巴黎天文台的子午线厅,或卡西尼厅
1666年,法王路易十四下令建造巴黎天文台。1667年的仲夏节(通常在夏至前后),科学院(法国科学院的前身)确定了天文台的具体位置,并以此为基准设定了子午线,也就是所谓“巴黎子午线”或“法兰西子午线”(la Méridienne de France)。此后,在乔万尼.卡西尼和雅克.卡西尼的组织下,法国学者展开了大规模的大地测量,仔细测量了地球的子午线和周长。
*.值得一提的是,来自意大利的卡西尼家族连续四代掌管巴黎天文台,这一百多年来,他们一直领导着法国的天文和大地测量工作。
哈里森的第一台航海钟
设定子午线的主要目的,是为了确定方位,测算时间。在地球上,经度每相差15度,时间就会相差1小时(360/24)。18世纪初,英国木匠约翰.哈里森发明了体积小巧,走时准确的航海钟。之后,皇家天文学家(英国地位最高的天文学家,大致相当于中国钦天监的*)弗拉姆斯蒂德和哈雷开发了精确的月角距导航法,通过航海历和航海钟,海员们能够很容易的确定自己所在的位置。
在法国之后,欧洲各国也陆续开展了大规模的测绘,并以本国的某地(一般是首都)作为子午线的起点。在普鲁士,子午线的基准位于柏林,在丹麦,基准在哥本哈根,在俄国,基准在圣彼得堡的普尔科沃天文台,而在英国,子午线则以伦敦的格林尼治天文台为基准。
1765-1811年间,皇家天文学家内维尔.马斯基林根据格林尼治子午线,编写了49期《航海历书》(The Nautical Almanac)。这部《航海历书》影响力非凡,甚至连法文译本中也保留了以格林尼治作为基准的测算方式,尽管法国的天文历书Connaissance des temps(意为时间之书,这是世界第一部天文年鉴)中的其他表格都以巴黎子午线为基准。
可以想见,随着《航海历书》的流行和大英帝国的发展,越来越多的船只开始以格林尼治子午线作为航海定位的标准。于是英国的子午线,逐渐成为更多人的第一选择。
艾里确定本初子午线所用的子午仪,子午仪的望远镜只能沿着子午线上下移动,它可以用来测定恒星通过所在地子午线的时间,确定星体的位置
1851年,皇家天文学家乔治.比德尔.艾里以格林尼治天文台的子午仪为基准,设立了新的子午线,也就是后来的“本初子午线”。当时,超过三分之二的船只都已经使用格林尼治子午线作为导航的参考,艾里的子午线也就顺理成章的成为了最通用的子午线。
为了统一世界各地的导航基准和铁路时刻表,1871年的第一届国际地理大会上,通过了一项议案,赞成将格林尼治子午线用于航海图,并提议15年内强制实行。1884年,美国总统切斯特·艾伦·阿瑟提议举办国际子午线会议,以确定全世界经度和时间计算的基准。26个国家的41个代表齐聚华盛顿,参与了这场决定人类时间和方位的大会。
格林尼治天文台的本初子午线
在会议上,法国、巴西和多米尼加代表提议本初子午线应当绝对中立,不应割裂任何大洲。法国天文学家皮埃尔.让森提议以白令海峡,或者亚速尔群岛作为中立子午线的基准,也有人提议以吉萨大金字塔作为子午线标准。但最终,会议还是以22票通过的结果选择了格林尼治的子午线作为世界经度计算的标准,并确定了东西各180度的经度计算方式。这条子午线,也因此被称为本初子午线。
十年之内,绝对多数国家都按照会议精神,调整了时间和经度的基准。固执的法国则直到1911年才采纳了本初子午线作为计时标准,在1914年才以本初子午线作为航海标准。直到今天,一些法国地图上还以巴黎作为子午线的基准。为了解决不同计时方法造成的差异,1912年在巴黎成立了国际时间局,1987年,时间局的职责由国际度量衡局和国际地球自转与参考系统服务接管。
从本初子午线的演变中不难看出,经度的起点,经常随着国际局势的变化而改变。在15世纪末,经度的标准取决于当时最强大的两个殖民帝国:西班牙与葡萄牙,在17-18世纪,经度的标准来自于欧陆第一强国:法国,从19世纪末至今,经度的标准又转移到日不落帝国的心脏:英国。而东西半球的划分,相对来说就简单的多了。