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【英伦之行】到格林尼治探寻时间的故乡

 新用户1969IWgc 2023-04-04 发布于北京

    时间有故乡吗?时间当然没有故乡!源远流长、永无止境,谁也说不清楚它从哪里来会到哪里去。但是,我们现在使用的国际标准时间(世界时)呢,人类怎么就有了一个共同承认的时间标准了呢?它从哪里来,它的故乡在哪里?想要探个究竟就一定要去格林尼治皇家天文台。我在准备英伦之行的时候就把格林尼治确定为一个必去之地,在伦敦期间我们为格林尼治安排了整整一天。

    真的没有想到,认定时间的故乡有两项关键技术和工具:望远镜和钟表。望远镜对天体的准确观测和钟表的精确计时才能使从不间断的时间变成为我们所用的可以确定何时何刻的时间。随着航海事业的发展,对天文信息的掌握成了国力竞争的基础。十七世纪英国查理二世国王下决心成立一个皇家委员会来专门研究天文问题。由此产生了建立天文台的建议,并在1675年3月4日正式成立了第一个英国国家资助的研究机构——格林尼治皇家天文台。地址就选在伦敦东南格林尼治公园的高地上。英国采用的是皇家天文学家负责制,首任皇家天文学家叫约翰·弗朗斯蒂德。此后的几百年时间里英国一共有九任皇家天文学家,他们科学加勤奋的观测把格林尼治在地球上的位置确定得越来越精确。以对地球自转的考量用子午线(经线)来量度格林尼治在地球的相对位置。同时,与天文观测确定的位置和计时装置相结合构成了越来越精确的定时体系。

    其实在英国人不断进行天文观测的时候其他很多国家包括中国也在从事各种各样的天文观测活动。大家还都有自己的利用对地球自转的测量来确定时间的方式,各自为政。到了十八世纪中,随着火车和电报的发展人们的交流范围大大扩展了,不同地区的不同时间系统就阻碍了相互的沟通。1884年25个国家的41位代表在美国的华盛顿开会投票,以22票赞成、1票反对(圣多明各)、2票弃权(法国、巴西)确定穿过格林尼治天文台乔治·艾里望远镜的子午线为经度0°的本初子午线,以本初子午线为基准的时间体系为格林尼治国际标准时间(GMT)。从此认定了国际标准时间的出生地。从此地球像被赤道分成了北半球和南半球一样,地球又让本初子午线给分成了东半球和西半球。从本初子午线开始的经线分成360°,从此各自确定各自合理的时区成为可能。 

 [1]格林尼治皇家天文台设立在格林尼治公园里的一个小山包上。

 [2]上小山包可以步行六分钟,坡道稍微陡一些。还有一条可以推着轮椅上去的缓坡。

 [3]坡的尽头就是皇家天文台的大门,游客不少。

 [4]其实现在这里是旧皇家天文台,实际工作的皇家天文台已经搬迁到剑桥去了。搬迁的原因主要是由于城市的发展,格林尼治已经完全不是像十七世纪查理二世决定选址这里的时候远离繁华噪杂的市中心。大量交通引起的震动、城市空气污染、照明引起的光污染都对天文观测带来不利影响不得不搬迁。现在这里已经变成了博物馆。注意,有中文的语音导游。到皇家天文台必做之事:横跨本初子午线踩住东西两个半球、了解开创性的计时装置、参观八角楼、远眺伦敦天际线。

            [5]挂在大门旁边墙上的这块二十四小时刻度的钟叫牧羊人钟,这是第一个直接向公众显示格林尼治标准时间的时钟。牧羊人钟是子母钟,墙上挂着的是子钟。牧羊人母钟从1852年到1893年一直通过电报发送到伦敦、爱丁堡、都柏林、贝尔法斯特等许多城市使牧羊人母钟成为英伦三岛时间系统的中心。1866年大西洋海底电缆架通之后牧羊人母钟的时间信号就开始通过电缆传输到马塞诸塞州的哈佛大学向美国提供格林尼治标准时间。因此牧羊人钟被公认为世界上最重要的时钟之一。

 [6]走进皇家天文台庭院第一件事情一定是看看那条本初子午线,它把地球分成了东西两个半球。

 [7]他们都在干什么?

