格林尼治

GREENWICH和GMT 和很多大陆学生一样，刚来伦敦的时候，我把格林尼治天文台叫做“格林威治”天文台。和伦敦人一交谈才发现，他们提到GREENWICH这个地名时，中间的字母“W”完全不发音，念起来是“格林尼治”。于是我们也就迅速的改了口。不过说起这事我有点纳闷：中国的第一批留英学子，思想家严复等人，当年就是在天文台下的格林尼治大学读航海和造船的。我不大相信这些大翻译家会把自己的母校所在地念错，所以一直琢磨是不是伦敦人一个世纪以来改了口音。 我们常说的‘格林尼治标准时间“，英文全称是GREENWICH MEAN TIME，英文缩写叫GMT，不过英国人以他们特有的幽默感，对GMT进行了演绎，他们说：GREENWICH MEANS TIME：“格林尼治就是时间”。 严格地说，格林尼治天文台首先是一个地点的标志：穿过格林尼治天文台的经线是举世公认的“本初子午线”，整个地球以这条经线为中心分成东西半球，每个半球各分出了12个时区，各时区的钟表都用格林尼治天文台提供的时间为标准进行对时。所以，格林尼治变成了时间的代名词。 大概因为格林尼治的名声太大，很多人都没有想到格林尼治小镇其实就在伦敦的东南角，是大伦敦市的一部分。而伦敦也有意思，一年当中，大半年是夏时制，人们的手表总比格林尼治时间快一个小时，只有冬天的几个月里，伦敦时间才和格林尼治时间重合。而且无论夏天还是冬天，伦敦人从来不把伦敦时间和格林尼治时间混为一谈： 格林尼治似乎只是一个庄严而抽象的标志，格林尼治就是时间。 格林尼治天文台与航海博物馆 从伦敦市中心到格林尼治小镇只不过需要半个小时的路程。从市中心通向格林尼治的路线有好几条：要是赶路，可以乘99年才开通的轻轨；想观光，就从威斯敏斯特码头乘游船，沿着泰晤士河向东航行；不过我最喜欢从泰晤士河的北岸下车，步行穿过一条横穿过泰晤士河的地下通道，再从河南岸钻出地面，一抬头，那条把守着格林尼治门户的，名叫CUTTY SARK的老帆船就出现在眼前了。 CUTTY SARK是一艘19世纪中叶的运茶帆船，也是今天世界上仅存的唯一一条这样的快船，据说它当年只要99天就可以从伦敦航行到香港; 走过帆船，就到了英国海事博物馆，博物馆门口的大草坪下面藏着几个巨大的音箱，不停地发出海涛拍岸的声音，要是毫无心理准备，猛一听有一点点可怕，而以船舶和航海专业著名的格林尼治大学（就是严复他们的母校），就在旁边。 从这里抬头往小山上看，才能老远看到格林尼治天文台那座三层小楼的身影。事实上,如今的格林尼治天文台是英国海事博物馆的一部分，与海事博物馆使用同一张门票，分享同一个网站。 这似乎是一件令人不解的事情，英国人为什么要将这么伟大的天文台淹没在一片航海纪念品中间呢？ 英国人给出的答案是：格林尼治天文台是为航海而生的。 准确地说，格林尼治天文台是为了准确地确定航海中船舶的方位而生的。 在欧洲航海事业蓬勃发展之初，对于远洋海外的航海家来说，只能用罗盘、铅垂线及估计的大致船速来确定自己到达了什么地理位置，不过这种方法很不可靠。因此，在1482年的世界航海地图上，除了欧洲有一个比较准确的轮廓以外，非洲和亚洲的地理位置和陆地形状都和实际情况相去甚远，而美洲则根本不存在于地图上。因为哥伦布在十年后才跨过大西洋到达美洲。根据当时的海图，哥伦布认为古巴、海地等岛屿是中国海域，但是当他看到岛上的居民和《马可·波罗游记》里描写的中国人完全不同之后，便断定这里不是中国而是印度。于是，把自己所发现的群岛称作“印度群岛”，这就是大家熟悉的 “西印度群岛”的来历。 哥伦布偶尔错一次可以成为佳话，但航海事业结束了探险阶段，向常规化过度的时候，随时测定船舶的位置就成了一个迫在眉睫的问题。 测定位置需要两个参数：经度和纬度。科学家们很早就知道：按照太阳和月亮的高度角就可以推算出船舶所在的纬度，此外，在夜空中还有一颗一年四季几乎位置永恒不变的星星，那就是北斗七星中勺柄最尖端的那一颗。只要找到它，对一个专业的水手来说，推算自己所在的纬度就是小菜一碟了。可是经度却要难以计算得多。想确切知道自己在地球表面的位置，主要就是解决测算经度的难题。 欧洲天文学家指出：如果仔细观察我们头上的天体运行，测量天体的高度角和水平角，将所得结果与天文台编制的准确的星表对照，就可以测定船舶所在地的经度。不过，当时世界上并不存在完整的星空图。绘制完整的星空图成为了测定经度的关键，而且显然这是一个费时费力，需要大量专业人才和专业观测工具与地点的活计。是一个不能很快收到成效的“基础工程”。 