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2017年11月15日 星期三

辛苦的旅程 -- 尼可拉.路易.拉卡伊

當我們說某個工作是 "data collector" 時, 常常會帶點天賦不如人, 技術也不如人, 只好埋頭做苦工的意涵, 不過看完上個月雜誌 Brian Ventrudo 寫的一篇有關... 很多人稱他是 "南天天文之父" 的尼可拉.路易.拉卡伊 (Nicolas-Louis de Lacaille) 的故事之後, 想法可能會完全改觀呢.


相片引用法國版的 Wikipedia


南天的星星對現代大部分北半球的我們來說都相當陌生, 更別說是 15 世紀時的航海探險家們了. 南半球的海洋已經夠兇猛, 水手們望著熟悉的北天星座一個個消失於海平面, 滿天陌生的星星不知下一步該何去何從... 這個困境一直到 16 世紀末, 荷蘭天文學家 彼得勒斯·普朗修斯 (Petrus Plancius) 根據探險家 彼得·德克·凱澤 (Pieter Keyser) 以及 弗雷德里克·德·豪特曼 (Frederick de Houtman) 的探險記錄組織了些南天星座後, 才有一點點依靠. 這些南天星座大多以南半球的獨特生物命名, 像是大嘴鳥杜鵑座 (Tucana), 孔雀座 (Pavo), 劍魚座 (Dorado), 飛魚座 (Volans), 天燕座 (Apus), 鳳凰座 (Phoenix), 還有討人厭的蒼蠅 (Musca). 到了 17 世紀初, 偉大的德國天文學家約翰.拜耳 -- 就是我們熟知的 XX alpha, XX beta, XX gamma... 的拜耳命名法的 "拜耳" -- 在他的曠世巨作, 涵蓋整個天球星圖的 "測天圖" (Uranometria) 收納起來, 有許多... 包括前面舉例的那幾個古星座名到現在還在用. 不過廣大的南天星空還是有許多星星沒被歸入某某版圖, 甚至連名字也沒, 這又要等到 18 世紀中期, 才被 "產能" 驚人的法國天文學家 尼可拉.路易.拉卡伊 系統化的記錄分區, 而且他的紀錄數百年來一直沿用至今.


拉卡伊出生於 1713 年 3 月 15 的法國, 他老爸發明了不少工業用機器, 因此在當時波旁公爵身旁做事, 收入不錯. 他自己研讀古典、哲學、神學直到 20 歲父親過世, 不過公爵大人覺得年輕人資質不錯, 所以持續金援他, 拉卡伊的生活與教育經費一時還不成問題. 不過本來想當神職人員的拉卡伊實際上超愛數學跟天文學, 神學有人教, 天文學就得自學啦, 果然小孩要有出息就要念自己有興趣的東西, 念著念著... 拉卡伊沒當上牧師, 倒是當時巴黎天文台台長卡西尼 -- 就是那個命名土星環卡西尼縫的卡西尼的兒子, 給了份觀測工作.


從此拉卡伊憑著自學的功夫, 當然還有天生的熱情進行量測/製作法國海岸線地圖的任務, 後來也帶領度量從北極越過巴黎到赤道的經線的測量團隊, 這個任務希望能精確驗證是否地球是略呈橢圓形? 而且橢圓的胖是胖在肚子區的赤道附近? 拉卡伊的傑出表現讓他被選進巴黎皇家科學學院, 同時也得到一份教職, 拉卡伊在這邊建了座小天文台, 開始系統化的觀測星星位置, 運行軌跡, 而且大量書寫其閱讀的天文, 數學, 光學... 等資料, 到 1730 年代後期, 拉卡伊在學院已經擁有相當穩固的地位與聲望了.


當年還不到 30 歲的拉卡伊年輕力盛, 他雄心壯志的向學院提案想去南半球的好望角作天文觀測, 這個提案一直到 1750 年才通過, 當時他已經快 40 歲了. 同年的 11 月搭上船, 然後歷經大半年, 終於在隔年四月抵達開普敦, 當時接待他的是荷蘭東印度公司. 拉卡伊有張荷蘭奧藍治王子的推薦信, 所以當地的荷蘭官員也熱情相待, 提供拉卡伊所需的各項物資, 包括一座天文台. 拉卡伊使用裏面一隻焦長 14 英呎的折射鏡觀測木衛蝕, 記錄掩入掩出的時間, 再對照於巴黎或倫敦的地理經度位置, 並計算預測相同事件掩出入時間, 進而製作一份可從任何地理位置算出精度的對照表 (是這樣嗎? 不知道有沒有了解錯誤? ^^")... 為什麼跟荷蘭有關? 我還查了半天的荷蘭歷史, 看完之後覺得好複雜喔, 不敢亂寫.



