主题：[科普]漫谈小行星（根据n久以前出版的《小行星趣谈》改写） -- 多嘴的江南

6、天才高斯来解围

皮亚齐算不出新天体的轨道，所以没有办法知道它什么时候还会再出现，这样一来，恐怕这个新天体会得而复失，万一再也找不到它了，那就是大麻烦了！

就在天文学家们束手无策的时候，救星来了！这个“及时雨”正是后来大名鼎鼎的数学家高斯(Gauss,Carl Friedrich,1777-1855)。

高斯1777年4月30日生于不伦瑞克的一个工匠家庭，小时候他的家里很穷，但他聪慧异常，三岁时就能指出父亲帐册上的错误了。十岁时，他的数学老师考了那道著名的“从一加到一百”的算术题，高斯的答案让老师知道自己的能力不足以教授高斯，于是老师就从汉堡买了一本较深的数学书让高斯学习，从此高斯开始了他精彩的数学人生。1795年高斯进入哥廷根大学学习，第二年19岁时他发现了正十七边形的尺规作图法，并给出了可用尺规作出的正多边形的条件，解决了自从欧几里得以来一直悬而未决的问题。高斯用代数的方法解决了二千多年来的几何难题，他也视此为生平得意之作，还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上，但后来他的墓碑上并没有刻上十七边形，而是十七角星，因为负责刻碑的雕刻家认为，正十七边形和圆太像了，大家一定分辨不出来。

1801年，高斯24岁的时候开始进行天文研究，天才就是天才，他在天文学的领域第一次出手就给当时正为皮亚齐发现的新天体焦头烂额的天文学家们帮了大忙！

高斯得知皮亚齐遇到的难题后，很快就创建出一种只有三次观测记录资料就能确定行星轨道的新方法，这个方法——他当时并没有公布——就是“最小平方法”(Method of Least Square)。

皮亚齐有41天的观测资料，因此高斯可以把新天体的轨道算得很准确。他很快公布了自己的计算结果，即新天体的六个轨道要素（确定一个天体的轨道需要6个独立的量值，天文学中称作轨道要素）：它的轨道是个椭圆，其半长径（即离太阳的平均距离）为2.77天文单位，绕太阳的公转周期为1680天（即4.6年），轨道的偏心率为0.08（比火星还小），轨道与黄道面的交角为11度（比水星稍大）等等。

根据高斯计算之后预报的位置，1801年12月7日，冯·赞奇首先找到了那个失踪的新天体。1802年新年夜，距离皮亚齐第一次看到它整整一年的时间，皮亚齐和“天空巡警队”的另一个成员医生奥伯斯(Olbers，Heinrich Wilhelm Matthaüs，1758-1840)也分别看到了它的踪迹。（关于奥伯斯的事迹，下文还会重点介绍）

新行星终于找回来了，这回谁都不怀疑了，皮亚齐发现的这个行星正好在火星与木星轨道之间，与提丢斯-波得定则规定的位置2.8天文单位仅仅相差1%，公转周期与波得曾经预测的4.5年也相差不到1个月。皮亚齐根据天文学上以神话中的人物命名行星的惯例，巧妙地把新行星命名为“谷神星”(Cere)，这是西西里岛的农业守护神。

新行星给五十五岁的皮亚齐带来了巨大的荣誉，他被推荐为那不勒斯皇家学会会员，一下子成了大名。而在新行星被发现后获利最多的居然是商人们，他们把穿着波旁王朝服装的皮亚齐头像印到各种装饰品、纪念品上，不少人发了大财。

皮亚齐并没有沉迷在荣誉之中，他仍然继续为编制那份新的星表默默苦干，一直到1813年，终于编制完成。这个包含有7646颗恒星的精密星表几乎花掉了他大半生的心血，1826年皮亚齐就与世长辞了。

谷神星的发现让不少天文学家很高兴，但是仍然有人提出了不同的意见。德国“天空巡警队”就认为，谷神星的亮度只有7、8等，也就是只有木星亮度的千分之一左右，而由于它冲日时到地球的距离，只有木星与地球最近距离时的2.5分之一，这样算起来，谷神星的直径只有几百公里，作为行星实在是太小了。“天空巡警队”觉得或许火星与木星之间的“真正的行星”尚未露面，于是他们开始继续对天空的“巡逻”……

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