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小猎犬号的天文钟

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小獵犬號的天文鐘
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汤马斯·恩萧英语Thomas Earnshaw制作的航海钟,是达尔文小猎犬号航行时携带的仪器之一,现藏于大英博物馆

事实速览 航海天文钟, 材质 ...

详细的海军清单显示,小猎犬号在1826年至1843年间三次主要测量航行中,共携带了至少34枚有记录的航海天文钟,其中在达尔文参与的第二次航行时有22枚,并专门设置了一间舱室存放。这些天文钟有些是海军的财产,有些是向制造商借来,另外还有6枚属于舰长罗伯特·菲茨罗伊。在第二次航行的天文钟中,目前仅知两枚幸存,皆由大英博物馆收藏(其中一枚登录号为 CAI.1743)。

背景

在18至19世纪,航海天文钟对航海导航具有极其重要的作用。精准的时间测量对于确定经度至关重要。恩萧并不是第一位制造此类天文钟的人,但他是最早成功将价格降低,使之成为船只必备设备之一的钟表匠。到小猎犬号启航时,《航海杂志》就曾报导天文钟的价格正在迅速下降,而品质依然保持不变。[1]

恩萧的天文钟采用了创新的弹簧棘爪擒纵器(spring detent escapement),并加入双金属片温度补偿装置,能在世界各地不同气候下保持精准度。[2]

小猎犬号的天文钟

小猎犬号在1831年接到环球航行测量任务,直至1836年才完成。船上博物学家达尔文将此行记录于著作《小猎犬号航海记》中,也是在这段旅程中,达尔文开始形成后来发表于《物种起源》中的概念。[3][4]

当时小猎犬号携带了22枚天文钟,数量异常之多,但对于测量精确度而言是必要的。当时一般船只通常仅配备3枚天文钟,因为这是辨识天文钟是否故障的最低需求。海军部自1825年开始普遍配发天文钟,但1800至1840年间,供应量仍不足以满足需求。通常情况下,海军部只配发一枚,若舰长自备一枚,则会再提供一枚,使总数达三枚。这是因为两枚天文钟的可靠性与一枚无异,无法判断哪一枚出现故障。[5]

然而,小猎犬号航行多年,并需携带天文钟登岸或乘小艇深入河流,以确定特定基准点的座标,正如海军部指令要求的那样。由于无法保证任何一枚天文钟能全程保持精准,甚至是否能幸存,因此必须大量配备。[6]

每一枚天文钟都安装在平衡环架上,以确保在任何海况下保持水平,再固定于带铰链的木盒中以保护。额外保护措施还包括:将其放置于舰长舱中特制舱室内的锯末中。仅限需要测量的船员与维护人员可进入,这反映了这些仪器的重要性。小猎犬号的航行首次成功建立一条环绕全球、已知经度的基准点链,后续航行者可利用它来校准自己的天文钟。[4][6]

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维护与精准度

这些天文钟由仪器制造师乔治·詹姆斯·斯特宾(George James Stebbing) 维护,其薪资由舰长罗伯特·菲茨罗伊私人支付。菲茨罗伊认为这职位对航行至关重要,但海军部拒绝支付相关费用。他个人承担了大部分设备的开销,海军部仅同意斯特宾可食用船上的口粮。相较之下,达尔文则需自付500英镑的生活费。[7]

菲茨罗伊透过天文钟测量当地正午时间,并在回到母港后与预期数值比较,以检验整趟航行的精准度。随着他向西航行,本地正午逐渐推迟,直到完成环球航行后,理论上应该正好偏移24小时。实际上,他的天文钟测得的偏移量为24小时又33秒,相当于误差8.25海里(15.28公里)。对于历时五年、航程数万公里的旅程而言,这样的精度令人惊叹。然而,菲茨罗伊本人仍认为误差大得无法解释。[8]

恩萧509号天文钟

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格林威治皇家天文台登记簿中的恩萧航海天文钟编号509纪录

恩萧509号天文钟大约制于1800年,并曾服役于多艘英国皇家海军军舰。1819年7月,威廉·爱德华·帕里在第一次尝试寻找西北航道探索巴芬湾时,提到恩萧的天文钟曾在1818年被用来测定某地的经度,其误差仅比他自己的测量大130。然而,他并未说明该天文钟当时属于哪艘船。[9]

