寻找经度_55256.doc

时间是什么？没人问我，我很清楚； 一旦问起，我便茫然　 　　　　——圣奥古斯丁《忏悔录》 　　　——英国格林尼治天文台　　　　　 　　　　 碧声 　　　 故事的起点不是星空，而是海洋。古希腊和罗马的灿烂文明沉寂之后，欧洲进入了长达一千年的黑暗时代。在这期间，波斯、阿拉伯和印度的科学家们继续发展着数学和天文学，用精美的仪器进行观测，绘制当时最精确的星表。欧洲人则只是孜孜以求上天堂的办法，对天空的运动规律漠不关心——或者被禁止关心。但是，文艺复兴使欧洲“重新发现”了科学，滋长出宗教裁判再怎么残酷也不能完全根除的好奇心，而科学“有用”的一面，也会逼迫人们去努力。 大航海时代 　　既然知道地球是一个球体，以经、纬度来确定地球上任一点的位置，是很自然的，有关概念在托勒密时代就建立得很完善了。纬度的界定比较容易，因为在近几千年里，地球自转轴的北极始终指 向一颗普通的二等星——小熊座α，中文名北辰，另有一个更著名的称呼：北极星。从地面上看来，北极星总是处于北方的天空。站在北极，它就在头顶；站在赤道，它就在非常靠近地平线的地方。因此，在北半球，北极星与地平线的夹角就是观察者所处的纬度。（当然，目前北极星的方向与地球的自转轴并不完全重合，还略有一点差异。而且地球自转轴本身会有摆动，因此北极星的位置并不总会是小熊座α，所谓皇帝轮流做，隔几千年就会轮到另一颗星头上。） 　　经度没有这样现成的参照物可用。零纬度自然是在赤道，无可蹉商。零经度却是可以随便定义的，并没有哪条子午线特别一些。航海者把出发点或某个大城市定义为零经度，测出自己与零经度线之间的经度差，再加上纬度的数据，就能确定自己的位置。然而，茫茫大海比不得陆地，这个经度差怎么确定？而且，在陆地上搞错方向不过是迷途而已，只要不是在沙漠等险恶地带就好办，在海上犯这种错误的结果，很可能是触礁、迷航、全体船员葬身鱼腹。中国人引起为傲的指南针是航海的重要工具，但它并不能解决经度问题。 　　经度的困扰，使当时的航海术受到很大限制。船只通常是沿着海岸线行驶，到达自己想要的纬度之后，再沿着纬度圈行驶，直到遇见陆地，然后再沿岸航行前往目的地。航海者不能准确地知道自 己已经走了多远，只能依靠船速进行估算，辅以浪高、海水含盐量、漂浮物等因素，偶尔能借助一下月食这类不常发生的天象，其中的危险不问而知。这种在后人看起来可怕得惊人的方法，是许多世纪以来的航海模式，哥伦布就是这样发现新大陆的。 　　1530年，荷兰天文学家杰马·弗里西斯（Gemma Frisius）提出“以时间确定经度”的原理。每24小时，地球自转一圈，即360度。那么，12小时相当于180度，1小时相当于15度，4分钟相当于1度。也就是说，经度差可以用当地时间的差别来衡量，这也是某种程度的“时间即是空间”吧。弗里西斯说，只要带上一只走得非常准确的钟，用来记录出发点的当地时间（不是当代用时区标度的实用时间，而是地球上的那一点唯一对应的天文时间）；同时用其它方法准确测量目前所在地的的当地时间，两个时间之差就是两地之间的经度差。然而，在那个时代，一方面没有走得很准确（更不要说在船上）的钟，另一方面也很难精确测定当地时间，这一方法长时间只能停留在理论上。 　　 　　时间即是空间。北京与格林尼治的经度相差116度，也就是说，北京的正午要 比格林尼治早到约8个小时。 　　此时，航海活动越来越频繁，西欧各国开始抢占海上交通要道、掠夺海外殖民地。航海术的优劣，直接影响到海上霸主地位的归属，寻找经度成为了关乎国家命运的重大问题。格林尼治天文台，就是为了经度而建造起来的，尽管它后来在相当长时间里超越了这一原始目标，担负着英国最重要天文学研究机构的使命。 给我画一张星表 　　1660年，流亡15年的查理二世回到英国，戴上了他那被砍头的父亲留下的王冠。他对海军和海上贸易非常重视，也迫切想找到经度问题的答案。1674年，一位法国人通过查理二世的情妇向国王建议，可以通过月亮相对于恒星的运动来确定经度。查理二世的亲信顾问拿这个主意去求教于著名天文学家约翰·弗拉姆斯提德（John Flamsteed），得到的答复是，由于缺乏精确的星表和月亮位置的图表，这方法根本不可行。查理二世当即决定：好，那么你来给我画一张！于是拨款建造一座天文台，并任命弗拉姆斯提德为第一任台长，称“皇家天文学家”（Astronomer Royal）。 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　第一任台长弗拉姆斯提德 　　天文台的选址确定为格林尼治，因为这里有一座小山，地势稍高，离市中心较远，不易受到空气污染的干扰。同时，它又靠近泰晤士河，并非偏僻。奠基仪式于1675年8月10日下午3点14分举行，弗拉姆斯提德甚至为这个时刻画了一张天宫图——在那个时代，天文学与占星术还很亲密——研究天文台未来是否会成