1700893832
那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 与那些一出道就遭遇致命困难的其他假设相比，新行星假设没有显著的缺陷，这个难能可贵的特点使它很快就脱颖而出。到了1837年，就连波瓦德也开始接受这一假设了。波瓦德的外甥在给英国皇家天文学家艾里（George Biddell Airy）的一封信中提到，他舅舅（即波瓦德）已开始相信天王星出轨的真正原因在于天王星之外的未知行星的干扰〔2〕。艾里当时是英国格林威治天文台的台长，他在我们后面的故事中将是一位重要人物。艾里对天王星出轨之谜也非常关注，他手头掌握着大量的观测数据，并且还撰写过有关这一问题的详尽报告。通过对天王星轨道数据的细致分析，艾里发现了一个当时鲜为人知的问题，那就是计算所得的天王星位置不仅在角度上与观测数据存在着众所周知的偏差，而且在径向——即天王星与太阳的距离——上也与观测数据存在偏差。艾里认为这种偏差的存在表明理论计算本身还有缺陷，他把这看成是解决天王星出轨之谜的关键。至于新行星假设，艾里则很不以为然。
1700893833
1700893834
1700893835
1700893836
1700893837
英国天文学家 艾里（1801-1892）
1700893838
1700893839
艾里对新行星假设的不以为然，以及他对天王星出轨症结的判断后来被证实是不正确的。他个人所持的这些观点虽不足以阻挡新行星假设快速流行的步伐，但由于他在英国天文学界举足轻重的地位，他的这种日益孤立的见解为后来英国在寻找新行星的竞争中落败埋下了种子。
1700893840
1700893841
新行星假设虽然受到了广泛关注，但要想证实这一假设却绝非易事。证实它的最直接的方法显然就是找到这颗未知的新行星，通过观测确定其轨道，然后再根据其轨道计算它对天王星的影响。如果这种影响恰好能够解释天王星的出轨，那么新行星假设就算得到了证实。
1700893842
1700893843
可问题是，究竟该到哪里去寻找这颗未知的新行星呢？它离太阳的距离比天王星还要遥远（如果提丢斯－波德定则有效的话，它离太阳的距离应该比天王星远一倍左右），因此一般预期其亮度要比天王星暗淡得多。另一方面，它的移动速度则要比天王星慢得多，因此不仅搜寻的难度大得多，而且判断其为行星也要困难得多。这样的搜寻听起来意义非凡，实际上却是一项风险很大的工作，很可能投入了巨大的人力、物力及时间，结果却换得竹篮子打水一场空。另一方面，当时各大天文台都有相当繁重的观测任务（其中有些虽号称是天文观测，其实却是“为国民经济保驾护航”一类的测绘及定位任务），既没有意愿也没有条件进行这种额外并且高风险的搜寻工作。
1700893844
1700893845
既然依靠观测这条路走不通，那么对新行星假设的判定就只能通过纯粹的数学计算来实现了。毫无疑问，这种执果求因的计算要比计算一颗已知行星对天王星的影响困难得多，因为新行星既然是未知的，它的质量、轨道半径、轨道形状、与天王星的相对角度等所有参数也就都是未知的。因此在计算时既要通过天王星出轨的方式来反推那些参数的数值（这是相当困难的数学问题），也需要对无法有效反推的参数数值进行尽可能合理的猜测，然后还得依据这些反推或猜测所得到的参数来计算新行星对天王星的影响，并通过计算结果与观测数据的对比来修正参数（这是相当繁重的数值计算，别忘了那时还没有计算机）。这种反推、猜测、计算、对比及修正的过程往往要反复进行很多次，才有可能得到比较可靠的结果。因此要求计算者既有丰富的天体力学知识，又有高超的计算能力，而且还要有过人的毅力、耐心和细致。
1700893846
1700893847
幸运的是，历史不仅给了天文学界这样的人物，而且很慷慨地一给就是两位。
1700893848
1700893849
〔1〕早在1758年，即天王星尚未被发现的时候，就有天文学家猜测像哈雷彗星这样有机会远离太阳的彗星，有可能受到遥远的未知行星的影响。不过那种猜测在当时并未得到任何具体数据的支持。
1700893850
1700893851
〔2〕据艾里后来回忆，他甚至在1834年就曾收到过一位名叫赫西（Thomas Hussey）的英国业余天文学家的类似提议，不过那个提议没有明说未知天体是一颗行星。
1700893852
1700893853
1700893854
1700893855
1700893856
