歷史 物理

巴斯的天空

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撰文者:高崇文
發文日期:2016-06-30
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  • 每次想到巴斯,總覺得那裡的天空一定是灰矇矇,正滴著雨的模樣。這個印象應該是來自珍.奧斯丁的小說“勸服”中的一幕。女主角Anne Elliot 跟她姐姐在逛Milsom 街(你相信嗎?2011年這條街還被選作英國最時髦的一條街呢!) 遇到一陣西北雨,躲到Molland’s (一間出名的糕餅鋪,聽說那裡的杏仁餅是人間美味!) 躲雨時,與男主角Wentworth 艦長不期而遇,再度重逢,男主角驚訝之餘對著Anne 說:“雖說我昨天才剛到巴斯,但我可是做了萬全的準備,瞧,(指著他手上的新傘),你要是堅持要走,就請拿著這把傘吧!”大概是這段情節太過生動,讓我產生巴斯老在下雨的錯覺。
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                     珍.奧斯丁(Jane Austen, 1775-1817, Wikimedia Commons)
           
    在小說中,八年前男女主角墜入愛河,締結婚約,然而在周遭勢利的家人全力反對下,Anne忍痛悔婚。Wentworth 傷心欲絕,為了治療情傷,他全力投入海軍的工作。八年後,Anne揮霍無度的從男爵父親負債累累,只得將產業租給剛打敗拿破崙,名利雙全的軍官。豈知承租的人正是Wentworth 艦長的姐夫,於是乎兩人在百般尷尬下又重逢,但是落花有意,流水無情,Wentworth艦長似乎忽略年華不再的Anne(二十八歲的Anne早已超過當時的適婚年齡了) 刻意討好Anne 妹妹的小姑Louisa Musgrove。但是在一場意外中Louisa受傷失去意識,幸虧能幹的Anne處置得當,挽回了Louisa的生命,而Wentworth 艦長也卸下心防,放下當年的傷痕。意外之後,Anne前去巴斯與父親、姐姐一起住在巴斯,而Wentworth 艦長也來到巴斯,這一場雨中重逢的戲碼就是在這樣似有若無的情愫下展開小說的第二部。

    其實小說的作者珍.奧斯丁本人就曾在巴斯住了五年,(1801-1806) 當她父親從牧師退休後想要享享清福,就跟妻子與兩個未出嫁的女兒一起搬到當時以成為上流社會最時興的渡假聖地--巴斯。然而珍.奧斯丁討厭這個表面歡樂喧鬧的地方,而在她最後一本小說“勸服”中,借著女主角的態度來表達她對巴斯的厭惡。萬萬沒料到的是攝政時期的巴斯卻在她的筆下得以不朽,兩百年後我們還得以想像其風情。而巴斯的天空,也非總是迷迷矇矇,就在她搬到巴斯的二十年前,一件驚天動地的大發現就發生在巴斯的天空呢。更特別的還是一對業餘的天文學家兄妹所發現的。他們就是發現天王星的威廉.赫歇爾(Frederick William Herschel)與他的妹妹,也是助手的卡蘿琳.赫歇爾(Caroline Lucretia Herschel)。

    這對兄妹不是英國人,而是出生在日爾曼的漢諾威選帝侯國。那他們怎麼會跑到英國去呢?原來漢諾威選侯喬治的母親索菲亞是英國國王詹姆士一世的外孫女。(詹姆斯一世是安妮女王的祖父) 而在1714年,英國女王安妮駕崩無嗣在喬治一世的前面原本還有五十位血緣關係和安妮女王更接近的外國貴族,但他們全是天主教徒,依照國會在1701年通過的法案,都不能繼承英國王位。所以漢諾威選侯繼承了英國王位,變成喬治一世,他是英國漢諾威王室的第一位國王,同時身兼漢諾威選帝侯。所以當時漢諾威選侯國與英國關係非常密切。

