硬核科研：观星8年一事无成，回家惊闻本人已死

如果要评选出，谁是科学史上最倒霉的人？

那么，这位法国科学家纪晓姆·勒让提（Guillaume Le Gentil）恐怕有机会拔得头筹。

为了观测百年罕见的天文奇观，他背井离乡前往异邦探险。

明明已经顺利抵达，他却因战争的缘故与其失之交臂。

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他下定决心等了8年后，结果又再次因天气错过了。

一事无成的他回国后惊讶地听闻自己已经“死亡”了。

不光是全部财产被瓜分，他的妻子也跟别人跑了。

就连他在科学院的位置也换成了其他人......

或许我们总会记住和歌颂那些功名成就的人，却忽视了像他这样无畏付出的科学家。 

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地球距离太阳有多远？

相信我们只要上网一搜，就能给出答案了。

即是近日点约为1.471亿千米，远日点为1.521亿千米。

然而说到这个距离是怎样算出来的，可能就没多少人知道了。

更鲜为人知的是，日地距离的测定被誉为“最崇高的天文问题”。

早在17世纪初期，科学家就想出了有效的测量方法。

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自古巴伦时期，天文学家就发现一个罕见的自然奇观：

作为内行星的金星在绕日运行时，会在某个时刻处在太阳和地球之间。

此时，地球上的人类就能看到日面上有一小黑点缓缓移动。

这就好比在太阳上长了一颗“美人痣”。

当金星和太阳、地球排成一条直线时，就发生了“金星凌日”现象。

那么，如何通过金星凌日这个奇观能测量出日地距离呢？

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观测金星凌日来确定太阳视差

一般来说，要想用这种方法测量日地距离，需要在两个经度相同、但纬度相差较大的地方同时观测金星凌日。

由于观测地点存在差异，两地看到的金星划过太阳的轨迹会有不同。

通过比较两条轨迹通过太阳的时间差异，能计算出金星相对于进行观测的两地的视差角。

然后，用两地间的距离除以这个视差角，就能计算出地球与金星之间的距离。

基于这组数据，人们就能利用开普勒第三定律计算出日地距离。

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开普勒第三定律：行星绕日运动轨道半径的立方与其运动周期的平方成反比

这种方法由著名的天文学家哈雷提出，但他本人却一直没能等到该现象发生。

由于金星与地球所在的公转轨道并不处在同一平面上，而是存在3.4°的夹角。

所以，金星凌日的情况十分罕见。

尽管如此，但要预测它发生的时间并不难。

哈雷就准确地预测金星凌日接下来将会在1761年和1769年发生。

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因为大约每隔100多年，就会发生一对间隔八年的金星凌日。 

于是，他在去世之前就号召了全世界200多名天文学家共同完成该使命。

这也是有史以来人类首次为了同一个科学目标而联合在一起。

那时英国，奥地利和法国的天文学家前往世界各地，包括西伯利亚，纽芬兰、印度和中国等。

在那个交通极不发达的年代，科学家提前数年开始动身前往目的地。

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而本人的主人公，法国天文学家纪晓姆·勒让提则选择前往印度。

靠着一路的科研奋斗，纪晓姆已是颇负盛名的科学院院士。

作为当时的社会名流，他拥有着丰厚的家产和美丽的妻子。

但他现在必须得先忍受短暂的别离，走上为科研献身的探险之路。

他于1760年3月从巴黎出发，并于7月抵达法兰西岛。

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不曾想，英法两国突然爆发了七年战争。

这不仅阻碍了他前往东部的航道，还给他的行程蒙上了重重阴影。

但他并没有放弃，而是绕道而行，在漫无边际的海上漂泊数月。

最终，他在金星凌日的前三个月抵达了印度科罗曼海岸。

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可当他准备停船靠岸时，却得知那里已经被英国占领了。

更为棘手的是，驻守在那的英军不允许给法国人上岸，甚至他还被扣押了一段时间。

恢复自由后的纪晓姆不得不灰头丧气地回到海上继续漂泊。

眼看着凌日的时间就快到了，他心急如焚却又无能为力。

很不幸，金星凌日的那天（6月6日）到来时，他仍没能停泊靠岸。

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那一天天气晴朗，是观测这一天文奇观的最佳时机。

可纪晓姆却因颠簸的船只而无法进行观测，眼睁睁看着煮熟的鸭子飞了。

实际上，像勒让提这样没能顺利观测的天文学家并不在少数。

一些是观测工作到一半时遭到了战争的骚扰。另一些是遭受到恶劣天气以及疾病的影响，无法获得有用的数据。

不过当时纪晓姆无法得知这些信息，他认为自己是世界上最不幸的人。

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但其实对于顺利观测到此次凌日的人来说，也不一定能如愿达到目的。

因为他们将面临大自然的一项考验，即是所谓的“黑滴效应”。

原来要想准确观测，就得从金星切入太阳视圆面的时刻就开始精确地计时。

但现实是，金星并不会很清晰地切入太阳视圆面，而是会被拉长成椭圆形。

当金星突然再次变回圆形时，它极可能已经切入太阳视圆盘一段距离了。

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金星凌日时的“黑滴效应”

也就是说，技术不过关的话就会错过它最初切入的那一时刻，从而影响观测的精确度。

而纪晓姆也只好用这样的借口来宽慰自己了。

好在他知道自己在八年后还有一次观测的机会。

对他而言，观测凌日这件大事，不成功便成仁。

明知在异国他乡会遇到各种艰难险阻，但他还是毅然选择留在原地等待。

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不久之后，他想办法登上了印度这片神奇的土地，并在那里定居。

