英國格林尼治天文臺是如何成為經(jīng)度原點的?
英國格林尼治天文臺最早建于1676年。它成為全世界最負(fù)盛名的天文臺的重要原因之一是,人們在這里找到了世界通用的“經(jīng)度”。格林尼治天文臺第一個研究出了簡易測定航海中船舶方位的方法。測定位置需要兩個參數(shù):經(jīng)度和緯度。海員們很早就懂得在夜間比照北斗星的高度角推算緯度,可是經(jīng)度的計算要難得多。精確的海圖出現(xiàn)之前,航海家只能用羅盤、鉛垂線或大致估計的船速來確定自己的地理位置,很不可靠。因此,在15世紀(jì)航海事業(yè)走向常規(guī)化的時候,隨時測定船舶的位置就成了一個迫在眉睫的問題,也成了當(dāng)時歐洲各國科學(xué)家競技的焦點。
格林尼治天文臺最初的使命是:觀測星空,繪制完整的星空圖。這樣人們就可以按照星空圖來測定船舶所在地的經(jīng)度。但這是一個費時費力、需要大量專業(yè)人才和專業(yè)觀測工具與地點的工作。星空圖繪制工作還沒有完成的問題在18世紀(jì)初終于從“不便”演變成了“災(zāi)難”。
1707年10月,4艘英國海軍的船只因為定位混亂而在西西里島附近相撞,死亡2000多人,震驚世界。英國議會就此成立了“經(jīng)度委員會”。懸賞2萬英鎊(相當(dāng)于現(xiàn)在100萬英鎊)征集確認(rèn)經(jīng)度的簡易辦法。這個獎項直到幾十年后才出人意料地被一個名叫約翰·哈瑞森的鐘表匠獲得。早在1530年就有科學(xué)家指出:只要帶上一座鐘,讓它從航海開始時保持準(zhǔn)確的走時,到一個新地方后,把這座鐘的時間和當(dāng)?shù)氐臅r間比較,利用時差就可以測算兩地的經(jīng)度差,也就可以求得一個地方的經(jīng)度。但當(dāng)時的鐘表要靠鐘擺的擺動來計算時間,航行的船只無法保持水平,船一晃,鐘擺一歪,時間就“不見”了。
這個當(dāng)時并不可行的想法為后來的人們提供了一個找到經(jīng)度的思路:只要有準(zhǔn)確的計時工具,就可以在任何地方輕松地計算經(jīng)度。1730年,鐘表匠約翰·哈瑞森走進了格林尼治天文臺的大門,拜會當(dāng)時的臺長,也就是哈雷彗星在西方的發(fā)現(xiàn)者,埃德蒙·哈雷。哈雷接納了他。此后的29年里,哈瑞森用機械齒輪制作出了4代不需鐘擺的計時器。他的第四代產(chǎn)品在62天的航行中僅僅出現(xiàn)了5秒的誤差,完全可以用來計算經(jīng)度。哈瑞森終于在80歲的時候獲得了這筆巨額獎金。
在星空圖和精密鐘表的雙重幫助下,1767年,根據(jù)格林尼治天文臺提供的數(shù)據(jù)繪制的英國航海歷出版了。這份航海歷上規(guī)定的0度經(jīng)度線就是通過格林尼治天文臺的經(jīng)線。那時,離開倫敦準(zhǔn)備遠(yuǎn)航的人們都會帶著自己的表到格林尼治天文臺來,請?zhí)煳呐_對表進行一個月的測試。在告別倫敦的時候,船只也會經(jīng)過格林尼治,用0度經(jīng)線的時間對一次時,再駛向茫茫大海。
但并非所有國家都愿意使用英國的天文臺做經(jīng)度原點。1634年4月,法國紅衣主教里舍利厄曾確定加那利群島最西邊的耶羅島為經(jīng)度起算點。各國航海家們在實際航行中也常常另搞一套,他們喜歡采用某一航線的出發(fā)點作為起算點。意大利著名天文學(xué)家皮阿齊還曾經(jīng)提出:“如果一定需要這樣一個公共的原點,那為什么不選取埃及的大金字塔呢?”
最終,英國的綜合國力解決了這個問題。19世紀(jì),英國成為世界上最發(fā)達的國家。在航海業(yè)上的壟斷地位和遍及世界的殖民地,都加快了格林尼治0度經(jīng)線在全球的普及。1850年,美國政府決定采用格林尼治子午線。1853年,俄國海軍大臣宣布使用格林尼治子午線。到了1883年,全世界已經(jīng)有90%以上的航海家用格林尼治經(jīng)線做標(biāo)準(zhǔn)來計算經(jīng)度。1884年,美國華盛頓召開的國際經(jīng)度會議把經(jīng)過格林尼治的經(jīng)線正式確定為零度經(jīng)線、世界時間計量和經(jīng)度計量的標(biāo)準(zhǔn)子午線———“本初子午線”。