時(shí)間是什么?沒(méi)人問(wèn)我，我很清楚；一旦問(wèn)起，我便茫然。

故事的起點(diǎn)不是星空，而是海洋。

古希臘和羅馬的燦爛文明沉寂之后，歐洲進(jìn)入了長(zhǎng)達(dá)1000年的黑暗時(shí)代。在這期間，波斯、阿拉伯和印度的科學(xué)家們繼續(xù)發(fā)展著數(shù)學(xué)和天文學(xué)，用精美的儀器進(jìn)行觀測(cè)，繪制出當(dāng)時(shí)最精確的星表；而歐洲人則只是孜孜以求上天堂的辦法，對(duì)天空的運(yùn)動(dòng)規(guī)律漠不關(guān)心——或者被禁止關(guān)心。但是，文藝復(fù)興使歐洲“重新發(fā)現(xiàn)”了科學(xué)，滋長(zhǎng)出宗教裁判再怎么殘酷也不能完全根除的好奇心，而科學(xué)“有用”的一面，也會(huì)逼迫人們?nèi)ヅΑ?/p>

大航海時(shí)代

既然知道地球是一個(gè)球體，以經(jīng)、緯度來(lái)確定地球上任一點(diǎn)的位置，是很自然的，有關(guān)概念在托勒密時(shí)代就建立得很完善了。緯度的界定比較容易，因?yàn)樵诮鼛浊昀?，地球自轉(zhuǎn)軸的北極始終指向一顆普通的二等星——小熊座儀星，中文名北辰，另有一個(gè)更著名的稱呼：北極星。從地球表面上看，北極星總是處于北方的天空。站在北極，它就在頭頂；站在赤道，它就在非?？拷仄骄€的地方。因此，在北半球，北極星與地平線的夾角就是觀察者所處的緯度。(當(dāng)然，目前北極星的方向與地球的自轉(zhuǎn)軸并不完全重合，還略有一點(diǎn)差異。而且地球自轉(zhuǎn)軸本身會(huì)有擺動(dòng)，因此北極所指的位置并不總會(huì)是小熊座α星。所謂皇帝輪流做，隔幾千年就會(huì)輪到另一顆星頭上。)

經(jīng)度沒(méi)有這樣現(xiàn)成的參照物可用。零緯度自然是在赤道，無(wú)可磋商。零經(jīng)度卻是可以隨便定義的，并沒(méi)有哪條子午線特別一些。航海者把出發(fā)點(diǎn)或某個(gè)大城市定義為零經(jīng)度，測(cè)出自己與零經(jīng)度線之間的經(jīng)度差再加上緯度的數(shù)據(jù)，就能確定自己的位置。然而，茫茫大海比不得陸地，這個(gè)經(jīng)度差怎么確定?而且，在陸地上搞錯(cuò)方向不過(guò)是迷路而已。只要不是在沙漠等險(xiǎn)惡地帶就好辦；在海上犯這種錯(cuò)誤的結(jié)果，很可能是觸礁、迷航、全體船員葬身魚腹。中國(guó)人引以為傲的指南針是航海的重要工具，但它并不能解決經(jīng)度問(wèn)題。

經(jīng)度的困擾，使當(dāng)時(shí)的航海術(shù)受到很大限制。船只通常是沿著海岸線行駛，到達(dá)自己想要的緯度之后，再沿著緯度圈行駛，直到遇見陸地，然后再沿岸航行前往目的地。航海者不能準(zhǔn)確地知道自己已經(jīng)走了多遠(yuǎn)，只能依靠船速進(jìn)行估算，輔以浪高、海水含鹽量、漂浮物等因素，偶爾也能借助一下月食這類不常發(fā)生的天象，其中的危險(xiǎn)不問(wèn)而知。這種在后人看起來(lái)可怕得驚人的方法，是許多世紀(jì)以來(lái)的航海模式，哥倫布就是這樣發(fā)現(xiàn)新大陸的。

1530年，荷蘭天文學(xué)家杰馬·弗里西斯提出“以時(shí)間確定經(jīng)度”的原理。每24小時(shí)，地球自轉(zhuǎn)一圈，即360°。那么，12小時(shí)相當(dāng)于180°，1小時(shí)相當(dāng)于15°，4分鐘相當(dāng)于1°。也就是說(shuō)，經(jīng)度差可以用當(dāng)?shù)貢r(shí)間的差別來(lái)衡量，這也是某種程度的“時(shí)間即是空間”吧。弗里西斯說(shuō)，只要帶上一只走得非常準(zhǔn)確的鐘，用來(lái)記錄出發(fā)點(diǎn)的當(dāng)?shù)貢r(shí)間(不是當(dāng)代用時(shí)區(qū)標(biāo)度的實(shí)用時(shí)間，而是地球上的那一點(diǎn)唯一對(duì)應(yīng)的天文時(shí)間)；同時(shí)用其他方法準(zhǔn)確測(cè)量目前所在地的當(dāng)?shù)貢r(shí)間，兩個(gè)時(shí)間之差就是兩地之間的經(jīng)度差。然而，在那個(gè)時(shí)代，一方面沒(méi)有走得很準(zhǔn)確(更不要說(shuō)在船上)的鐘，另一方面也很難精確測(cè)定當(dāng)?shù)貢r(shí)間，這一方法長(zhǎng)時(shí)間只能停留在理論上。

