原文標(biāo)題：《遠(yuǎn)看是木星“臉上的紅斑”，近看是宇宙中最大的風(fēng)暴》
木星是太陽系行星中的巨無霸，其直徑是地球直徑的 11 倍。換句話說，如果把木星當(dāng)成一個(gè)容器，里面能裝下 1300 多個(gè)地球。此外，木星的質(zhì)量是太陽系其他行星質(zhì)量總和的 2.5 倍，其中包含著 75% 的氫、24% 的氦和 1% 的其他元素。
木星是天空中第四明亮的天體，僅僅遜于太陽、月球和金星。木星是一個(gè)氣態(tài)行星，沒有固體的表面。它大概花 12 年能繞太陽轉(zhuǎn)上一周。因此中國古代把木星稱為“歲星”，并以此為基礎(chǔ)創(chuàng)造了十二生肖的概念。而木星上有一個(gè)最壯麗的景觀，那就是整個(gè)太陽系中最大的風(fēng)暴：大紅斑。
最早發(fā)現(xiàn)大紅斑的人，是英國著名物理學(xué)家羅伯特?胡克。
1635 年，胡克出生在英格蘭的懷特島。很像牛頓，他也有一個(gè)充滿苦難的童年。由于身材矮小，以及先天性駝背，胡克在小學(xué)沒少受壞孩子的霸凌。13 歲那年，他爸爸去世了。為了維持生計(jì)，胡克只好背井離鄉(xiāng)，跑到倫敦去當(dāng)學(xué)徒。
幸好，他天資聰穎，成功考入了威斯敏斯特中學(xué)。這也成為他命運(yùn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
18 歲那年，胡克考入了牛津大學(xué)基督教堂學(xué)院。20 歲的時(shí)候，他成為英國化學(xué)家羅伯特?波義耳的助手。25 歲那年，他就發(fā)現(xiàn)了“胡克定律”。
28 歲那年，他又發(fā)明了一種高分辨率的顯微鏡，從而第一個(gè)看到了植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，進(jìn)而率先提出了“細(xì)胞”的概念。由于這些貢獻(xiàn)，胡克在不到 30 歲的時(shí)候就被選為了英國皇家學(xué)會的院士，并被人們譽(yù)為“倫敦的達(dá)芬奇”。
成名后的胡克也逐漸變得傲慢起來，開始時(shí)不時(shí)地打壓新人。1672 年，他盯上了一個(gè)聲名鵲起的新人。此人比胡克小 7 歲，因?yàn)榘l(fā)明了一種新型望遠(yuǎn)鏡，而在不到 30 歲的時(shí)候當(dāng)選為英國皇家學(xué)會的院士。應(yīng)皇家學(xué)會的邀請，新院士到了倫敦，做了一場關(guān)于光學(xué)的演講。演講結(jié)束后，胡克竟然跳出來砸場子，把新院士的理論批駁地一文不值。
事后證明，這是胡克一生中所犯過的最大的錯(cuò)誤。因?yàn)樗米锏倪@個(gè)新院士，就是大名鼎鼎的牛頓。兩個(gè)從小受盡苦難折磨的天才，就這樣開始了一場延綿數(shù)十年的命中注定的戰(zhàn)爭。
沖突過后，牛頓回到了劍橋大學(xué)，開始過與世隔絕的生活。但是兩人的孽緣并沒有結(jié)束。1679 年，胡克給牛頓寫了封信，說他剛當(dāng)上皇家學(xué)會的秘書長，想要和牛頓探討一下學(xué)術(shù)問題。隨后，兩人你來我往地寫了很多信。在此期間，胡克告訴牛頓，他認(rèn)為任意兩個(gè)物體之間都存在引力，且這種引力與物體間的距離平方成反比。這就是我們以前講過的平方反比律。但問題是，胡克僅僅提出了這么一個(gè)猜想，卻完全無法證明它的正確。因?yàn)橐胱C明它，就必須用到由牛頓發(fā)明、其他人都不會的微積分。
前面講過，牛頓于 1687 年出版了人類科學(xué)史上最偉大的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（簡稱《原理》）。在這本書中，牛頓用他發(fā)明的微積分，證明了從引力的平方反比律出發(fā)可以推導(dǎo)出開普勒三定律。這本書的出版，讓牛頓直接登上了科學(xué)的神壇。
就在這時(shí)，胡克出了一個(gè)大昏招：他給牛頓寫信，要求牛頓修訂《原理》，承認(rèn)自己才是平方反比律的發(fā)現(xiàn)者。這個(gè)要求徹底激怒了如日中天的牛頓。他給胡克回信，說這個(gè)定律早就有人提出了（例如前面介紹過的布利奧和博雷利），跟胡克沒有任何關(guān)系。為了嘲諷胡克，牛頓還在信中寫了一句特別惡毒的話：“如果我能看得更遠(yuǎn)一點(diǎn)的話，是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏??！逼渲械臐撆_詞是，“我的所有成就，都與你這個(gè)駝背的矮子無關(guān)！”
搞笑的是，這句明明是用來罵人的話，后來竟然變成了用來展現(xiàn)牛頓謙虛品質(zhì)的名言。
《原理》出版以后，兩人之間的戰(zhàn)爭就逐漸失去了懸念。隨著牛頓的步步高升，胡克在皇家學(xué)會的地位也漸漸被邊緣化。1703 年，胡克逝世。隨后，牛頓當(dāng)上了英國皇家學(xué)會的會長。他對當(dāng)年打壓過自己的胡克進(jìn)行了殘酷的報(bào)復(fù)，關(guān)閉了胡克的實(shí)驗(yàn)室，燒毀了胡克的畫像，還抹掉了胡克在皇家學(xué)會的一切痕跡。但時(shí)間最終還是為胡克平了反?，F(xiàn)在人們普遍承認(rèn)，胡克也是 17 世紀(jì)的科學(xué)巨匠之一。
