前言

想必各位在初中地理课上，经常会听到你们的地理老师提到一个地名——格林尼治天文台Royal Greenwich Observatory,。而随后又会出现另一个名词——“本初子午线”。

在1884年，国际经度会议为了表彰当时英国科学界对全球时间和经度计量的贡献。决定把通过格林尼治天文台旧址的那条经线，规定为0°经线或本初子午线。而格林尼治天文台也因此享誉世界。格林尼治天文台,位于伦敦市东南郊的格林尼治小镇,是伦敦著名景点之一。

今天，我将为大家讲述格林尼治天文台的过往。

图为位于苏塞克斯郡赫斯特蒙苏堡的格林尼治天文台现址

简单的小创意——冬夏令时的发明

学过地理的人都知道：在春分之后，秋分之前，日永远长于昼。当然，这里说的是北半球，南半球正好相反。而夏令时Daylight Saving Time就是让人们在夏天将时间调快一小时，借此鼓励人们早睡早起并节约电力，充分发挥太阳光的优势。

夏令时的提出者本杰明·富兰克林Benjamin Franklin

中国在1986年之后的一段时间，也曾经推行过夏令时制度，不过频繁转换东夏令时，确实容易给人民生活带来混乱。所以，6年之后，中国决定停止使用夏令时。

而我们北方邻国俄罗斯为了避免频繁调整表上指针的麻烦。在2011年3月27日，时任俄罗斯总理的梅德韦杰夫直接决定永久使用夏令时，将冬令时直接废除，真可谓是一劳永逸啊！

东夏令时的发明确实在一定程度上为人民的生活提供了便利，虽然各地的时间频繁改变，但是全球都可以参考一个世界时间——格林尼治时间Greenwich Mean Time。每到中午的12点58分，就会有一只红球从屋顶的杆上升起。而在两分钟之后，这个时间球会准时落下。航行在泰晤士河River Thames上的船只可以借此来进行对时。

图中屋顶上的红色小球就是用来在每天中午的12点58分至13点进行对时

千金悬赏测量经度的方法

读者们都应该听说过一部动画片——海绵宝宝吧。在片头有一个海盗船长，他的一只眼睛被用黑布遮住。这个行为有一定的耍帅成分，但是更主要的原因是由于长期直视太阳导致的失明。在18世纪以前，远航的船长们没有六分仪这种“神器”帮助他们测定航向，只能通过观察太阳与地平线的位置高度，来测算航向。

图为《海绵宝宝》中著名的海盗船长

当时的船长们想了另一种办法：需要测定航向时，从船上扔下一根木头，观察船驶离木头的速度。计算航线上所用的时间，并根据经验推测出自己的经度。正如总设计师所说的：“实践才是检验真理的唯一标准。”经过船长们的实践表明，这种方法确实不可靠，要么是触礁沉船，要么是迷失方向。只有少部分好运的人最后得以重归祖国。

就连后来著名的大航海家们，例如麦哲伦Ferdinand Magellan、迪亚士Bartolomeu Miu等等，都曾在海上迷失过方向。不过，命运之神还是眷顾他们的。最后，这些人历经重重磨难，才得以名垂青史。

图为麦哲伦船队海上航行情景图

图为迪亚士的航行路线图

最后，将测定经度升级到国家大事是因为一场海战，一场发生在西班牙王位战争期间的海战。

在18世纪初的西班牙王位战争中，时任英国海军最高统帅的肖维尔Laudis Rishawville.率领的英国皇家海军在海战中大破法国舰队，这本来是一件天大的喜讯。但是，在返航途中海上突然起雾。导致舰队出现导航错误。最后有4艘船只失事，数千名船员葬身鱼腹。

图为《海军上将克劳迪斯里·肖维尔爵士》，此画大约创作于1705年间，作者是迈克尔·达尔

1714年，全国各地的商人以及航海家联名上呈请愿书到威斯敏斯特宫Palace of Westminster，请求测定经度。最后，英国出台了一部《经度法案》。通过法律的名义公开悬赏航海测定经度，并且成立了一个经度局，用来审核和颁发奖金。

以法律的名义宣布：任何人只要能找出在海上测量经度的方法，误差在1度以内的奖1万英镑；误差在2/3度以内的奖1.5万英镑；误差在半度以内的奖2万英镑。但这2万英镑的要求是航海40天，也就是从英国去到印度群岛，不能差半度，55公里，即24小时内不能差3秒。

图为英国议会于1714年通过的《经度法案》

通过木星星蚀来测定经度

古人云：“重赏之下，必有勇夫。”在不久以后，伽利略Galileo Galilei就提出了一种方法：通过天文现象来测定经度。他指的天文现象是木星的四颗卫星发生的星蚀，星蚀频率大约是1天一次，可以找出其中的规律，并根据当日情况来判断经度。他把这种方法通过书信的方式寄给了西班牙宫廷。

图中左侧为近代实验科学的先驱者 伽利略

这种方法在现代人看来是可行的，毕竟在现在，一个普通人都可以拥有高倍望远镜。但是，在几个世纪以前，这是完全无法想象的，那时候的科技水平远不如现在这样发达。想在海上找出这四颗星已是不易之举，更何况这种现象只能在夜晚观测。对夜晚还有一定要求。最后，腓力三世Felipe III驳回了他的方法。

