆行转入正向运动的过程中，会有一小段时间看上去是几乎不动的。这就好比一辆倒行的汽车在转为正向行车的过程中，会有一小段时间看上去速度为零。拉莫尼亚万万没有想到的是，他那8次密集记录竟然恰好是在天王星从表观逆行运动转为正向运动的那一小段时间附近，那时候的天王星相对于背景星空几乎恰好是看起来不动的〔2〕！如果说赫歇耳成为天王星的发现者有什么偶然性的话，这也许就是最大的偶然性。
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图4 行星的表观逆行
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〔1〕这还不是赫歇耳当时拥有的最高放大率，后者高达2010倍，比英国皇家天文台最好的望远镜高出将近一个数量级，一度让他的同时代人觉得匪夷所思，有人甚至怀疑那是胡吹。为了平息怀疑，赫歇耳应邀将自己的望远镜带到皇家天文台与那里的望远镜进行了比较。比较的结果是赫歇耳当之无愧地坐上了当时望远镜制作的头把交椅。在比较的过程中最有戏剧性的是马斯克林（即那位最早猜测天王星是行星的天文学家）的反应。他在刚看到“七英尺望远镜”时对它的镜架很感兴趣，打算为自己的望远镜也配备一个，但在比较了两架望远镜的性能后，却沮丧地承认自己的望远镜也许根本就不配拥有一个好的镜架。
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〔2〕拉莫尼亚的性格比较暴躁，人缘也不好，被普遍视为是一位不细心的观测者，这一点曾被认为是他未能发现天王星的原因。不过有关他“不细心”的某些具体传闻，比如说他将有关天王星的数据随手写在一个纸袋上，实际上是讹传。
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那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 5 虚席以待
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一颗自17世纪末以来就被反复观测过的6等星竟会是太阳系的第七大行星，赫歇耳的这一发现不仅一举击碎了太阳系行星数目亘古不变的神话，而且激起了人们对寻找太阳系疆界的极大兴趣。“新行星”这一概念几乎在一夜间就从被人遗忘的垃圾股变成了万众瞩目的绩优股，引发了天文学家们极大的热情。在太阳系中，像天王星这样“大隐隐朝市”的行星究竟还有多少？人们恨不能立刻就揭开谜底。
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星海茫茫，到哪里去寻找新行星呢？难道要像赫歇耳一样再来一次巡天偶得？幸运的是，太阳系行星的分布就像地球上居民的分布，有一定的规律可循。其中最显著的规律就是行星轨道大都分布在黄道面（即地球的公转轨道平面）附近。这表明，寻找新行星不必漫天撒网，而只需在黄道面附近寻找——这就好比在地球上寻找一位居民时，无需掘地三尺，也不必潜入深海。更幸运的是，行星的分布似乎还有着进一步的规律，这规律帮了天文学家们的大忙。
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这个规律的发现可以回溯到天王星发现之前的1766年。那一年，德国天文学家提丢斯（Johann Daniel Titius）注意到：如果以地球公转轨道的半径为单位（这称为天文单位），那么各大行星的轨道半径近似地满足一个非常简单的数学关系式：rn＝0.4＋0.3×2n，其中：
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水星对应于n＝-∞，rn＝0.4（观测值为0.4）；
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金星对应于n＝0，rn＝0.7（观测值为0.7）；
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地球对应于n＝1，rn＝1.0（观测值为1.0）；
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火星对应于n＝2，rn＝1.6（观测值为1.5）；
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木星对应于n＝4，rn＝5.2（观测值为5.2）；
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土星对应于n＝5，rn＝10.0（观测值为9.5）。
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