那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 [:1700893206]
1700893857
那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 11 星探出击
1700893858
1700893859
就在波瓦德向天王星轨道问题发起唐吉诃德式冲击的前一年，即1819年，一个小男孩降生在了英国康沃尔郡（Conwall）的一个农夫家庭，他被取名为约翰·亚当斯（John Couch Adams）。这个孩子很早就显露出超乎常人的数学计算能力。还在孩提时期，他就自学掌握了大量数学技巧。在16岁那年，他通过复杂的计算相当准确地预言了发生在当地的一次日食，震动了乡邻，也预示着他一生的追求。
1700893860
1700893861
1700893862
1700893863
1700893864
英国天文学家 亚当斯（1819-1892）
1700893865
1700893866
1839年，亚当斯进入剑桥大学的圣约翰学院深造。两年后的一个夏日，他在一家书店里看到了艾里有关天王星问题的报告。那时候，观测数据与波瓦德轨道的偏差已达到了创纪录的70［角］秒，天王星出轨之谜比以往任何时候都更尖锐。已有18年历史的波瓦德轨道虽已千疮百孔，却仍像幽灵一般浮现在天文学家们的眼前，刺痛着他们。但这一切对于年轻的亚当斯却是一个巨大的机会。对一位16岁就能预言日食的年轻数学高手来说，有什么能比与天王星出轨之谜这样的绝世难题同处一个时代更令人兴奋呢？亚当斯立即就被这一问题深深地吸引住了。
1700893867
1700893868
不过，吸引归吸引，年轻的亚当斯还不能马上就投入到这个问题中去。为了替自己今后从事真正的学术研究创造尽可能有利的条件，他必须首先完成剑桥大学的学业，为两年后将要到来的毕业考试做好准备。这些虽不是他的终极兴趣，却对他最长远的学术前途有着至关重要的影响。现实人生往往就是如此，你想做一件事，生活却用这样或那样的事情来牵制你的兴趣。不过处置得宜的话，这种牵制未必会成为羁绊。亚当斯的努力没有白费，1843年，他以最优异的成绩通过了毕业考试，据说他的数学成绩竟比第二名高出一倍以上。几星期后，他又获得了剑桥大学的最高数学奖——史密斯奖，并如愿以偿地成为了圣约翰学院的研究员（fellow）。
1700893869
1700893870
1843年的最后几个月，亚当斯的生活甚至比考试前还要繁忙。放在他面前的是三重任务：一是对天王星轨道进行研究，这是他的梦想和兴趣，他终于可以追逐自己的梦想了，但在时间上却必须与其他任务共享；二是要完成圣约翰学院的教学任务，这是生存的需要；三是替剑桥天文台的台长查利斯（James Challis）计算一颗彗星的轨道，这是他与剑桥学术界的正式交流，同时也是一次很好的热身，因为这一计算要求考虑木星对彗星的引力干扰，而天王星出轨之谜的关键也正在于其他行星的引力干扰，两者不无相似之处（当然后者要困难得多）。亚当斯有关彗星的计算发表于1844年初，他的结果与一位法国天文学家的计算吻合得很好，这一点很让他高兴。但他也许做梦也不会想到，自己与那位法国天文学家的命运在未来几年里竟会交织出那么多的故事和风波。
1700893871
1700893872
1700893873
1700893874
1700893875
法国天文学家 勒维耶（1811-1877）
1700893876
1700893877
那位法国天文学家的名字叫做勒维耶（Urbain Le Verrier），他出生在法国的诺曼底，比亚当斯大8岁。他正是历史带给天文学界的另一位数学高手！
1700893878
1700893879
与完成彗星轨道的计算几乎同时，亚当斯也完成了对天王星轨道的初步分析。他首先仔细检查了波瓦德的计算，发现并纠正了一些错误，但这些小打小闹并不足以挽救波瓦德的轨道。在确信波瓦德轨道已经无可救药之后，亚当斯正式采纳了新行星假设。那颗神秘的新行星究竟在哪里呢？亚当斯开始了用纸和笔寻找答案的艰难历程。作为计算的起点，他假定新行星在提丢斯－波德定则所预言的距太阳38.8天文单位的椭圆轨道上运动。他的初步评估得到了令人振奋的结果：新行星对天王星的影响看来的确可以解释天王星的出轨之谜。但为了得到可靠的结果，亚当斯需要更多的数据，于是他向自己刚刚帮助计算过彗星轨道的查利斯求援。
1700893880
1700893881