这就是格林尼治天文台最初的使命：观测星空，绘制完整的星空表。 格林尼治决不是世界上第一个天文台，甚至也不是欧洲的第一个现代意义上的天文台。但后来却是全世界最负盛名的一个，这和英国航海业的的发展是有密切关系的：从达 迦玛到哥伦布，从麦哲伦到无敌舰队，直到1588年，英国战胜西班牙的无敌舰队之前，西班牙、葡萄牙、荷兰才能算是海上的大国。但是17世纪初，英国日渐崛起。1600年成立的东印度公司更是野心勃勃地表示要经常往返于东西方之间。 为了航海事业的需要，1676年9月15日，在英国国王的大力支持下，英国皇家观察所，也就是格林尼治天文台正式建成。28岁的青年天文学家约翰·弗兰斯提德为第一任台长，并于第二天立即开始用台上的大六分仪进行天文观测。 天文学家的命运 今天在格林尼治天文台里，几架两人多高的长筒望远镜仍然直指着天空。这是一个很高大的八角形观察室，八个方向都安装了高而细长的窗户，透过玻璃窗，可以从各个方向看到天空。英国很早就使用玻璃了，但是那时的玻璃技术不能制造大面积的玻璃，因此整个窗户是用一小格一小格的玻璃拼成的。观察者通过长筒望远镜，再透过这样的玻璃窗，一小片一小片地观察天空，再绘制成一张完整的的星图。 今天在天文台里，我们还可以看到几代天文学家的住所：因为观测天体运行的工作一旦开始，是无法任意中断的，必须经年累月每夜观察，所以天文学家们只能住在天文台里。因为天文学家“昼伏夜出”白天睡觉的特点，天文台里的卧室是完全没有窗户的，进出参观都必须使用灯光。 在格林尼治的“专家住所”里，完整地保存了格林尼治的第一任台长弗兰斯提德 生前的生活场景：一间卧室，一间书房，一间起居室，每间屋子里都有解说牌，进行简短的解说。 “因为长期艰苦的研究，青年时代身体就很差” “因为经济条件不好，需要白天教授天文学知识作为贴补。” “晚婚，没有子女” “晚年写下了一本天文学专著，但在仔细核准校对之前，书籍被提前出版，他自己买下了出版的全部400本书中的300本，付之一炬，声称这是“为真理而作出的牺牲”。不久病逝，享年53岁。 寥寥几句的解说词，参观者往往要看好久，唏嘘感叹，对视无言。 即使如此，弗兰斯提德的命运仍然有他值得羡慕的一面，因为与他同一时期的英国天文学家们并不是都能在象格林尼治天文台这样有着良好观测设施的地方进行工作的。我们都知道的哈雷慧星的发现者爱得芒德 哈雷，他也是星空图的绘制人员之一，格林尼治天文台成立时，哈雷19岁，正在牛津大学读书，他的老师负责北半球的星空绘制，而他则毅然中断了学业，到南半球的小岛上观测地球另一侧的星空。他不仅要承受天文学家这个职业必须承担的一切痛苦，还要背井离乡，漂洋过海地去标识出341颗恒星的位置。如果当时有人告诉年轻的哈雷，他可以到格林尼治总部，使用高大的观察室，享有没有窗户的卧室，他一定会喜出望外的。 我想很多人和我一样，在来格林尼治以前，从来没有仔细想过，一群终生与星空为伍，企图标志出经度和时间的人，生活的经纬是用孤独和寂寞交织而成的。在格林尼治的光环背后，是多少科学家一生的命运。 制表工匠解决的难题 绘制星空图的工作开始了，并不意味着经度测算的问题已经解决，而日益发展的航海业不可能等待科学的进展，航海业的问题逐渐演变成了灾难。 1707年10月，四艘英国海军的船只因为定位混乱而在西西里岛附近相撞，死亡2000多人，成为了震惊世界的悲剧。英国议会就此成立了“经度委员会”悬赏20000英镑征集确认经度的简易办法。18世纪初的20000英镑是一笔巨款，相当于今天的一百万镑。悬赏令一出，数百种希奇古怪的想法拥进了议会，但大多是天方夜谈，几十年后，一个过得硬的方法测定经度的简易方法才真正出现，不过这个获得“寻找经度奖”的获奖者很出人意料：他既不是天文学家，也不是数学家，而是一个钟表匠人，名叫约翰 哈瑞森。 原来，早在古希腊，人们就知道，同一瞬间位于不同经度上的地方，有着不同的时间。后来人们准确地推算出，时间相差一分钟的地方，经度就相差0。25度。因此，1530年，格玛·弗里西斯就指出：只要带上一只钟，使它从航海开始的地方起一直保持准确的走动，那么，到一个新地方后，只要记下这只钟的时间，再和当地的时钟比较，由这两个时间之差就可以得出两地的经度差。也就可以求得一个地方的经度。但是当时的钟表需要靠钟摆的摆动来计算时间，海上航行的船无法保持水平，船一晃，钟摆一歪，“时间”就不见了。 虽然这个想法在当时并不可行，但是为人们提供了一个找到经度的新思路，那就是只要有准确的计时工具，人们就可以在任何地方轻松地计算经度。