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2024 年 4 月 13 日
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【蘇和仲專欄】太陽離我們有多遠?

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大約 350 年前,法國天文學家 Jean Richer 率領南美洲航行,揭示了太陽系真實、巨大的規模。迪耶納巴·楊Dieynaba Young發表在最新一期《國家地理雜誌》(National Geographic) 的<太陽離我們有多遠?為了找出答案,他們踏上了危險的旅程。>( How far away is the sun? They went on a perilous journey to find out.)

人類一直在嘗試確定與太陽的距離

1673 年 5 月的一個細雨天,在法屬圭亞那茂密的雨林深處,一位科學家去世了。歷史學家只知道他的名字莫里斯(Meurisse),他可能因疾病或致命事故而去世,但對他死亡的完整描述從未被正確記錄。唯一和他在一起的是他的搭檔,一位名叫讓·李徹(Jean Richer)的天文學家,他身患重病,正在為自己的生命而戰。

兩人於前一年從 4,400 英里外的巴黎被派往南美洲東北海岸的卡宴。由法國科學院應天文學家喬瓦尼·卡西尼的要求派出,他們的部分任務是進行測量,以揭示地球與太陽之間的距離——這個值尚不清楚。

自從人類仰望天空以來,就一直在嘗試確定與太陽的距離。埃拉托色尼和托爾梅等古代科學家做出的估計差異很大,往往大大低估了真實價值。

到了 1670 年代,在新開發的天文儀器的幫助下,卡西尼號決心一勞永逸地找到答案。他住在巴黎天文台的二樓,堅持不懈地研究這個問題。「他沒有愛好,」《喬瓦尼·多梅尼科·卡西尼:17 世紀的現代天文學家》一書的作者加布里埃拉·貝爾納迪說。“從他的日記中可以看出,一個人完全獻身於自己的職業。”

“當人們離開歐洲海岸……穿越海洋時,他們認為你可能會死。”

從很多方面來說,17 世紀末的法屬圭亞那之旅都是例行公事,是卡西尼號派出的一系列科學探險活動的一部分。兩年前,裡徹和莫里斯曾航行到北美東北部測量緯度和潮汐高度,法國科考隊隨後前往塞內加爾和厄瓜多爾等目的地。

但卡宴的航行收集了關鍵數據,再加上卡西尼號的數學能力,首次精確地測量了地球與太陽之間的遙遠距離。

革命性的想法

1667 年 1 月 11 日,即前往法屬圭亞那執行任務的五年前,天文學家阿德里安·奧祖站在巴黎豪華的國王圖書館的會議室裡。在一小群戴著又長又厚的假髮的人面前,他制定了一項大膽的科學研究計畫。

麥吉爾大學歷史學家尼古拉斯·杜 (Nicholas Dew)表示:“在籌建學院時,他們就已經在考慮天文探險了。” “奧祖特是這件事的策劃者……[他]的願景是利用殖民貿易網絡將觀察員派遣到全球各地進行天文學觀測。”

奧祖特的計劃範圍廣泛且富有遠見。他認識到某些天文學問題,包括行星和太陽的距離,需要在兩個不同的地點同時進行觀測——例如在巴黎和一個遙遠的地方。奧祖特主張一路航行到馬達加斯加,預計東印度公司將在那裡開展業務,而且靠近赤道將使天文學家能夠進行關鍵觀測。

當人們傾聽時,骯髒、擁擠的城市的聲音和氣味可能已經從窗戶飄了進來。17 世紀末,巴黎以喧鬧的教堂遊行、醉酒狂歡和公開的槍支暴力而聞名。每天早上七點罷工時,市政府官員沿著寬闊的林蔭大道遊行,敲響大鐘喚醒居民,指示他們清理家前積聚的污物,否則將面臨罰款。

一座大型新天文觀測站的建設工作正在開始

這座繁華的城市是智力活動和商業的溫床,大量富裕的人口與具有前瞻性思維的科學界成員自由地混合在一起。當時,許多最熟練的科學儀器製造商都在巴黎,而在巴黎市郊,一座大型新天文觀測站的建設工作正在開始。

