圣叙尔比斯日规
圣叙尔比斯日规是坐落在法国巴黎圣叙尔比斯教堂内的天文测量装置。它的晷针被设计成在地面上投射出日影，用来测量太阳在天空中的位置。在近代的早期，法国和义大利的一些教堂为了更好的测量一些天文事件，在设计上都会安置日规和晷针。这些教堂包括在义大利佛罗伦斯的圣母百花圣殿、波隆那的圣白托略大殿和在罗马的修道院[1]。 但这些日规最终都因为望远镜的强大威力而被废弃了功能[2]。
构造[编辑]
圣叙尔比斯的日规是教会大厅构成大跨度十字形耳堂的一部分。教堂本身是一栋巨大的建筑物，是继巴黎圣母院之后，第二大的教堂。
这个系统最初是在教堂地上的一条子午线，由镶嵌在白色大理石内的黄铜线标示，是严谨地朝向南北方向的轴线[3]。这并不是路易十四建立的巴黎子午线，那条线位于西方数百公尺，穿越过巴黎天文台 [4]。
阳光穿过十字形耳堂朝向南方的一个高度25公尺的彩绘玻璃窗口，形成一个小小的圆盘投射在地板上。这个光影在每天正午，太阳抵达最高点时会投射在子午线上[3]。每一天，太阳跨过本初子午线的位置，取决于太阳于正午时在天空中的高度[3]。在子午线上有一个被镶上黄金的小点，这是太阳在分点时光影所在的位置；它的位置正在祭坛的前方[5]。
在子午线的一端有一个大理石的方框，这对应于太阳在 夏至（大约是每年的6月21日）时，在最高点的位置（在圣叙尔比斯教堂的太阳高度是64°35'）[3]。
在另一端是方尖碑的造型，当阳光照到顶部的尖端时，是太阳在子午线上位置最低的日子（在圣叙尔比斯教堂的太阳高度是17°42'）[3]。如果没有这个方尖碑，太阳的光影将投射在教堂的墙壁上，距离地板约20公尺的高度上[3]。
日规的使用法[编辑]
最早倡议建造圣叙尔比斯日规的是Jean-Baptiste Languet de Gergy，圣叙尔比斯的本堂神父（从1714年任职至1748年）[4][6]。他最初希望能建造出可以精确显示时间的天文钟，以便能在一天中最重要的时刻敲响钟声。因此，他委托英国钟表匠亨利·萨伦来制造这个日规[4]。
日晷也已经可以通过正确定义的平时修正，来正确的显示时钟时间；平时（时钟显示的时间）只是真时（从太阳在天空中的视运动推导和显示的时间，大约就是日晷显示的时间）的平均值。真时与机械的平时在整年中相差的时间可以达到 ±16分钟，这些变化被编纂成为均时差[4]。然而，亨利·萨伦还来不急完成这个专案，只完成了教堂地板上的子午线，就在1728年过世了。这个专案后来由邻近的巴黎天文台在一年后完成[4]。
官方时间的计算[编辑]
圣叙尔比斯子午线上的太阳光影给出的时间是当地正午的真时。为了得到法国的官方时间，下面的计算是必须的[4]：
或者，更简单的解决方案是查阅年历所给的日出和日落时刻，计算时间的跨度，给出太阳对应中间，位于最高点的时刻。这样得到太阳抵达最高点的官方时刻，也就是太阳的光影落在圣叙尔比斯子午线上的时间[4]。
从春分点计算复活节[编辑]
在第一次的尝试之后，Languet de Gergy在1742年恢复了这个专案，目的是正确的订出春分和复活节[5]。担任这项任务的是法国科学院的成员，Pierre-Charles Le Monnier[2][5][6]。
在方尖石碑底部的铭文提到查理斯·克洛德·勒·蒙尼埃，以及拉丁文的日规任务："Ad Certam Paschalis AEquinoctii Explorationem"（"要确定春分点后的复活节"）[5]。
复活节是源自犹太人的逾越节，这标示著来自埃及的犹太人得到自由。在传统上，这个日子落在犹太阴历尼散月的第14天，是在春分之后的第一个满月之后[5]。罗马的基督徒已经改用12个月的日历，首先是一直使用到1582年的儒略历，然后是格勒哥里历。自从西元325年的第一次尼西亚公会议，西方教会就要求将复活节的庆典定在3月21日之后的第一个满月或是星期日，而在当时确实是定在春分后第一个满月后的星期日。儒略历因为不够精确，在16世纪时，3月21日已经落后春分10天，采用格勒哥里历修正了这个问题[5]（东正教的基督教继续采用儒略历来推算复活节）。因此，Languet de Gergy希望通过日规的精确验证春分点，以确定复活节的日期。
黄道倾角[编辑]
勒·蒙尼埃从1744年开始，进一步使用日规建立黄道的变化，或说是地球自转轴倾角的变化[5]。这些努力记录在子午线南端的饰板上，在南十字耳堂："Pro nutatione axios terren. obliquitate eclipticae"（"为了地球自转轴的章动和黄道的倾角"）[5]。