            [8]一定要在本初子午线上找到你所来的城市的标记。

 [9]站在北京经纬度标记旁边拍一张跨越两个半球的,以此存照。

            [10]本初子午线就从这里穿进了这间房间,这扇门后面就是第七任皇家天文学家约翰·艾里设计的子午仪望远镜。1884年国际会议通过认定为0°经线的本初子午线就是用这架望远镜定义的。从此,经度和时间计量都从这里开始。子午仪望远镜是约翰·艾里1850年开始建造的,第一次观测是1851年1月4日。这里的观测一直延续到1954年皇家天文台搬迁。

            [11]约翰·艾里的子午线望远镜。镜筒在两个楼梯的中间。它的观测精确度可以达到0.01秒。

 [12]参加确定本初子午线和格林尼治国际标准时间国际会议代表全家福。

            [13]这架望远镜是第六任皇家天文学家约翰·邦德放置在他的前任、第三任皇家天文学家詹姆斯·布拉德利的望远镜的原来位置,定义了1816年到1850年的格林尼治标准时间。

 [14]这张图展示了第二任皇家天文学家爱德蒙·哈雷、第三任皇家天文学家詹姆斯·布拉德利、第七任皇家天文学家乔治·艾里利用共同积累的经验设计的不同的望远镜从而定义出越来越精准的本初子午线。子午线不断地稍稍东移。从这里可以看出科学和技术的积累和发展都是共同的事业,只有这样才能产生长足的进步。这张图是按房子的实际位置画的,所以图上所示东西与我们日常认知不同,

 [15]八角楼是格林尼治天文台最古老的建筑,承载着皇家天文台的历史。房顶上那个红色的球被称为时间球。它是皇家天文台建立之后最早用来向公众发布时间信号的。每天下午一点时间球会以落下来发布信号让泰晤士河上的船员可以用来对标。

 [16]很巧我们正好遇上了这一时刻。12:55时间球从下面升到中间,12:58时间球升到顶端,每天下午一点(13:00)时间球迅速落下。我们见证了这一时刻。

 [17]八角楼是克里斯托弗·雷恩设计建造的。克里斯托弗·雷恩是查理二世国王成立的皇家委员会的成员,著名的建筑师。他在1676年建成这座八角楼是为首任皇家天文学家约翰·弗朗斯蒂德生活、工作和进行天文观测用的。现在这件八角形房间所在的楼就被称为弗朗斯蒂德房子。

 [18]从天花板可以看出房间是八角形的。

            [19]这里展示着最早用于天文观测的望远镜。据说弗朗斯蒂德和他的助手们在这里进行了五万次以上的观测。

 [20]第一任皇家天文学家约翰·弗朗斯蒂德。

 [21]被称为开创性的计时员的约翰·哈里森,他设计制造的时钟为确定标准时间做出了巨大贡献。

 [22]展示了一批在历史上对天文和计时做出过杰出贡献的科学家的画像。

 [23]经度的确定对航海事业发展提供了强有力的基础。但是当舰船航行在茫茫大海上时如何确定经度的设备就成了航海所需的关键技术。这种设备就被称为航海钟。十八世纪初为了开发成功这项技术英国设立了一项法案,叫经度法案,来鼓励航海钟的研发。自学成才的约翰·哈里森取得了成功并获得了这项奖励。这是约翰·哈里森研制的第一个型号H1,它在从伦敦到里斯本的航行中验证了在海上定位经度的准确性。

            [24]H2是约翰·哈里森航海钟的第二个型号,由于有严重缺陷没有投入测试。

            [25]第三代产品H3持续研制了十九年经度测试仍不甚满意。

 [26]后来约翰·哈里森改变了思路,把平衡表的技术融合到航海钟里并取得了成功。这就是H4,看上去像个大个的怀表,但其实是航海钟。它每秒钟跳动的次数是普通钟表的五倍。

 [27]再次走到庭院的时候一定不要忘了观察伦敦的天际线。大草坪对面是旧皇家海军学院,现在的国家海事博物馆和皇后宅邸。它们和皇家天文馆一起在1997年被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录。

 [28]伦敦的金融区。泰晤士河在前面流过。

 [29]皇家天文台还有一些古老的望远镜和计时器的展示。这是第一任皇家天文学家约翰·弗朗斯蒂德建的100英尺的深井望远镜。1679年他就曾经坐在深井地下进行观测。现在看到的是为展示重建的,位置也是大概的。

 [30]天文学家威廉姆斯·赫谢尔制作的当时世界上最大的望远镜。望远镜长40英尺,这里展示的是其中的一部分。威廉姆斯·赫谢尔曾经在1781年发现了天王星。

 [31]日晷。

 [32]海豚日晷,以两条海豚尾巴之间的空隙投在刻度盘上阴影来计时。

 [33]如果有时间还可以到这里看看,那个大圆球下面是英国最大的折射望远镜。

 [34]皇家天文台里的天文馆,

 [35]天文中心,里面有不少天文知识展览。

 [36]这块奇形怪状的东西一定摸一摸。这是一块陨石,和太阳和地球同时代形成的,有45亿年历史。这是我们人类可以摸到的最古老的东西了。

 [37]皇家天文台门口广场上有一座青铜雕像,是纪念陆军少将詹姆斯·彼得·沃尔夫的。1930年立的,这位少将是格林尼治出生的。

 [38]一群孩子刚刚参观了天文台,老师给他们拍一张全体照。看他们多么兴奋啊。

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