95年03月30日,我們聽到了有關行星運動的演講,是由洪雪行教授主講,他談到的克普勒三大行星定律,最令我感動的部份是,布拉赫在臨終前將自己”二十多年”不斷觀察行星運行的龐大數據資料全部交給了克普勒,再三叮囑克普勒要繼續他的工作,並將觀察結果出版出來。開普勒接過了布拉赫尚未完成的研究工作。就這樣,克普勒開始研究行星運動的奧秘,再花”九年”功夫才找到一個吻合布拉赫數據的數學模型。在研究過程中,進行了無數次的試驗後,他找到了與事實較為符合的方案。可是,依照這個方法來預測衛星的位置,卻跟布拉赫的數據不符,產生了8分的誤差。這8分的誤差相當於秒針0.02秒瞬間轉過的角度。克普勒知道布拉赫的實驗數據是可信的,那錯誤出在什麼地方呢?克普勒沒有放棄這8分的誤差,繼續的研究下去,才發現了行星的軌道是橢圓而不是圓,若當時克普勒放棄了這8分的誤差,就無法首先發現這驚人的事實,這個除非完全正確,否則決不妥協的精神,是我在這堂課最大的收穫。
牛頓在這之後,開始研究引力反平方定律,當時即得到月球繞地球的關係式:也就是“行星軌道半長軸的平方與其週期的立方成正比”。這一個關係式,看似簡單明瞭,但是如何出來的?
這是由古人的智慧再加上牛頓多年的努力所發現的關係式,可能原本一長串的式子,經由牛頓不斷化簡,成為們現在看到的這個式子。或許有人會問,為什麼牛頓要把式子化到最簡?只要算出來答案都一樣就好了啊!我的回答是-『簡化與普遍』:簡單就是美,原本一長串的式子,變成小段的式子,看起來不就很美嗎?
物理上正朝者兩個方向走,一個就是創新,而另一個就是將古人的智慧結晶,找到最簡短的式子來表示,能夠用最簡短的式子來代替冗長的關係式子,這就是物理上,最美的地方了!
在這之前,也就是去年的暑假,我們這組剛好是做橢圓形的研究報告,探討全任重教授曾經教我們的二次曲線,利用GSP做出橢圓、雙曲線、拋物線等。當時即引起了我們極大的興趣,但那時對橢圓形發生在活中的實例探討的並不多,大多研究理論,就這麼剛好,在大約一年後的今天,因為洪教授的出現,使得我們又與它相遇。洪教授還教了我們剛好與全教授不同的觀點看橢圓,原來橢圓有很多面貌,就像一個人穿上不同的衣裳。
冥王星真的是離太陽最遠的嗎?老師曾經這樣問我們,我說冥王星當然是最遠的啊!但聽完洪教授的演講後,我才了解,冥王星並不是離太陽最遠的行星,冥王星的軌道比其它行星的還要狹長,且傾角也比較大,在1979~1999年之間,海王星比冥王星還要更遠呢!
行星的行徑路線,不僅僅只有橢圓一種,教授用簡單的方式讓我們了解,讓我們更進一步踏入宇宙的科學裡。短短的演講,使我從不了解宇宙到有淺淺的認識,從一點也不想去了解浩瀚宇宙的觀念到慢慢的有興趣。雖然我們現在只了解宇宙科學中的冰山ㄧ角,但是憑著我們對宇宙科學的那一份熱忱,這項研究就會ㄧ直下去,幫助我們解開宇宙的奧妙!