|
|
| 后一頁 前一頁 回目錄 |
可以肯定，一种全球通用，永恒不變，其本質就能提供嚴密計量的度量單位一直存在于人類的頭腦中。因此，無論地球上發生了什么樣的突變，都應當准确地發現這一度量單位。相信前人也是這樣認為的，然而他們缺乏以足夠的近似法進行這种實驗的方法和儀器。 得到一個永恒度量單位的最好方法，就是把它轉移到地球扁球体上，因為地球的圓周可以被看作是永恒不變的，由此就能精确地測量出這個圓周的全長或一部分。 古人們曾試圖确定這個度量單位。据与亞里士多德同時代的一些科學家所說，他曾把斯塔德１或者塞索斯特立時代２的埃及古泰看作從地球极點到赤道之間長度的十分之一。生活在古希腊普托雷梅３時代（公元前一世紀）的埃拉托斯特納４曾用較近似的方式沿尼羅河測量出塞耶納和亞歷山大之間的經線長度。波西多尼厄斯５和普多雷梅也同樣沒能給予他們所進行的大地測量實驗以充分的准确度。之后的一些科學家均未能有所突破。 １ 古希腊長度單位，約合180米。 ２ 即古埃及國王塞索斯特立一世二世、三世在位時的公元前二十至公元前十九世紀。 ３ 古希腊君主名。 ４ 古希腊數學家、天文學家和哲學家。 ５ 古希腊哲學家。 是皮卡爾首次在法國開始調整測量1緯度經線長度的方法。1669年，他确定了巴黎和亞眠之間的距离，認為每一度經線的長度是57060圖瓦茲１。 １ 法國舊長度單位，1圖瓦茲＝1.949米。 皮卡爾的測量在1683年和1718年分別被多米尼克、卡西尼和拉伊爾繼續延伸到敦刻爾克和高利烏爾。1739年，弗朗索瓦·卡西尼和拉卡伊又在敦刻爾克和佩皮尼揚之間測量了一次。最后，這條經線的測量被梅尚一直延伸到了西班牙的巴塞羅那。然而梅尚死了，死于這樣一個如此令人疲憊不堪的科學操作。直到1807年才由阿拉果和比奧在法國恢复了這一測量。兩位科學家將之延續到了巴利阿里群島（西班牙），這條經線弧于是從敦刻爾克伸展到了福爾門特島，中間被北緯45°線切斷，恰處于极點和赤道之間，在這种情況下計算經線的1/4長度，就不必考慮地球的扁率了。這次測量在法國得出每一度經線弧的平均長度是57025圖瓦茲。 可以看出，直到那時還專門是一些法國科學家從事這一棘手的測定。同樣地，在1790年，制憲會議在塔列朗的建議下，決定由科學院負責為所有的長度和重量設想出永恒的度量衡制度。當時，署有博爾達、拉格朗熱、拉普拉斯、蒙熱、孔多塞這些名人名字的報告建議：將1/4經線長度的十万分之一作為通用長度單位，將蒸餾水的重量作為衡量一切物体重量的標准，采用十進制作為度量衡的進位制度。 后來，地球上的不同地方都進行了測定平均每度經線弧長度的實驗，因為地球不是扁球体，而是橢球体，眾多的實驗都應該給出相對于极點的扁率。 1736年，莫波爾蒂、克來勞、加謬和勒莫尼埃及瑞典人塞勒賽斯在北极圈附近的拉普蘭地區測得一度經線弧的長度是57419圖瓦茲。 1745年，拉孔達明、布戈爾和戈丹在西班牙人胡安与安東尼奧·弗羅阿的幫助下，在秘魯測定的數值是56737圖瓦茲。 1752年，拉卡伊在好望角測定的數值是57037圖瓦茲。 1754年，麥爾神甫們和勃斯科韋測出羅馬和里米尼之間的經線弧長度是56973圖瓦茲。 1762年和1763年，波卡利亞在意大利皮埃蒙特地區測定的數值是57468圖瓦茲。 1768年，天文學家梅森和迪克遜在北美馬里蘭州与賓西法尼亞州邊緣地區測定每一度經線弧長度是56888圖瓦茲。 之后，在19世紀，眾多條經線都得到了測量：在孟加拉灣、東印度群島、皮埃蒙特、芬蘭、庫爾朗德（拉脫維亞境內）、漢諾威、東普魯士、丹麥等其他地區。然而英國人和俄國人沒有像其他民族那樣積极進行這一棘手的測定實驗，他們所從事的最重要的一次是1784年由總參謀長羅伊進行的，目的是要把法國人的測量与英國人的測量聯結起來。 從以上關于眾多測定的敘述可以得出，平均每一度經線弧的長度大約在57100圖瓦茲上下，相當于法國的25古里１，將這一數值乘以360可以得到地球圓圍的周長是9000古里。 １ 1古里≒4公里。 但是，從上面得出的各种數字，即地球上不同地區得出的測定，并不絕對吻合，然而，從平均值57000可以演繹出“米”的數值，即1/4經線長度的十万分之一，即0.513074，亦即3法尺11又千分之296法分。 事實上，這一數字有點太不据說服力了。新近的演算，以1/299.15地球扁率代替了人們以往接受的1/344，得到的1/4經線長度不再是一千万米，而是1 856米。856米的誤差對于如此長的長度是微不足道的。然而，精确地說，“米”就像它被接受的那樣，并不能确切地反映1/4經線長度的十万分之一，還存在一個大約為1/50法分的誤差。 但是，就這樣被确定的“米”卻不能為所有文明國家所接受。比利時、西班牙、皮埃蒙特、希腊、荷蘭、赤道共和國、新格拉納達共和國、哥斯達黎加等西班牙前殖民地几乎是馬上接受了。雖然米制与其他“制”相比具有明顯的优勢，但是英國一直不肯接受它。 也許，假若沒有發生標志著18世紀結束的那些政治糾紛的話，這一体制早已被聯合王國的人民所接受了。當1790年5月8日制憲會議發布政令時，英國皇家協會的科學家被邀請加入到法國科學家的行列。為了“米”的測定。還要決定是否應當建立在有規律走動的簡單的鐘擺的長度之上，還是把地球上某個大圓周的一部分作為長度單位。那些事件阻礙了設想的團結。 直到1854年，英國政府早已感到米制的优越性，而且看到一些科學家和商人成立團体宣傳這一改革，這才決定接受它。 但是，英國政府打算直到其親自進行的大地測量實驗為每一度經線弧确定了一個更為精确的長度時，才將這一秘密決定公之于眾。當時，在這一問題上，英國政府認為能夠与也正傾向于接受米制的俄國政府團結合作。 于是，一個由三位英國科學家和三位俄國科學家組成的科學委員會在兩國科協最杰出的成員中組建起來了。我們已經看到，英國的三位是埃弗雷特上校、約翰·馬瑞閣下和威廉·艾默里，俄國的則是馬提厄·斯特呂克斯、尼古拉·巴朗德爾和米歇爾·佐恩三位先生。 科學委員會在倫敦集合，決定首先在南半球進行測量實驗，然后馬上在北半球重新測定一次，再將兩次實驗綜合起來，希望能推演出一個滿足計划中全部條件的精确數值。 他們有待于在英國位于南半球的各領地：開普敦殖民地、澳大利亞和新西蘭中選擇一個實驗地點。新西蘭和澳大利亞位于歐洲的對等點上，科學委員會必須經過一段漫長的行程才能到達。而且那里的毛利人和澳大利亞人長期与他們的入侵者處于戰爭狀態，將可能使實驗的進行變得十分困難。相反，開普敦殖民地具有真正的优越條件：1．它与俄國歐洲部分的某些地區處在相同的經度，在南半球測定了子午線的某段長度之后，可以返回沙俄境內秘密地測量同一子午線的另一段長度。2．到達英國南半球領地的旅程相對較短。3．最后，這些英、俄科學家們認為這是一個檢驗法國天文學家拉卡伊的成果的絕好机會。他們可以在与之相同的地方進行實驗，以便核對一下他在好望角測定的57037圖瓦茲是否准确。 于是，選在開普敦進行這項大地測量實驗就這樣決定了。兩國政府贊同英俄委員會的這一決定，并撥給大筆經費。全部三角測量儀器都是雙份制作的。天文學家威廉·艾默里被邀請負責探險前的准備工作。皇家海軍的奧古斯塔號戰艦接到命令負責把委員會的成員及隨從人員送到奧蘭治河口。 在科學問題方面，還應當加上激勵這些科學家為共同使命團結合作的民族自尊心問題。事實上，問題就是要在數字測算方面越過法國，在一個几乎不為人知的未開化地區，准确地推翻更為聞名的法國科學家們業已取得的成果。因此，為了得到一個有利于科學進步，同時也使祖國榮耀的結果，英俄委員會的成員們已准備為此犧牲一切，甚至犧牲生命。 這就是1854年1月底，天文學家威廉·艾默里出現在摩爾各答瀑布下、奧蘭治河邊的原因。 ------------------ 小草掃校||中國讀書网獨家推出||http://gd.cnread.net |
后一頁 前一頁 回目錄 |
|
|