早期,所有由皇家海军购买的天文钟都由格林尼治皇家天文台管理,并由其检查精度,在航行间隙送去清洁。最初,格林威治直接将天文钟分发给舰艇,但随着天文钟逐渐普及,后来则改为先运送到其他皇家海军港口和船坞,再于当地分发。最早的天文钟分发记录是1823年7月3日,给予由弗雷德里克·马里亚特英语Frederick Marryat指挥的拉恩号(HMS Larne)。该舰参与了第一次英缅战争[10]

这枚天文钟于1826年2月6日被送回格林威治,随后送回制造商进行维修,并将近两年后才送回。1828年3月4日,它被发放给由舰长 J. 波尔德(Captain J. Bolder) 指挥的赫克拉号英语HMS Hecla (1815)。当时的赫克拉号名气甚大:此前在乔治·弗朗西斯·里昂英语George Francis Lyon指挥下,它曾参加帕里的第二次西北航道探险。1824年,当赫克拉号准备参与帕里的第三次探险时,在德普特福德造船厂停泊期间,曾吸引超过6,000名民众参观。然而,这次探险在1825年因领舰狂怒号英语HMS Fury (1814)被冰损毁弃而告终。1827年,帕里又驾驶赫克拉号尝试抵达北极。最终,海军部将赫克拉号调去由波尔德率领测绘西非海岸,帕里不情愿地放弃了这艘船。1830年7月,天文钟自赫克拉号返回后,被送往伦敦制表师罗伯特·莫利纽克斯(Robert Molyneux)清理,11月送回格林威治,但并未立即分配给其他舰船。[2][11][12]

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朴茨茅斯与德文港

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法尔茅斯天文台英语Falmouth Observatory

1831年3月,天文钟被送往德文港检查并记录精度。1831年12 月6日,它被分配给斯托克斯舰长(Captain Stokes) 指挥的小猎犬号,并随菲茨罗伊出航,参加了著名的第二次航行。1836年11月7日,天文钟被送回格林威治。随后,它送至钟表商阿诺德邓特英语Edward John Dent清洁,再由闪电号英语HMS Lightning (1823)运往德文港或朴茨茅斯以便分配给当地船只。[12]

1841年11月17日,它又回到格林威治,经阿诺德邓特维修后,于1842年1月13日分配给强大号英语HMS Formidable,直至1845年11月20日归还。此后,它经查尔斯·弗罗德沙姆英语Charles Frodsham维修,再送往朴茨茅斯供舰船使用。它还曾多次随皇家海军舰艇送回格林威治维修。最终于1857年5月7日自朴茨茅斯送回格林威治。这枚天文钟最后一次被分配是在1858年4月20日,由潘布鲁克号英语HMS Pembroke使用,并于1867年2月1日送回格林威治。[2][12][13]

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岸上使用

在潘布鲁克号服役结束后,天文钟在弗罗德舍姆保管超过半年1867年11月25日,格林威治将其发放给皇家学会气象委员会,用于法尔茅斯天文台的观测。1886年11月3日它被送回格林威治,并于1886年11月22日送交 J. Poole 维修,在12月13日的报告中,该钟被认为已不具经济修复价值。1888年7月16日,它以部分折价形式交给登特公司( E. Dent & Co.),换得 Dent 43107号天文钟。此后,它被私人收藏家考特尼·阿德里安·伊尔伯特英语Courtenay Adrian Ilbert收购。他在1956年去世后,其收藏于1958年拍卖,但拍卖被取消,最终由大英博物馆购得。[2][12]

报导

这枚天文钟被选为BBC大英博物馆100件文物中的世界史》节目第91号文物,该集邀请华威大学校长奈杰尔·思瑞夫特(Nigel Thrift)与主持人史蒂夫·琼斯。节目探讨了寻找经度的历史英语History of longitude、天文钟的作用、恩萧对天文钟设计的贡献、小猎犬号航行,以及其所携带天文钟的重要性。[14]

参考文献

进一步阅读

外部链接

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