過了幾個月, 時序進入南半球的冬天, 從 8 月起拉卡伊才開始進行他此行的正事 -- 製作南天的星圖星表. 不過第一件令人頭大的事就是碰到當地強烈的東南風, 吹得他完全無法進行精確測量, 尤其當時的望遠鏡都無敵長焦, 動輒就是十幾英呎, 風一吹抖得像什麼一樣... 最後拉卡伊決定改用一隻 0.5 吋 -- ㄜ... 沒錯!! 口徑 1.3 公分, 只比 iPhone 手機 Home 鍵大一點點, 焦長 26 吋 (66 公分) 的望遠鏡, 固定在航海用的六分儀上做測量. 至於怎麼量? 請原諒我的無知~~ 雖然 google 了一堆六分儀的原理, 不過資質實在太愚鈍, 怎麼看都看不懂 >"<...... 大致上好像是這隻迷你望遠鏡的焦平面上有個 "V" 形線條, 當星星接近天頂時計算通過 "V" 那兩條線的漂移時間, 而且量好幾次後取平均, 這樣就能算出 RA, 然後兩次時間的差異對比刻度中央就能算出 DEC -- (寫得超心虛啊!!), 不過重點是, 拉卡伊沒有助手, 前面講的所有定位、測量、計時、計算、紀錄... 全都他自己一個人來.


圖是引用南非天文協會的


很厲害吧? 還有更厲害的呢... 原先學院希望他能做到 3 ~ 4 等星圖, 算起來大概也有幾百顆星, 能夠量完也是夠厲害的; 但這位狂人做了幾顆你猜? 什麼幾百顆? 他居然做了快 1 萬顆!! 歷經 11 個月, 總共 110 次觀測, 每次觀測至少 8 小時, 還有 16 次從黃昏測到天明的馬拉松式觀測, 期間數不清的頭痛、風濕痛、發燒... 都無法阻止他, 拉卡伊最後竟觀測以及記錄了南迴歸線以南的 9,766 顆星星, 深到 8 等. 這有多厲害呢? 比較一下好了... 艾德蒙.哈雷先生, 也是很勤奮的天文家喔, 1676 ~ 1678 花了近 2 年時間, 在南大西洋小島總共也只測量 341 顆星.


除了這 9 千多顆星, 拉卡伊也記錄了 42 個包括珠寶盒星團、Eta Carinae 星雲、Omega 星團... 等著名的南天深空天體目標, 比起 20 年後的同胞梅西爾先生公佈的目錄毫不遜色, 可惜那隻望遠鏡實在太小隻, 否則以他這種觀測的狠勁, 不知道會搞出什麼曠世巨作呢.



拉卡伊把這些資料寄回巴黎科學學會後大家也很頭痛, 因為散落天際的這麼多顆星大多沒有任何分界可以組織, 於是拉卡伊決定要發明一些星座. 出生於歐洲啟蒙時期, 也沒有什麼古典的 (神啊, 帝王啊...) 負擔, 他命名的星座都是身邊很務實的東西, 比如說: 畫架、雕刻師的工作坊、顯微鏡、望遠鏡、目鏡、化學家的燒爐... 之類的, 唯一的例外是山案座 (Mensa), 這也是目前我們通用的星座裏唯一以地理目標命名的星座, Mensa 是開普敦著名的地理景觀, 命名它是因為大麥哲倫雲總是躺在山案座上方, 就像一片山上的雲.

拉卡伊不只測量恆星, 他也測量行星月亮與這些恆星的相對位置, 回到巴黎後再與在德國觀測的同事同時期的量測資料作比對, 校對, 進而修正了許多原來太陽系的觀測資料. 這麼善用資料, 要是生於現在的大數據時代, 成就應該更不得了. 而且他不只晚上測量, 白天也測量, 除了他測量經度的老本行外, 他還測量海岸、測量岩石、測量植物、測量動物的毛皮... 真是萬物皆可測量, 太不可思議了. 完成觀測後他花了 10 個月搭船回家, 沿途經過的小島要測量, 印度洋當然也要測量... 總共歷經了 3 年 8 個月, 終於在 1754 年的 6 月 28 號回到巴黎, 受到英雄般的歡迎!!


回來之後拉卡伊開始整理資料, 製作了南回歸線以南的星圖, 以及他的 14 個新星座, 包括拆分了巨大的南船座為船帆、船底、船尾. 從 1756 到 1761 他繼續測量行星月亮以及恆星與黃道線的相對位置, 還有彗星, 並大量寫作與計算甚至包括大氣的折射率... 而且還一直夢想再來一次南半球之旅. 可惜歷經 27 年沒日沒夜的辛苦工作終於得付出代價, 從 1762 起他的舊疾、新病一一報到, 同年 3 月 21 日就病逝於巴黎, 當年他才 49 歲呢.



如果說拉卡伊的生產力冠於同時期的所有同儕並不為過, 甚至說他們觀測的數量全加起來也比不過拉卡伊一個人也沒問題, 拉卡伊的確是那個時代最偉大的觀測與資料記錄者, 他辛苦的成果嘉惠無數後來在南半球的探險家、航海家, 也為後來的天文學家、地理學家... 奠定穩固的觀測研究基礎. 而對大部分平凡的你我而言, 還有個很重要的意義, 拉卡伊 "距離" 我們很近, 他不像牛頓一樣有如此天才創新思考的能力, 也不像幾十年後的威廉赫歇爾如此高調發表觀測成果, 他能做的坦白說我們也能做, 不需要有超人的 DNA, 只有無限的毅力與努力, 因此很勵志的告訴我們: 有志者事竟成, 人生總是一分耕耘一分收穫...


當然, 這只是我個人的想法啦.




最近天氣不好沒什麼機會看星星, 這是難得測試 SXP 載 TEC 140 時順便畫的

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