此時(shí)，航?；顒?dòng)越來(lái)越頻繁．西歐各國(guó)開始搶占海上交通要道、掠奪海外殖民地。航海術(shù)的優(yōu)劣，直接影響到海上霸主地位的歸屬，尋找經(jīng)度成了關(guān)乎國(guó)家命運(yùn)的重大問(wèn)題。格林尼治天文臺(tái)，就是為了經(jīng)度而建造起來(lái)的，盡管它后來(lái)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里超越了這一原始目標(biāo)，擔(dān)負(fù)著英國(guó)最重要天文學(xué)研究機(jī)構(gòu)的使命。

給我畫一張星表

1660年，流亡15年的查理二世回到英國(guó)，戴上了他那被砍頭的父親留下的王冠。他對(duì)海軍和海上貿(mào)易非常重視，也迫切想找到經(jīng)度問(wèn)題的答案。1674年，一位法國(guó)人通過(guò)查理二世的情婦向國(guó)王建議，可以通過(guò)月亮相對(duì)于恒星的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定經(jīng)度。查理二世的親信顧問(wèn)拿這個(gè)主意去求教著名天文學(xué)家約翰·弗拉姆斯提德，得到的答復(fù)是，由于缺乏精確的星表和月亮位置的圖表，這方法根本不可行。查理二世當(dāng)即決定：“好，那么你來(lái)給我畫一張!”于是．他撥款建造一座天文臺(tái)，并任命弗拉姆斯提德為第一任臺(tái)長(zhǎng)，稱“皇家天文學(xué)家”。

天文臺(tái)的地址確定為格林尼治，因?yàn)檫@里有一座小山，地勢(shì)稍高，離市中心較遠(yuǎn)，不易受到空氣污染的干擾。同時(shí)，它又靠近泰晤士河，并非偏僻。奠基儀式于1675年8月10日15時(shí)14分舉行，弗拉姆斯提德甚至為這個(gè)時(shí)刻畫了一張?zhí)鞂m圖——在那個(gè)時(shí)代，天文學(xué)與占星術(shù)還很親密——來(lái)研究天文臺(tái)未來(lái)是否會(huì)成功。當(dāng)然，他和他的同事并非真的相信這種超自然的東西，因?yàn)樗谔鞂m圖的注解中寫道：“我親愛(ài)的朋友們，你們能忍住不笑嗎?”

天文臺(tái)由另一位天文學(xué)家克里斯托弗·任恩設(shè)計(jì)，共分三層。廚房和洗衣房在地下，會(huì)客室、書房、餐廳和臥室在一樓，再上面是八角形的觀星室。這座最早建成的主體建筑，稱為“弗拉姆斯提德之宅”。砌墻的磚頭主要來(lái)自提爾布里要塞(位于泰晤士河入海口附近)，木頭和金屬拆自倫敦塔一座廢棄的門房，建筑所需的資金則是賣掉一些陳舊的火藥所得。后來(lái)舉世聞名的格林尼治天文臺(tái)，竟然是以撿破爛的方式造起來(lái)的!因?yàn)椴槔矶啦⒉淮蛩阍谏厦娑嗷ㄥX，要求全部費(fèi)用不超過(guò)500英鎊。1675年圣誕節(jié)前夕，外部結(jié)構(gòu)完成，次年7月10日弗拉姆斯提德與兩名仆人遷入，工程總耗資520英鎊多一點(diǎn)兒。臺(tái)長(zhǎng)的工資是每年100英鎊，這在當(dāng)時(shí)還算優(yōu)厚．不過(guò)所有的觀測(cè)儀器都要自己解決。

從這個(gè)八角形的房間里，能夠觀察到大部分的天區(qū)，其建筑結(jié)構(gòu)也適宜于放置17世紀(jì)那種特別長(zhǎng)的折射式望遠(yuǎn)鏡。除了望遠(yuǎn)鏡和一個(gè)用來(lái)測(cè)天體高度的象限儀，房間里最重要的工具就是兩只擺鐘。在尋找測(cè)量經(jīng)度的方法之前，必須先確定地球的確是以均勻速度自轉(zhuǎn)的。為此，“英國(guó)鐘表業(yè)之父”托馬斯·托姆皮恩為天文臺(tái)特制了兩只擺長(zhǎng)將近4米的鐘，精確到每年只差2秒。弗拉姆斯提德借助它們發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)時(shí)的觀測(cè)技術(shù)下，地球確實(shí)是在勻速自轉(zhuǎn)。事實(shí)上，地球自轉(zhuǎn)中微小的不規(guī)律性是到20世紀(jì)30年代石英鐘表問(wèn)世后才被發(fā)現(xiàn)的。