1730年，天才的钟表匠约瀚 哈瑞森走进了格林尼治天文台的大门，拜会当时的台长，也就是我们提到过的哈雷彗星的发现者，完成了南半球星空绘制工作回到伦敦的爱得芒德 哈雷。他说他要竞争国家的“经度奖金”：他能制作在海上使用的走时精准的钟表。哈雷接纳了他，此后的29年里，哈瑞森用机械齿轮制作出了四代不需钟摆的计时器。事实证明，他的第四代产品在62天的航行中仅仅出现了5秒的误差，完全可以用来计算经度。而哈瑞森也在他80高龄的时候如愿以偿地获得了巨额奖金。 本初子午线 在星空图和精密钟表的双重帮助下，1767年，根据格林尼治天文台提供的数据绘制的英国航海历出版了。这份航海历上规定的0度经度线就是通过格林尼治天文台的经线。这时，英国已开始取代西班牙和荷兰等国，成为全世界头号海上强国。它出版的航海历自然也广为流传，这意味着经过格林尼治的经线开始成为许多海图和地图的本初子午线。 那时，离开伦敦准备远航的人们都会带着自己的表到格林尼治天文台来，请天文台对表进行一个月的测试，包括把它放在38度的烤箱里加热，看看它是不是可以胜任远洋航行的考验。在告别伦敦的时候，他们也会经过格林尼治，用0度经线的时间再对一次时，便驶向茫茫海洋。 不过，并不是所有国家都愿意使用英国的天文台做经度原点。1634年4月，红衣主教里舍利厄曾确定加纳利群岛最西边的耶鲁岛为经度起算点。而各国航海家们在实际航行中也常常另搞一套，他们喜欢采用某一航线的出发点作为起算点，例如"好望角东24°18'"。著名天文学家皮阿齐还曾经提出："如果一定需要这样一个公共的原点，那为什么不选取埃及的大金字塔呢？" 解决这个问题的不是天文学家或工匠，而是英国的综合国力。19世纪，英国成为了世界上最发达的国家。在航海业上的垄断地位，遍及了世界各地的殖民地，都加强了格林尼治0度经线在全球的普及。1850年，美国政府决定采用格林尼治子午线。1853年，俄国海军大臣宣布使用格林尼治本初子午线。到了1883年，全世界已经有90%以上的航海家用格林尼治做标准在计算经度了。1884年，在美国的华盛顿召开的国际经度会议上，会议把经过格林尼治的经线正式确定为零度经线，世界时间计量和经度计量的标准子午线：“本初子午线“。 这时，格林尼治天文台已经建立了三百多年了。 六十四年以后，英国皇家观察所迁往新址，不过，本初子午线绝对没有跟着搬家，仍然是通过格林尼治天文台的那一条。进入二十世纪后，随着卫星、激光、无线电等技术手段的出现，经度的测定正在朝着更高精度的方向发展。人们甚至发现，由于地球并不是一个绝对的球体，因此，地球表面各个地点的旋转并不均匀，每天环绕太阳一周的时间并不是24小时，而是或长或短地差上16-18分钟，在闰年、闰月等调整方法之上，人们还加上了闰秒来确保时间的准确。但无论如何，经度测算的原点从来没有被挑战过。随着世界各地的各类天文台迅速地发展，大量天文观测卫星的发射升空，格林尼治天文台逐渐成为了一个纪念地，现在主要为一些天文台提供技术指导工作。 不过，格林尼治在计时领域的权威并没有随着时间的流逝而褪色。在20世纪90年代，世界各国对于21世纪到底应该从2000年开始还是从2001年开始展开了一场争论。是德高望重的格林尼治天文台出面，在1996年3月发表新闻公告，宣布21世纪应始于2001年，才算平息了这场风波。 随着电子商务的增长，格林尼治时间还出现了新的用途：因为跨时区的交易日渐频繁，网民们在网上沟通时，不一定知道某个网站所处的国度和时区，为了让电邮询问、电话询问，速递时限等服务不受时区的影响，1999年12月28日，一个新的时间系统又在格林尼治的名下诞生：格林尼治电子时间（GET）成为了全球电子商务的标准时间。这样无论在世界的什么地方，大家使用的时间是完全一样的。据介绍，格林尼治电子时间的计算与格林尼治时间无异，已经在欧美多家电子商务公司使用了。 就格林尼治天文台本身而言，已经成为了伦敦仅有的四处人类历史与文化遗产之一，天天人满为患。人们排着队在狭小的院子里与地上的“本初子午线“留影，个个希望能把自己脚跨东西半球的形象留下，取得一份印有格林尼治标准时间的“到此一游”证书。 从天文台上俯瞰伦敦，就在本初子午线上，一个新的巨型建筑赫然在目：那就是著名的千年圆顶。伦敦的21世纪建筑，英国人迎接21世纪时进行庆祝的地方。每到晚上，都会有一道激光沿着本初子午线的方向从格林尼治天文台射向千年圆顶，似乎在标志，这里是世界经度和时间的起点。