奧祖演講兩年後,即 1669 年 4 月,卡西尼號抵達巴黎。他受到國王路易十四的親自邀請,很快就成為學院中謙遜的傑出人物之一。

「卡西尼出發前往巴黎時已經 44 歲了,他還是個單身漢,馬車裡裝滿了天文儀器,」貝爾納迪說。

隨著學院繼續準備赤道天文探險,科學家將注意力從馬達加斯加轉移到卡宴。這個法國定居點距離較近,學院必須迅速採取行動,捕捉到一個值得注意的事件:1672 年秋天,火星和地球將在 15 年後達到最接近的位置。

透過從地球上兩個不同位置同時觀察火星,科學家可以計算出火星位置與背景恆星相比的明顯差異,即視差。

卡西尼號意識到,這段時間對火星的精確觀測可以用來計算行星的視差——從兩個觀測地點看到的火星明顯位置差異的測量。這項關鍵測量可用於計算地球到太陽的距離,使近距離接近火星成為不容錯過的機會。

李徹和莫里斯花了幾天幾夜與卡西尼號一起工作,為他們必須在數千英里之外進行的聯合觀測做準備。兩個學徒知道他們正在踏上一段危險的旅程。

「任何在此期間被派上這些船的人,他們的地位都較低,」杜解釋道。“危險、可怕、長途的旅行是由低等級、低收入的人完成的。”

首先前往法國拉羅謝爾港,裡徹和莫里斯花了三個月的時間有條不紊地測試和校準他們的儀器,包括八分儀、象限儀、幾個不同尺寸的望遠鏡和幾個擺鐘。

1672 年 2 月 8 日,他們乘坐一艘商船(可能是一艘駛往塞內加爾的空奴隸船)啟程前往卡宴。一天晚上,在航行過程中,裡徹從甲板上抬頭凝視一顆彗星,彗星有兩條明亮的尾巴劃過漆黑的天空。

卡西尼號給了李徹幾個目標:測量南方恆星的位置、潮汐的高度以及黃昏的持續時間。他將觀測木星的衛星,並詳細記錄金星、火星和水星的移動。他和莫里斯也需要進行氣壓測量並留意不尋常的動植物。1672 年 4 月 22 日,兩人抵達卡宴。

新世界的紛爭

Fert aurum industris:工作帶來財富。無論是誰創造了卡宴的官方座右銘,都一定具有冷酷的幽默感。

對李徹和莫瑞斯來說,這個狹小而荒涼的聚落並不令人鼓舞。每年只有兩到三艘船到訪,卡宴「島」與圭亞那其他地區被一側狹窄的 11 英里馬胡里河口和另一側細長的卡宴河隔開。

當他們走下船時,兩人可能意識到他們選擇了一年中最不愉快的時間到達。在亞馬遜地區,四月下旬正值季風高峰期,潮濕悶熱,蚊蟲密集。大雨無情地落在他們身上,淹沒了河水,卻絲毫沒有緩解炎熱的天氣。

定居點的中心矗立著塞佩魯堡 (Fort Cépérou),這座荒涼而孤獨的建築是在最近一次土著居民襲擊後用木頭石頭重建的,標誌著法國殖民者留下來的決心。離堡壘不遠的地方是國王商店,這是一家為定居點提供服務的雜貨店,但貨架上的商品通常很少。

有一座樸實的耶穌會教堂和傳教所。凱瑟琳‧洛西爾(Catherine Losier) 在《舊政權下的卡宴供應:商業網絡的考古學和歷史》一書中提到的 1685 年的記述中,將其描述為四位父親和一位兄弟以及82 名被奴役的非洲人(32 名男性、23 名女性和27 名非洲奴隸)居住的住宅。孩子們——為耶穌會士耕種莊稼並照料他們的牲畜。被奴役的非洲人約佔定居點的 85%。

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