言歸正傳。1664 年，胡克看到木星上有一個(gè)非常巨大的斑點(diǎn)。時(shí)至今日，這個(gè)斑點(diǎn)依然沒有消失。換句話說，它已經(jīng)至少存在了 350 多年。這個(gè)斑點(diǎn)，就是著名的大紅斑。
事實(shí)上，大紅斑的顏色并非固定不變。它有時(shí)會變成深紅色，有時(shí)會變成淺紅色，有時(shí)還會變成白色。那人們?yōu)槭裁匆Q這個(gè)會變色的斑點(diǎn)為大紅斑呢？其實(shí)是由于一個(gè)畫展。
1711 年，意大利畫家多納托?克雷蒂在梵蒂岡辦了一個(gè)畫展，其主題是太陽系的各個(gè)天體。在畫木星的時(shí)候，克雷蒂把這個(gè)大斑點(diǎn)涂成了紅色。這幅畫在畫展上受到了一致的好評。從那以后，人們就把這個(gè)斑點(diǎn)稱為大紅斑。
大紅斑到底是什么呢？你可以把它理解成一個(gè)在木星上肆虐的超級風(fēng)暴。當(dāng)然，它的規(guī)模已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越地球人對風(fēng)暴的認(rèn)知。
地球上最大的風(fēng)暴，最多能裝下 1 個(gè)日本；而大紅斑塊頭最大的時(shí)候，能裝下整整 3 個(gè)地球。此外，大紅斑的最高風(fēng)速能達(dá)到 180 米每秒。你不妨想象一下。一個(gè)塊頭比地球還大的風(fēng)暴，以 180 米每秒的風(fēng)速，肆虐了至少 350 多年，這是一件多么恐怖的事情！
大紅斑還有一個(gè)特殊之處。眾所周知，地球上的風(fēng)暴可以在地球表面自由移動。但大紅斑不同。它被鎖死在南緯 23° 的附近，只能沿東西方向、而不能沿南北方向移動。這是因?yàn)榇蠹t斑被夾在了兩股沿東西方向運(yùn)動的強(qiáng)大氣流之間。為了便于理解，你可以把大紅斑想象成一個(gè)夾在兩條傳送帶之間的皮球，只能沿傳送帶的方向滾動。
直到今天，大紅斑對人類而言依然是迷霧重重。比如說，現(xiàn)在還沒人知道它到底是如何誕生，沒人知道它究竟有多古老，也沒人知道它為何能持續(xù)如此之長的時(shí)間。
不過最近幾十年的天文觀測揭示了一件非常有趣的事情：大紅斑正在越變越小。塊頭最大的時(shí)候，它的長度能達(dá)到地球直徑的 3 倍；而現(xiàn)在，它的長度只有地球直徑的 1.3 倍。與此同時(shí)，木星上正在崛起一股新生的力量，這就是所謂的小紅斑。
在 2000 年 3 月，3 個(gè)橢圓形小風(fēng)暴合并在一起，從而形成了一個(gè)新的巨型風(fēng)暴，也就是小紅斑。此后的十多年間，小紅斑變得越來越大，目前其長度已經(jīng)達(dá)到了地球直徑。照這個(gè)勢頭發(fā)展下去，或許在不遠(yuǎn)的將來，已經(jīng)肆虐了至少 350 多年的大紅斑，就將拱手讓出太陽系最大風(fēng)暴的寶座。
說幾句題外話。2011 年 8 月 5 日，NASA 發(fā)射了朱諾號衛(wèi)星探測器。在飛行了 4 年 11 個(gè)月以后，它于 2016 年 7 月 5 日順利進(jìn)入了繞木星飛行的軌道，開始對木星進(jìn)行科學(xué)研究。
2018 年 3 月 8 日，朱諾號項(xiàng)目組在著名學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表了一篇論文，描繪了一個(gè)在整個(gè)太陽系都堪稱絕無僅有的奇觀：在木星北極，一個(gè)極地氣旋周圍還環(huán)繞著 8 個(gè)氣旋；而在木星南極，一個(gè)極地氣旋周圍還環(huán)繞著 5 個(gè)氣旋。
為什么木星的兩極地區(qū)會出現(xiàn)如此奇怪的景觀？目前人們還找不到任何頭緒。這說明，木星的大氣系統(tǒng)遠(yuǎn)比人們原來的預(yù)想要復(fù)雜。
做個(gè)總結(jié)。1664 年，胡克看到木星上有一個(gè)非常巨大的斑點(diǎn)。在 1711 年的一個(gè)畫展上，意大利畫家克雷蒂把它畫成了紅色；從那以后，人們就把它稱為大紅斑。大紅斑是一個(gè)超級風(fēng)暴，以 180 米每秒的風(fēng)速在木星上肆虐了至少 350 多年。此外，它就像一個(gè)夾在兩條傳送帶之間的皮球，一直被固定在了木星南緯 23° 的附近，只能沿東西方向、而不能沿南北方向移動。最近幾十年的天文觀測顯示，大紅斑正在越變越小。它的長度已經(jīng)由塊頭最大時(shí)地球直徑的 3 倍，下降到了現(xiàn)在地球直徑的 1.3 倍。
照這個(gè)勢頭發(fā)展下去，或許在不遠(yuǎn)的將來，大紅斑就將拱手讓出太陽系最大風(fēng)暴的寶座。
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本文來自微信公眾號：原點(diǎn)閱讀 （ID：tupydread），作者：王爽，編輯：張潤昕
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