西班牙哈布斯堡王朝第三位国王（1598年—1621年在位）和葡萄牙哈布斯堡王朝第二位国王 腓力三世

英国格林尼治天文台天文台的设立

1676年，在乔纳·摩里爵士Jonah Murray的推动下，英国格林尼治天文台建成。而它的首位皇家天文学家是约翰·弗拉姆斯蒂德John Flamsteed。天文台的主要任务就是收集天文数据，绘制一份星空图，并找到在海上测定经度的方法。

图为英国首任皇家天文学家 约翰·弗拉姆斯蒂德

约翰·弗拉姆斯蒂德潜心研究43年，他每晚都会观测星星的运行位置，收集了数千份观测数据。最后，他绘制出一份星空图。

不过，约翰·弗拉姆斯蒂德认为他的星空图数据仍然不足，需要再进行修改。而天文学家爱德蒙·哈雷和牛顿已经迫不及待地想将这份成果公布于世。约翰·弗拉姆斯蒂德得知他的《不列颠天图》被刊行之后，将大部分已经出版的星图付之一炬，确实是十分可惜

图为第二任格林尼治天文台台长 爱德蒙·哈雷

时任英国皇家学会会长的艾萨克·牛顿

不得不说，约翰·弗拉姆斯蒂德确实是一位名副其实的“劳模”。他虽然名义上是国王的天文观测官，但是俸禄似乎并不匹配这个头衔，他的年金只有100英镑，有时候他的年金都无法按时下发。而且他还要自掏腰包购置仪器。所以，他只得去兼职一个天文学教授，来补贴天文台捉襟见肘的经费。

变化的本初子午线

1719年，约翰·弗拉姆斯蒂德逝世。而第二任皇家天文学家也是一位名满天下的学者——埃德蒙多·哈雷。随着时间的推移，在天文学界也是人才辈出，而英国当时的学术研究是十分严谨的。他们并不会坐享前人成果，而是不停地研究、讨论、辩证。所以，子午线并非只有一条，而是有四条。在1884年，乔治·比德尔·艾里子George Biddell Airy所发行的那条子午线被确定为本初子午线。

图为英国第七任皇家天文学家 乔治·比德尔·艾里子George Biddell Airy

值得一提的是，如果读者有幸能够前往格林尼治天文台。你进行GPS定位时，可能会发现天文台所在的位置并不是零度。你可能会感到疑惑，不过不必担心。只是因为受到地球的自转和引力的影响而已。后来根据研究发现，真正的本初子午线，其实经过的是格林尼治公园的一个垃圾桶，那里距离天文台101米。你们可以去那个垃圾桶里面试试，肯定可以得出零度的位置。

图为伦敦格林尼治公园一景

捧走经度奖金的钟表匠

当你踱步于皇家天文台的走廊时，你会发现有两幅人物与众不同。他们并不是什么达官显贵，也不是什么皇亲国戚。而是两位普普通通的钟表匠，也是最后捧走经度奖的人。

其中的一位叫做约翰·哈里森，他曾经为教堂设计了一件塔钟，而那时是1722年。如今，已是2020年了，298年过去了，哈里森早已过世，而这座塔钟却还可以正常使用。由此可以看出他技艺的精妙。这也为他发明海洋钟做了铺垫。

哈里森在2002年BBC组织的100个最伟大的英国人公众投票中排名第39位。

当他听说了经度奖金的事情之后，就潜心研究海洋钟。最后耗费4年时间，将陆地钟进行针对性改进。并前往伦敦。

由于前面的十几年中，经度局的负责人们收到各种各样千奇百怪的创意，所以他们对哈里森的这项发明并没有过多在意。哈里森对此倍感失望，他决定去寻找另一个人——时任格林尼治天文台皇家天文学家的哈雷。在哈雷的帮助下，他得到了一笔资金援助。这也是哈里森后来取得成功的一个关键因素。

哈里森并没有让哈雷失望，在五年之后，哈里森的第一台海钟——H1被制造出来。时至今日，我们仍可以在格林尼治国家海洋博物馆中看到它。并且它仍然运转，数百年未曾停止。

哈里森一代海钟 H1

想要经过经度局委员会的考核并不简单，不过H1的表现十分出色，每昼夜误差仅几秒，让参加考核的委员们十分震惊。

H1的出色表现为哈里森赚取了500英镑的经费。而在之后20年里，哈里森不断改进海钟技术，研发出了H2,H3相继两款海钟。他们不仅性能得到优化，而且体积也大大缩小。由于当时恰逢七年战争，海钟性能并没有得到官方实验，确实是一件遗憾的事。

虽然他已经年近花甲，这位老人并没有因此懈怠，而是不停地研发新的海钟。在1759年，他制作出了H4。经过他的儿子近3个月的航海测试，H4只有5秒的误差！可谓当时不朽的奇迹！

最后，H4也被收藏于英国海洋博物馆，并被列为重点保护的展品。

后记

在科学研究当中，只有遵循“求真务实”，才能得到自己想要的成果。而“实”又有三，其一是扎实，；其二是老实；其三是真实。这“三个实”，扎实、老实、真实，归结起来就是“求真务实”。

毕竟，科学是工具，可以让人们抵达想去的地方，但真正推动变革的仍然是人类。