一开始，他面临最大的问题就是言语不通。

他使尽浑身解数来学习当地的语言，直到能跟当地人进行交流为止。

这位长相憨厚的法国人跟当地人结交了深厚的友谊。

接下来，他一边进行天文学研究工作，一边了解印度民俗和文学，研究当地环境和气候等等。

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大约18世纪的印度

同时，他还热情地传播金星凌日等天文学的知识。

当然，他一直都在为最重要的凌日观测做着各种准备工作。

为此，他还在当地修建了一个新的观测站。

看起来纪晓姆日子过得充实，但又有多少人能体会他这八年流落在外的孤寂。

他每日每夜都在挂念着远在大洋彼岸的家人，特别是自己深爱的妻子。

但为了能观测到金星凌日，他只好独自忍受着相思之苦。

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19世纪的金星凌日观测站

终于，他艰难熬过了8年，迎来了凌日的1769年。

彼时，纪晓姆几乎做足了一切准备工作，包括如何应对黑滴效应等。

按往年的经验，印度的五六月都是阳光普照的好天气。

为了确保万无一失，他从五月开始就做好随时观测的准备了。

苦心地等待了一个多月后，终于等来了6月3日金星凌日的这一天。

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本来是天气晴朗的好天气，可就在金星就要进入太阳的十多分钟前。

天色突然骤变，黑云密布，一场瓢泼大雨倾盆而下。

正在室外等待的纪晓姆被大雨淋得全身湿透了。

通常来说，金星凌日的整个过程会持续大约6小时左右。

它就像我们比较常说的日环食一样，凌日的过程会分为凌始外切、凌始内切、凌甚、凌终内切和凌终外切等多个步骤。

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金星凌日的全过程

可好不容易等雨停了，结果发现金星已经现出日轮了。

就这样，纪晓姆日思夜想的金星凌日又再一次结束了。

这也意味是足足八年的等待到头来成了一场空。

不是因为自己不努力，而是连老天爷突然变脸导致的，怨不得了谁。

这让纪晓姆感到彻底的绝望。

欲哭无泪的他瘫坐在地上，久久说不出一句话。

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他心里清楚，自己有生之年再也没有机会遇到了。

历史的经验来看，金星凌日以243年的周期重复以下模式：

经过121.5年漫长的岁月，会出现一对间隔8年的凌日事件。

而再过105.5年之后，会出现另一对间隔8年的凌日事件，周而复始。

这是因为地球与金星之间，存在着接近243:395的轨道共振。

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具体来说，就是地球上的243个恒星年（每年365.25636天）是88757.3天。

而金星上的395个恒星年（每年224.701天）是88756.9天，二者相当接近。

这意味着每经过243年，地球和金星就几乎运行到了各自轨道上的相同位置。

我们这个世纪的“金星凌日”分别发生在2004年和2012年。

根据时间推算，下一次的“金星凌日”将会发生在2117年。

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如果之前错过了的话，我们也跟纪晓姆一样再也没机会目睹这一奇观了。

只不过，这对我们没什么影响，但对纪晓姆却是沉重的打击。

一再错过的现实使他内心更望到了极点，纪晓姆很快就病倒在床了。

多亏了当地好友的悉心照顾 ，他才不至于被死神夺去性命。

虽说事业上一无所获，但至少还有远方的妻子在等着自己。

等身体恢复地差不多的时候，他就于1771年踏上了回家的征途。

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纪晓姆手绘的星空图

谁能料想到，当他回到故土时，却发现自己被“死亡”了。

不光财产被亲戚瓜分，连日夜思念的妻子也跟别人跑去结婚了。

甚至连自己努力当上的科学院院士位置也被人取代了。

原因在于，几乎所有人都认为，久无音讯的纪晓姆早就客死他乡了。

纪晓姆一气之下，将科学院和瓜分财产的亲戚告上了法庭。

具体诉讼经过已不晓得了，但结果是纪晓姆是以败诉告终的。

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他非但没能追回自己的财产，还欠下了一笔高额的诉讼费用。

原本就8年一事无成的他，更是被弄得像丧家犬一样落魄不堪。

或许身外之物还是次要的，又有谁能一再承受满心期待却落空的痛苦？

何况，这还是来自事业和家庭的双重打击。

好在他的的不幸遭遇得到了一位小姐的同情和支持。

久而久之，两人生出爱意，并结了婚。

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现代观测金星凌日的方法设备

在这之后，纪晓姆才重整旗鼓，开始了新的生活。

他在继续搞天文学研究的同时，还撰写了两本关于印度人文的书。

不久之后，他又一次凭借自己的才华，成为当地的知名人士。

至于未完成的金星凌日，以及日地距离的测算，也成了他终生的遗憾。

其实18世纪的那两次金星凌日都没有精准测算出日地距离。但它们在历史上有不可磨灭的意义。

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1883年，另一位科学家西蒙•纽科姆总结了4次金星凌日的观测记录，算出了1.4959亿千米这一结果。

放到现在来，这个数值看也是一个相当精确的数值。

几个世纪过去了，我们已不再依赖金星凌日来得到更精确的日地距离。

但人类对金星凌日的探索热情从未消减，并以此作为人类探索太阳系外行星的重要方法。

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而通讯发达的当下，观星八年成“死人”的辛酸故事已然不会再上演。

但像纪晓姆这样无名又无悔为科学的人却从未减少过.......