在覆盖在石块饰板上的一块铜匾提到，在1744年的黄道倾角是23°28'40".69 [5]。从1745年到1791年，勒·蒙尼埃在每个夏至都会拜访圣叙尔比斯教堂，聚精会神的仔细观察来自采绘玻璃窗口投射在地板上的清晰影像，并且记录下影像在正午时的精确位置。从这些观察，它计算出倾角每世纪改变45"（确切的数值是每个世纪46".85）[5]。
近日点[编辑]
日规还可以测量地球过近日点（地球以椭圆轨道绕行太阳，最接近太阳的距离）的日期，通过测量太阳在方尖碑上的影像大小，并且找出它最大的时刻[5]。近日点发生于接近冬至的期间，因此当时的影像在正午时是在方尖碑的顶端，而不是在教堂的地板上。
辟谣[编辑]
尽管这座教堂在1714年还是一无所有，绝不可能有异教徒的天文仪器，有些人对圣叙尔比斯日规赋予了神秘学的意义。达文西密码的作者，丹·布朗在书中形容这是异教的天文仪器（……）远古时代的日规，一旦站在这个异教徒庙宇的遗迹，就会有非常异样的感觉[6][7]。尽管方尖碑的制造日期是1743年，布朗也将它说成是埃及人的方尖碑[7]。他也误将圣叙尔比斯的子午线说成是巴黎子午线：在很久以前，格林威治尚未建立之时，本初子五线，也就是经度线的0度经线，就通过巴黎和圣叙尔比斯教堂。然而，巴黎子午线是相距数百公尺外的子午线，它们是不同的[6][7]。
建造圣叙尔比斯教堂日规的时间，正当罗马教会放松反对伽利略理论的立场之际。他的作品在教廷的同意下，被刊登出来。1757年，教皇也将伽利略的著作从禁书目录中移除[7]。
天使与殉教者圣母大殿[编辑]
在罗马的天使与殉教者圣母大殿也存在著类似的日规建筑，以协助计算复活节的日期[8]，是弗朗切斯科卞（Francesco Bianchini）受到教宗克勉十一世的委托设计，在1702年完成[9]。
相关条目[编辑]
注解[编辑]
- ^ A journey in Carniola, Italy, and France, in the years 1817, 1818 by William Archibald Cadell p.154 [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ 2.0 2.1 The sun in the church: cathedrals as solar observatories J. L. Heilbron p.219 [2] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Rougé, p.5-6
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Rougé, p.7-12
- ^ 5.00 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.10 Rougé, p.10-14
- ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 The real history behind the Da Vinci code Sharan Newman p.267
- ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 Rougé, p.15-19
- ^ Wayne Orchiston (editor), The New Astronomy: Opening The Electromagnetic Window and Expanding our View of Planet Earth, pages 302-303 (Springer, 2005). ISBN 1-4020-3723-6
- ^ J. L. Heilbron, The Sun In The Church: Cathedrals As Solar Observatories, page 148 (Harvard University Press, 1999). ISBN 0-674-85433-0
参考资料[编辑]
- Rougé, Michel The Gnomon of the Church of Saint-Sulpice, Church of Saint-Sulpice, Paris, 2009.