在伦敦泰晤士河南岸的小山丘上,坐落着一座被誉为“现代天文与时间之源”的建筑——皇家格林威治天文台。它始建于1675年8月10日,如今既是一处科学史地标,也是一座活跃的科普教育场所。在这里,光学不仅是一门测量宇宙的工具学科,更是一种定义世界的方式。从本初子午线的确立,到面向公众的博物馆展示,再到现代高精度光学望远镜的运作,格林威治天文台是光学技术与人类视野共同拓展的见证。
将世界一分为二的“光学线”:
本初子午线的确立
我们熟知的“东经”“西经”,其0度的起点,就来自这座天文台。在GPS尚未出现的年代,精确测定地球上的位置,必须依赖于天文观测。格林威治的子午仪——一种架设在南北方向、专用于测量恒星过中天时间的天文仪器成为这种测量的核心。早期的子午仪使用折射式望远镜,结合目镜十字丝与机械指针,在特定恒星通过视场中心时精确记时。这一刻即是恒星的“中天时”,也是日后制定地方时间、绘制地图的依据。1884年,在华盛顿召开的国际经度会议上,格林威治子午线被确立为全球本初子午线,成为全球经度和标准时间(GMT)的参考线。
自1999年12月16日起,
一束绿色激光每晚从子午线方向朝北方射出,
照亮伦敦的夜空。
光学仪器的公共展厅:天文台博物馆
皇家格林威治天文台现为国家海事博物馆的一部分,其核心区域对公众开放,成为一座以天文学与光学为核心主题的博物馆。展馆陈列着17至19世纪用于天体定位的光学仪器:包括象限仪、扇形仪、早期折射式望远镜与后来的牛顿式反射望远镜。如乔治·比德尔·艾里设计的“艾里子午仪”,这是1830年代英国制图、航海与天文观测的标准仪器之一。通过对比不同年代的望远镜,人们可以直观感受到光学玻璃、镀膜技术、镜筒结构如何一步步走向精密化。
而在“时间之厅”,人们还能亲手调节摆钟装置,了解光线在时间测量中的作用——从观察天体运动确定地方时,到利用光学装置校准航海计时器。
置于格林威治天文台子午仪室的艾里子午仪
连接今天与未来的眼睛:安妮·蒙德望远镜
除了历史遗产,格林威治天文台也在持续更新其观测手段。其中最引人注目的是安装于2006年的安妮·蒙德天体照相望远镜(Annie Maunder Astrolab Telescope,AMAT)——一台结合传统与现代的多功能光学望远镜,以纪念曾在格林威治天文台工作的英国女天文学家安妮·蒙德,她是皇家天文学会的首批女性院士之一。安妮·蒙德望远镜是一台折反射式望远镜,具备多波段观测能力,可用于白光、Hα谱线与钙K线等不同波段的太阳观测,亦能进行夜间深空拍摄。其成像系统搭载CCD传感器与滤光片组,能实时捕捉日冕、黑子和日面爆发等活动。望远镜通过数字接口与天文台展厅连接,使得公众在白天参观时,也能实时看见太阳。
安妮·蒙德望远镜
当人们走到格林威治天文台外的子午线前拍照留念时,很少有人意识到,自己正站在一个靠望远镜、透镜与时钟共同建立的系统原点上。从1675年至今,这里记录下的不仅是时间与位置,更是光如何帮助我们理解宇宙的过程。从最初的透镜与目镜,到今日的激光与CCD成像,光学不仅是测量工具,更是一种连接过去、现在与未来的语言。