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雙城記之格林威治天文台(上)

(2019-09-18 19:36:34)
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世界遺產

現在幾點?我在哪兒?這些簡單問題每時每刻都會在人們腦中冒出來,而殊不知百年來時間與地理一直與格林威治皇家天文台(Royal Observatory, Greenwich)息息相關。

出於軍械署測量的需求,乔纳·摩里爵士在1674年建议建造天文台。次年,查理二世國王(1630年05月29日-1685年02月06日)下令建造於倫敦東部泰晤士南岸的格林威治公園內一座小山上。

國王同時設立皇家天文學家一職,並要求到:“投入自已最大的努力与细致,来纠正天空运动数据表,并纠正恒星位置,以便找到完美导航艺术所需的经纬度。”

【原文為:apply himself with the most exact care and diligence to the rectifying of the tables of the motions of the heavens, and the places of the fixed stars, so as to find out the so much desired longitude of places for the perfecting of the art of navigation.——感謝竹青老師翻譯

轉眼三百多年過去了,格林威治天文台如今早已成為聯合國世界遺產。帶著對時間、地理和歷史的好奇,懷著一顆探索的心早早來到天文台。

雙城記之格林威治天文台(上)
格林威治公園內的天文台

穿行于天文台所在的格林威治公園內,只見人們在晨跑、遛狗、看書玩耍等。不由自主的想到作為一名過客,自己能做的只是短暫駐足,匆而來匆離去。抵達天文台時間尚早,東張西望中瞄見本初子午線從天文台庭院內延伸出來,先到的遊人們興奮的拍照打卡。

雙城記之格林威治天文台(上)
水塘中跳出白色拉布拉多,熱情的直撲過來

雙城記之格林威治天文台(上)
天文台庭院

雙城記之格林威治天文台(上)
格林威治標準時

開門時間一到,第一個抵達本初子午線參觀。腳下的這條線,人為的將地球虛擬分成東半球與西半球。早在公元前三世紀,就有先賢在地圖上將地球畫成一個個方格,那便是經緯度最早雛形。至於我們現行使用的經緯度,則要從三百多年前一場悲劇談起。

雙城記之格林威治天文台(上)
本初子午線,日本妹紙所在地為東半球,更多遊客所在處為西半球

雙城記之格林威治天文台(上)
左腳在西半球,右腳在東半球

1707年09月29日,一支多達21艘軍艦的英國艦隊在海军上将克劳德斯·肖维尔爵士率領下奉命從直布羅陀回國。回國途中,惡略的天氣使得艦隊無法導航,很快偏離航向駛入了錫利群島。10月22日,在無人察覺的情況下四艘軍艦觸礁沉沒,包括舰队司令在內損失近2000人!

雙城記之格林威治天文台(上)
錫利群島位置圖(紅圈內),東側樸茨茅斯為艦隊目的地/維基百科

大水衝了龍王廟,這場家門口發生的巨大災難使得整個英國陷入恐慌。1714年04月,英國政府在航海界提出請願后,以法令的形式向全世界懸賞解決海上精確導航的問題,並由格林威治天文台成立經度委員會檢測解決方案並支付巨額獎金。

獎金規定如下:
对于一种可以确定1 度内经度(相当于赤道60海里(110公里; 69英里))的方法,10,000英镑(相当于2015年的130万英镑)。

对于可以在40 分钟内确定经度的方法,15,000英镑(相当于2015年的196万英镑)

对于可以在30分钟内确定经度的方法,20,000英镑(相当于2015年的261万英镑)

雖然葡萄牙、西班牙、荷蘭、法國這些海上強國早就提供巨資懸賞解決導航問題,但錫利群島災難使得導航問題成為歷史上最大的科學努力。在經度委員會成立的一百多年中,實際投入使用的有兩個方案:月角距導航法航海鐘導航法

雙城記之格林威治天文台(上)
月角距導航法

相對當時不靠譜且價格昂貴的航海鐘(航海鐘可達船只成本30%)而言,月角距導航法是個相對廉價的解決方案。海員隨身攜帶天文台編寫的航海年曆,用六分儀觀測月球的方式來確定自身在海上的位置。著名的詹姆斯·庫克船長(1728年11月07日-1779年02月14日)第一次環球旅行時(1768-1771)便使用月角距導航法。但是航海年曆本身的誤差,加上觀測造成的再次誤差,觀測結果與實際位置最大會相差30公里。隨著航海鐘精度提高以及價格越來越平民,使用了近百年(1763-1850年)的月角距導航法逐漸被淘汰。

發明航海鐘的是位自學成才的英國木匠與鐘錶匠,名叫約翰·哈里森(1693年04月03日-1776年03月24日)。發生錫利群島海難後,他發明的航海鐘能夠解決海上精確計時,而且不受溫度、濕度、氣壓變化,能夠行之有效的解決海上計時。因其發明大大提高了航行的安全性,1714年獲得議會頒發的20,000英鎊獎金(折合2019年309万英镑)。

雙城記之格林威治天文台(上)
約翰·哈里森(1693年04月03日-1776年03月24日)/維基百科

雙城記之格林威治天文台(上)
約翰·哈里森發明的蚱蜢擒纵轮/維基百科

終其一生,哈里森一共發明了三台航海鐘H1-H3,兩台航海表H4-H5,同時獲得23065英鎊獎金。英國之所以能成為日不落帝國,其先進的航海技術是主要原因。

當時各個海上強國均以自己國家的天文台作為地球經度基準,隨著英法兩國崛起並成為對手之後,本初子午線之爭還剩兩強:格林威治天文台與巴黎天文台。為解決這個國際性難題,第21任美國總統切斯特·艾伦·阿瑟(Chester Alan Arthur)(1829年10月05日至1886年11月18日)于1884年10月01日,將全世界26個海洋強國的41名代表召集到華盛頓召開“國際子午線會議”。10月22日,會議通過以格林威治子午線為全球經度基準,格林威治時間為全球時間基準,而法國與巴西對此表示棄權。

1911年,法國人才使用“巴黎平均时间延迟9分21秒”(實為格林威治子午線為地球經度基準;1978年,法國人才“世界协调时间”(UTC,實為格林威治時間)作為時間基準。

雙城記之格林威治天文台(上)
世界時區圖,格林威治天文台為0時區,中國為+8時區/維基百科

雙城記之格林威治天文台(上)
地球經線圖,格林威治天文台在東西經0度,上海在東經121度/維基百科

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