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為米制基準(zhǔn)獻(xiàn)身的兩位科學(xué)家

發(fā)布時(shí)間:2008-04-13 作者:馮俊杰 來源:www.jlbjb.com 瀏覽:3172

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  1792年,法國科學(xué)院決定創(chuàng)造一個(gè)全球通用的量度單位:這個(gè)單位將是北極到赤道距離的1千萬分之一。為此,兩位法國天文學(xué)家從巴黎出發(fā),相背而行。他們要測(cè)出從敦刻爾克經(jīng)由巴黎到巴塞羅那的子午線弧段。

   博學(xué)多才的讓-巴蒂斯特-約瑟夫·德朗布爾向北走,細(xì)致認(rèn)真的皮埃爾-弗朗索瓦-安德列·梅尚往南走。

  一旦兩人達(dá)到目的地,他們就開始測(cè)量彼此之間的距離。從1792年到1798年近7年的時(shí)間里,這兩位科學(xué)家的足跡穿越了革命戰(zhàn)火紛飛的法國大地。德朗布爾曾在巴黎郊外幸運(yùn)地躲過斷頭臺(tái),梅尚則在法國與西班牙的戰(zhàn)爭(zhēng)中一度困在敵后并被囚禁。

  但是,兩人終于在南部要塞卡爾卡松會(huì)合。他們從那兒返回巴黎,把獲得的資料交給一個(gè)國際委員會(huì)。人們像迎接英雄一樣迎接他們,并做成一根1米長(zhǎng)的純鉑棒來紀(jì)念他們的計(jì)算結(jié)果。法國當(dāng)時(shí)的新統(tǒng)治者拿破侖·波拿巴稱:“勝利如過眼煙云,但這項(xiàng)成就將永存于世?!?/font>

  由于受當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)與數(shù)學(xué)理論發(fā)展局限,兩位在18世紀(jì)受命算出1米有多長(zhǎng)的法國天文學(xué)家在計(jì)算中將不規(guī)則的地球錯(cuò)誤假設(shè)成規(guī)則球體,在計(jì)算過程中尚未懂得應(yīng)用最小二乘原理使儀器誤差和觀測(cè)誤差極小化,他們得出的1米比實(shí)際應(yīng)有的的距離短了0.2毫米。更糟的是,這兩位科學(xué)家細(xì)致的計(jì)算過程似乎使他們找不出出現(xiàn)誤差的原因,從而無法修正,也就是說這個(gè)錯(cuò)誤一直保留到今天。梅尚發(fā)現(xiàn),他在兩個(gè)夏天從同一個(gè)地方得到的讀數(shù)不能吻合。為了修正這一錯(cuò)誤,他再次出行,1804年不幸死于瘧疾。

  1817~1819年間,法國科學(xué)家拉普拉斯把概率論用于提高大地測(cè)量資料的準(zhǔn)確度,拉普拉斯的誤差理論用最小二乘原理使儀器誤差和觀測(cè)誤差極小化,他著有論文《概率測(cè)地公式在巴黎子午線測(cè)量中的應(yīng)用》。他的助手德朗布爾等在1796年只用了27個(gè)三角網(wǎng)資料,而拉普拉斯用了全部700個(gè)三角網(wǎng)原始資料,算出了不同子午線長(zhǎng)度量級(jí)的誤差概率,得出巴黎子午線長(zhǎng)度的最優(yōu)值。正是拉普拉斯數(shù)學(xué)理論的進(jìn)展與實(shí)際應(yīng)用,才修正了梅尚與德朗布爾的計(jì)算誤差。但這也不是最后的結(jié)論。普朗克說過,在科學(xué)的發(fā)展中,一個(gè)概念從來都不會(huì)是剛開始就以其最后的完整形式出現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)代衛(wèi)星的測(cè)量結(jié)果,從極點(diǎn)到赤道的經(jīng)線長(zhǎng)10002290米。

  德朗布爾Delambre,Jean-Baptiste-Joseph(1749-09-19,法國亞眠~1822-08-19,巴黎)法國天文學(xué)家。曾編制天王星位置表。1788年達(dá)西建造一座天文臺(tái)供德朗布爾使用。他在這座天文臺(tái)中幾乎不間斷地進(jìn)行觀測(cè)和計(jì)算,并于1792年出版《太陽、木星、土星、天王星和木衛(wèi)星表》。1795年起在經(jīng)度局任職。1792~1798年,他測(cè)量了從法國的敦刻爾克到巴塞羅那的子午線弧段,并在《公制的基礎(chǔ)》(3卷,出版于1806,1807,1810)一書中詳細(xì)介紹了這項(xiàng)工作。1807年成為巴黎法蘭西學(xué)院天文學(xué)教授。經(jīng)度局于1817年重新出版他的《木衛(wèi)星表》。為紀(jì)念他的功績(jī),月球上有一座大環(huán)形山用他的名字命名。

  梅尚Mechain,Pierre(-Francois-Andre)(1744-08-16,法國拉昂~1804-09-20,西班牙卡斯特利翁-德拉普拉納)法國天文學(xué)家和水文學(xué)家,和J·德朗布爾一道,在1792~1798年間測(cè)量了從敦刻爾克到巴塞羅那的子午弧,為國民議會(huì)所要求的米制長(zhǎng)度單位建立基準(zhǔn)。他還發(fā)現(xiàn)了11顆慧星,并計(jì)算了它們和其他已知慧星的軌道。梅尚生于貼涂天花板巧匠家庭,他在早年就顯示出卓越的數(shù)學(xué)才能。在18世紀(jì)70年代,他在凡爾賽海圖檔案館任水文師。后他從事天文學(xué)研究,1782年,因?qū)坌堑难芯揩@得成果而進(jìn)了皇家科學(xué)院。此外,他還發(fā)現(xiàn)許多星云,后來由C·梅西葉收入其著名的星團(tuán)星云表中。

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