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波兰天文学家约翰内斯·赫维留的生平与成就(3)

来源:学术堂 作者:原来是喵
发布于:2016-10-13 共5534字
  3.4仪器制造
  
  同第谷一样,赫维留也是一位出色的天文仪器制造家。他独立于荷兰物理学家和天文学家克里斯蒂安·惠更斯(ChristiaanHuygens),发明了精确到秒单位的摆钟。当时,望远镜刚刚兴起不久(伽利略于1609年第一次将望远镜用于天文观测),为了便于科学研究,赫维留亲自磨制镜片制造望远镜,由于当时镜片磨制技术有限,导致望远镜在实际观测中产生很大像差,不能得到满意结果。为减小观测误差,赫维留采用了通过加长物镜焦距来弥补镜片不足的方法,为此他甚至制造了焦距四十多米的超长望远镜。
  
  赫维留的老师克鲁格曾试图制造过半径1.5米的水平式四分仪,但没有完成,1644年,格但斯克市把此遗物托付予赫维留,后者将其完成。随后,他又制成了半径分别为1.8米和2.4米的木制六分仪。后来,他又改用黄铜作为材料制作了类似器具。四分仪和六分仪是赫维留最为常用的天文仪器,前者用来测量星体相对于地平线的高度,后者用来测量两个星体之间的角距离。
  
  赫维留建有自己的天文台,并将其称为星堡(第谷也将自己的天文台称为星堡)。在那里,赫维留不但安置了各种天文仪器,而且还建造了工房、印刷所、图书馆等设施,其先进程度在当时的欧洲堪称第一,甚至连当时波兰和法国的国王也慕名前来参观。直到17世纪70年代巴黎和格林尼治天文台建立之前,赫维留天文台始终保持着欧洲领先地位。
  
  1673年,赫维留出版了着名的《天文仪器上卷》(MachinaeCoelestisParsPrior),对其所使用的天文仪器(测量仪、钟、望远镜)和天文台进行了详细描述。他在书中宣称,肉眼观测比使用望远镜更加精确。事实上,赫维留一直对望远镜持保留态度,只将其限于对月球、太阳和行星的观测,而他的其他观测活动则主要靠肉眼(借助四分仪和六分仪)来完成。这引起了以罗伯特·胡克(RobertHooke)为首的一些学者的不满,因为胡克刚刚研发了具有瞄准功能的带十字叉丝的望远镜,贬低望远镜就是贬低他的发明功劳。胡克挑衅般地指责赫维留的观测方法既老掉牙也不准确。而当时英国皇家天文学家约翰·弗拉姆斯蒂德则表示,赫维留的肉眼观测精度不亚于那些使用望远镜得到的结果。一场学术论战随即爆发,双方各不相让。为平息这场论战,皇家学会于1679年5月特意派埃德蒙德·哈雷(EdmondHalley)前往格但斯克去探个究竟。哈雷花了数星期时间,将其用望远镜瞄准具观测到的数据与赫维留的肉眼观测数据作对比,最后得出结论,后者的精确程度的确不亚于前者。数月后,哈雷将这一调查结果发表在哲学学报上,这无疑是对赫维留精湛的观测技术的极大褒奖。
  
  3.5星图绘制
  
  赫维留对天文的另一重大贡献是绘制了《赫维留星图》(FirmamentumSobiescianum),它与《拜耳星图》(Uranometria)、《波德星图》(Uranographia)和《弗拉姆斯蒂德星图》(AtlasCoelestis)并称为欧洲四大古典星图。此星图同赫维留的星表一起出现在《天文导览》一书中,包括两幅南北半天球图以及54幅星座图,总共73个星座。其中,北半天球图直径为46.5厘米,上面的大部分星体位置由赫维留亲自测定。而南半天球图上的星体位置则是参考了哈雷的数据。其余的54幅图则精细地绘制了各个星座并标明了其所在天区的星体。在此,赫维留仍旧采用了黄道坐标系而非更为先进的赤道坐标系,且未给恒星标注字母,星体位置也是左右镜像的,这些都限制了该星图的实际应用。尽管如此,赫维留星图的精确性与细致性的特点影响了此后的诸多星图绘制者,在西方古典星图领域可谓影响深远。20世纪60年代和70年代,赫维留的星图曾被分别翻译成俄文和日文出版。
  
  另外需要指出的是,赫维留在绘制星图过程中,创建了一些新的星座,其中有7个得以沿用至今,它们分别是六分仪座(为感谢该仪器对他的帮助)、盾牌座(为感谢支持他的波兰国王索比斯基,后者于1683年打败了围困维也纳的土耳其军队)、猎犬座、天猫座、小狮座、狐狸座和蝎虎座。
  
  4.晚年的不幸和万幸
  
  赫维留68岁时,即1679年,不幸的事情发生了。这年的9月26日,在赫维留外出之际,他的天文台发生了重大火灾(据说是因为他解雇了一名员工而遭到后者的纵火报复),诸多珍贵的仪器、着作和尚未发表的手稿因此被毁。这对赫维留来说无疑是一场巨大的灾难。好在他得到了各方朋友的同情与赞助,其中包括法国和波兰国王。他很快将天文台重新修好,再次投入到观测研究之中。在此,他的第二任妻子(第一任妻子在1662年去世)伊丽莎白(ElisabethaKoopman)对其在事业上给予了极大的支持(受赫维留影响,伊丽莎白对天文也有极大兴趣),同他一起观测记录,并将结果写在1685年出版的《危机之年》(AnnusClimactericus)一书中。1687年1月28日,正好在76岁生日之际,赫维留在格但斯克去世。他死后,多亏伊丽莎白将其尚未出版的手稿加以整理,并于1690年正式出版,这就是前文提到的《天文导览》,赫维留星表和星图均在其中。
  
  5.结语
  
  今天,赫维留依旧是格但斯克市的象征之一。在其老市政厅前,树立着一座赫维留手持六分仪观测星空的雕像(图4)。正对着他的是一面绘着赫维留星图的墙壁(图5)。在老市政厅里的墙上,挂着一块赫维留纪念像(图6)。
  
  赫维留手持六分仪的雕像
绘这赫维留星图的墙壁
老市政厅里墙上的赫维留纪念像
  
  赫维留从一个爱好天文的少年到最终成为名垂千古的伟大学者,他将一生中的大部分时间都献给了天文事业。赫维留不但详细观测了太阳、月球、行星、恒星、彗星等诸多天体,而且还自己发明和制作天文仪器,并绘制编撰星图和星表,不愧是继第谷之后在古典观测天文学领域最为杰出的集大成者。他给后人留下的那些不朽之作,将作为灿烂的里程碑永远矗立在人类探索自然和宇宙的宏伟历程中。寂静的夜晚,当我们再次抬头仰望那深邃浩渺的星空时,请不要忘记这位成就卓越的伟大学者。
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