《宇宙之问》什么是提丢斯-波得法则？

提丢斯-波得法则是关于太阳系中行星轨道的一个简单几何学规则，由德国的J.D.提丢斯和J.E.波得共同发展起来。

1766年，德国的J.D.提丢斯提出，取一系列0，3，6，12，24，48，96，192···，然后将每个数加上4，再除以10，就可以近似地得到以天文单位表示的各个行星同太阳的平均距离。

1772年，德国的J.E.波得进一步研究了这个问题，并归纳成了一个经验公式。从离太阳由近到远计算，对应于第n个行星，它同太阳的距离为a(n)=0.4+0.3*2^（n-2）天文单位。

根据提丢斯提出的理论，水星位于第一位，因此水星到太阳的距离为（0+4）/10=0.4天文单位；金星位于第二位，因此金星到太阳的距离为（3+4）/10=0.7天文单位；地球位于第三位，因此地球到太阳的距离为（6+4）/10=1.0天文单位；火星位于第四位，因此火星到太阳的距离为（12+4）/10=1.6天文单位。

到了第五位行星却出现了中断，第五个行星到太阳的距离为（24+4）/10=2.8天文单位，可是在此距离上没有发现任何天体，提丢斯和波得都不相信在此位置上会有空白存在，因为当时人们认知最远的两颗行星木星和土星，通过推算，也与实际的距离相吻合，木星为第六个行星，因此木星到太阳的距离为（48+4）/10=5.2天文单位；土星为第七位，因此土星到太阳的距离为（96+4）/10=10天文单位。

水星、金星、地球、火星、木星、土星距离太阳的实际距离依次是：0.39, 0.72，1.0，1.52，5.2，9.54 。

我们发现这些实际距离与提丢斯-波得定则预测的距离十分吻合，这些数据让更多人相信在2.8天文单位处，一定存在一颗行星，波得呼吁其他的天文学家也一起来寻找这颗丢失的行星。

好多年过去了，人们在2.8天文单位处什么也没有发现，正当人们有些灰心准备放弃时，1781年，英国天文学家赫歇尔宣布，他无意中发现了太阳系第七大行星——天王星，令人惊讶的是天王星到太阳的平均距离为19.2天文单位，而用提丢斯理论推出的距离为19.6天文单位，数据吻合的很好，就这样，大家的积极性再次被调动起来，大家一致认为在距离2.8天文单位处，一定存在一颗大行星。

又经过了十年的探索，这颗大行星依然没有露面。直到1801年，位于意大利西西里岛的一处天文台传出消息，此台台长在进行常规观测时，发现了一颗新天体，经过计算它的距离为2.77天文单位，与2.8基本相符，它被命名为谷神星。

谷神星的直径只有1020公里，并不是什么大行星，后来在火星和木星的轨道间又发现了其它的行星，个头也都不大，人们才明白这是一个小行星带。

太阳系

为什么大行星变成了150多万颗小行星组成的小行星带了呢？人们的回答可谓是众说纷坛，其中一种普遍的说法是行星遭受了撞击发生了爆炸，这一回答来自支持提丢斯-波得法则的支持者们。

随着时间的推移，到了1846年，海王星被发现，人们发现海王星到太阳的实际距离为30.06天文单位，而根据提丢斯理论的推算值为38.8天文单位，面对着如此巨大的误差，这个法则似乎已经不适用了。

1930年，人们又发现了冥王星，此时，人们发现提丢斯-波得法则已经不具备预言能力了，根据观察测得冥王星距太阳的距离为39.44天文单位，而根据理论预言的位置则是77.2天文单位，如此悬殊的差距，无疑是在追随者的脑袋上放冰块，可是有一些人仍然坚持这一法则，他们的理由就是，冥王星原本不属于太阳系，而是一颗星体碰撞留下残体，并围绕太阳旋转，成为太阳系的一员。

海王星，冥王星预言的失败，使得人们重新思考提丢斯-波得法则的意义，虽然提丢斯-波得法则在海王星和冥王星两个天体的预测上遭受到了挫败，但是它正确的预言了2.8天文单位处的小行星带。

提丢斯-波得法则不仅适合于行星系统，有些卫星系统它也能得到满足，随着科学的发展，我们已经使用巨大的天文望远镜去探索宇宙星系，作为星系理论模型的提丢斯-波得法则就被尘封在历史中。