本初子午線

接下來(lái)的工作是畫一張精準(zhǔn)的天空星圖。為此必須把望遠(yuǎn)鏡固定架設(shè)在一條子午線(或緯線也可以)上，記錄星星出現(xiàn)在子午線上方的時(shí)間。在同一條子午線上做數(shù)千次觀測(cè)，將不同時(shí)間的數(shù)據(jù)對(duì)比、融合，就能畫出較準(zhǔn)確的星圖。但是，任恩設(shè)計(jì)的天文臺(tái)是在一座塔樓的地基上造起來(lái)的，朝向稍微有點(diǎn)偏西，并非正對(duì)著子午線方向。弗拉姆斯提德于是棄八角房間不用，在花園里造了一個(gè)小棚子，裝上可以開合的屋頂，在磚墻上標(biāo)出自己的子午線，此后43年如一日地在倫敦清冷的空氣里觀察星星位置的變遷。

弗拉姆斯提德于1719年去世，次年，天文學(xué)家埃德蒙·哈雷成為第二任臺(tái)長(zhǎng)。他發(fā)現(xiàn)，畫著子午線的磚墻有點(diǎn)下沉，就在東側(cè)造了一座新的子午線墻，并增設(shè)兩架象限儀。此后，天文臺(tái)每增添一架固定望遠(yuǎn)鏡，就在東邊再添一個(gè)新房間，觀測(cè)所用的子午線也因此東移一點(diǎn)兒。今天的游客從八角房間里下來(lái)，穿過(guò)小花園，走進(jìn)自西向東排列的子午線房間，可以先后看到弗拉姆斯提德、哈雷、布拉德利(第三任臺(tái)長(zhǎng))、艾利(第七任臺(tái)長(zhǎng))的四條子午線——艾利的子午線就是1884年被確定為國(guó)際本初子午線，并一直沿用至今的那一條。

第三任臺(tái)長(zhǎng)布拉德利堪稱史上最精確的觀察者之一。他首先發(fā)現(xiàn)了“光行差”，即由于地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)而導(dǎo)致的觀察到的恒星位置在一年不同的時(shí)間里不太一樣的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)使天體觀測(cè)的精度達(dá)到了新的水平。他還發(fā)現(xiàn)，因經(jīng)過(guò)格林尼治的天頂而備受該天文臺(tái)觀測(cè)者青睞的天龍座γ星，其位置在3天之內(nèi)會(huì)變動(dòng)1弧秒之多，這是光行差無(wú)法解釋的。最終，他確認(rèn)這是月亮引力導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)軸進(jìn)行圓錐式擺動(dòng)所致，稱為“章動(dòng)”，其周期接近19年。

1749年，英國(guó)軍需部撥給布拉德利一筆錢，讓他建造自己的觀察站。于是，他在哈雷的房間左邊建了一個(gè)新的觀測(cè)室，確定了自己的子午線并架設(shè)觀察儀器。巴黎天文臺(tái)和格林尼治天文臺(tái)合作首次測(cè)量?jī)膳_(tái)之間距離時(shí)，英國(guó)方面的基準(zhǔn)就是布拉德利的子午線。它還是1801年1月1日英國(guó)國(guó)家地圖測(cè)繪機(jī)構(gòu)——英國(guó)陸軍測(cè)量局出版的第一張地圖的基準(zhǔn)，并作為英國(guó)官方的本初子午線沿用至1850年，直至艾利設(shè)置了新的子午線。今天，英國(guó)陸軍測(cè)量局出版的地圖仍以布拉德利子午線為本初子午線。

在國(guó)際本初子午線誕生之前，各國(guó)出版的地圖都以自己的首都或主要天文臺(tái)所在經(jīng)度為零經(jīng)度點(diǎn)，這其中的感情因素當(dāng)然很可以理解。航海家們有時(shí)候還喜歡另搞一套，以某次航行的起點(diǎn)為零經(jīng)度點(diǎn)，給出“好望角以東26°32’”這樣的滑稽數(shù)據(jù)。1634年，法國(guó)的里舍利厄大主教在巴黎舉行會(huì)議，以加納利群島為本初子午線所在地，與托勒密當(dāng)年的設(shè)定相同。后來(lái)，英國(guó)擊敗了荷蘭和西班牙，成為新的海上第一強(qiáng)國(guó)，所出版的航海歷廣為流傳，其中所用的格林尼治子午線也逐漸成為實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)，被大多數(shù)航海家接受。1884年10月，在華盛頓舉行的國(guó)際子午線會(huì)議決定，以格林尼治天文臺(tái)的艾利子午線作為國(guó)際本初子午線。

(屈智圖)