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科学远征—丈量天地(4)
http://www.100md.com 2019年6月15日 《百科知识》 2019年第12期
     沙普:用生命换来完美数据

    披读金星凌日浩瀚的典籍,处处都会看到法国天文学家沙普的名字。他曾勘测洛林地区的经线,确定2颗彗星轨道,并和卡西尼、让蒂尔一起在巴黎观察过1753年5月6日的水星凌日。受法国科学院派遣和俄国伊丽莎白女皇邀请,沙普的4人小队于1760年11月动身前往西伯利亚首府托博尔斯克—那里是1761年金星凌日过程最短的“哈雷极点”,因此格外特殊和重要。携带着半吨重的设备,从巴黎到维也纳,从华沙到圣彼得堡,马车先后在路上散了架,那些温度计、气压计等科学仪器也几乎全都碰破颠碎。乘坐马拉雪橇跨过封冻的伏尔加河和乌拉尔山,进入无边的西伯利亚干草原和浑莽的大沼泽,屈指行程5000千米,终于在1761年4月10日到达托博尔斯克。

    从1769年到2012年,经过一个金星凌日的“轮回”,在墨西哥的圣何塞-德尔卡波,人们为沙普立了一座纪念碑
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    滴水成冰的严寒,眈眈在侧的狼群,沙普到镇外小山丘上建起天文观测站,并抓住5月18日的月食,再次测定托博尔斯克的精确经度。这年春汛来得早而凶猛,淹没了两岸多处村庄,当地百姓怪罪这些外国人的神秘活动冒犯了太阳,招致了老天震怒和降灾。所幸当局派来哥萨克士兵担任警戒,确保了考察队的人身设备安全。

    1761年6月6日,天如人愿,百事顺遂,沙普精确记录了金星凌日5小时48分50秒的全过程,并在他的天文台外帐篷里架设望远镜请当地政要一饱眼福。途经圣彼得堡停留期间,沙普会见了罗蒙诺索夫并发表了观测数据,还把珍稀的猛犸牙齿带回巴黎,此后写下了三大卷《西伯利亚纪行》。他的两个侄子都是受到这本书的鼓舞走上了科学道路。

    1769年,沙普再次投身于全球天文学家对金星凌日的“围猎”大行动。原计划去所罗门群岛进行观察,但宗主国西班牙只批准他们到拉美地区的下加州半岛,比起英国科学家完全被拒绝,这已经非常幸运了。1768年9月18日,沙普和王室工程师泡利、钟表师杜波伊斯、青年画家诺埃尔一行离开巴黎。在卡迪斯按照法院命令吸收了西班牙官员多兹和麦迪纳。共28人乘坐一条仅有12名水手的小船,驶往万里迢遥的拉丁美洲。1769年5月19日到达下加州尽头的圣何塞-德尔卡波。这里便是沙普远征的终点和梦想的归宿。
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    他们迅速搭建起“天文台”,把带来的象限仪、摆钟和3个多隆德消色差望远镜安顿停当。简陋的泥棚,房顶开3个孔洞,平时用布遮蔽,观察时才露出天空。6月3日艳阳高照,纤云扫迹,一丸金星缓缓掠过日轮。仆人在旁边大声读秒。沙普和多兹、麦迪纳各自守着一台望远镜,凝神屏气捕捉天上的一脉一息,准确记下每个重要的时间节点和金星轨迹弦线与太阳赤道的夾角,整个观察可谓尽善尽美。5个半小时下来,沙普全身已经被汗水湿透。他们彼此热烈祝贺,并和金星凌日做最后的世纪告别,深深庆幸没有辜负这次旷世机缘。

    然而沙普未曾料到,蓝天丽日和旖旎风光下,死神正向他们张开黑色斗篷。登岸伊始便听说这里已有三分之一人口在瘟疫中病逝,当时完全来得及更换地点到西南18英里(约29千米)的圣卢卡斯。但沙普认为宁可让生命冒险,不能让观测闪失。金星凌日2天后,多兹、麦迪纳和11位随员开始发病。沙普靠从巴黎带来的一本医书和少量药品紧急应对,不久自己也受到传染。用泻剂治疗稍有好转,沙普又带病坚持观察6月19日的月食,以便更好确定当地的经度。此后病势渐沉,8月1日不幸去世,年仅42岁。一代“天文探路者”被草草埋葬在下加州的无名地。此时村内人口已死去四分之三,金星凌日科考队残存的队员仍然抱病坚持观察木星的伽利略卫星掩食,来校准当地经度。直到生命最后一刻,他们的心灵都和天上的星辰相伴相依。沙普临终前在病床上说:“生命即将结束,但我因完成了使命而感到幸福。”
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    泡利害怕自己难以康复和生还,曾把沙普的观察报告和日志收进一只书箱寄放在西班牙总督府并谆托运回法国。直到9月,幸存的9名科考队员才取道墨西哥城返回欧洲。最终踏上故国土地的,只剩下泡利、诺埃尔和多兹3人。巴黎天文台台长卡西尼从泡利手中接过沙普的遗稿并亲自进行整理编纂,1772年正式出版。沙普和众多同伴埋骨地球的另一端,却向他的时代交上了最完美的答卷。

    18世纪两次金星凌日的观测大行动,是气贯长虹的人类史诗。遍布世界的天文学家用生命和忠诚换来的数据汇集起来,我们这颗行星便产生了新的智慧。曾经为世界选定金星凌日观测点的法国著名数学家拉朗德和诸多同辈争先恐后,用哈雷和德利勒创建的方法,对1761年的130处观察数据和1769年的154处观察数据进行系统归纳和精密计算,终于得出空前伟大的结论:太阳的视差为8.5弧秒,太阳到地球的平均距离为1.53亿千米。和目前公认的1.496亿千米十分接近。

    世界上从此有了“天文单位”这把得心应手、通用共享的“量天尺”。人类不仅将整个太阳系各行星的边邻四至尽收眼底,还向着辽阔的宇宙空间张望,并从此开始了国际合作的大科学时代。, 百拇医药(赵致真)
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