    威廉與卡蘿琳的父親Isaac是漢諾威軍樂隊的雙簧管手,而威廉跟他的哥哥也都在軍樂隊裡任職。七年戰爭時法軍佔領了漢諾威,十九歲的威廉與他的哥哥雅各一起逃到英國去。威廉是個聰明小伙子,一下子英文就講得嚇嚇叫。為了謀生方便,他還把名字從Friedrich Wilhelm Herschel 改成Frederick William Herschel。

    威廉憑著他的音樂天賦,不僅原先就會的雙簧管,還學會了豎琴與管風琴呢。在各地的管弦樂團流浪了一陣子之後,1766年他終於落腳在巴斯,除了擔任Milsom 街上的Octagon 禮拜堂的管風琴師之外,還要負責當地長年不斷的各式音樂會活動的總監。而小他十二歲的妹妹卡蘿琳也在1772年從故鄉漢諾威前來依親。卡蘿琳在十歲時得了斑疹傷寒,痊癒後卻身高維持在四英尺三英吋,長不高了。這對小卡蘿琳是個非常大的打擊,然而她的父親還是儘量地教育她。當她到了巴斯之後,一方面幫她哥哥料理家務,同時也學習聲樂以及豎琴,後來還變成她哥哥的音樂班底。

    現在我們很難想像一個忙碌的樂師會變身成為一個熱衷觀星的業餘天文學家。一開始威廉偶然購得James Ferguson所寫的天文學,大感興趣,之後威廉結識了John Michell 牧師,Michell牧師 不僅是個業餘小提琴手,本身對地理學,光學乃至於天文學都很有研究。在耳濡目染下威廉開始自己製造望遠鏡。據說威廉可以一天十六個小時都在磨透鏡!雖然卡蘿琳很想在音樂方面更上一層樓,無奈哥哥一心只想觀星,卡蘿琳只能當他的助手。皇天不負苦心人,當威廉把做好的望遠鏡架在自家後院時,他們兄妹的人生即將展開新的一頁,而且是他們連做夢都想不到的一頁。


     從1779年十月起威廉開始有系統地搜索星空。1781年3月13日,英國威廉在於他位於巴斯新國王街19號自宅的庭院中觀察到一個未知的星體,一個類似盤狀的物體。在4月26日最早的報告中他把它稱為「彗星」。在他的紀錄上寫道:「在與金牛座ζ成90°的位置……有一個星雲樣的星或者是一顆彗星」。四天後他接著註記道:「我找到一顆彗星或星雲狀的星,並且由他的位置變化發現是一顆彗星」。他發現這顆星體的直徑會隨著光學倍率成比例地放大,而且在高倍率下它變得朦朧,所以它絕不會是一般的恆星!當威廉將發現提交給皇家學會時,他還是把它當成彗星,不過卻含蓄地將它跟行星相提並論。
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    威廉 及卡蘿琳兩兄妹正在拋光望遠鏡的透鏡 (1896年, CC BY 2.0)。

    當威廉繼續謹慎地以彗星描述他的發現時,其他的天文學家已經另作它想了。皇家天文學家Nevil Maskelyne在4月23日寫信給他說:「我不知該如何稱呼它,它在接近圓形的軌道上移動很像一顆行星,而彗星是在很扁的橢圓軌道上移動。我也沒有看見彗髮或彗尾。」。時在聖彼得保堡的天文學家Anders Johan Lexell估計它到太陽的距離是地球至太陽的18倍,但是從來沒有彗星在近日點四倍於地球至太陽距離之外被觀測到。柏林天文學家Johann Elert Bode描述威廉的發現像是「在土星軌道之外的圓形軌道上移動的恆星,可以被視為迄今仍未知的像行星的天體」。Bode斷定這個以圓軌道運行的天體與其說是彗星不如說是一顆行星。威廉本人告訴皇家天文學會的主席Joseph Banks爵士:「經由歐洲最傑出的天文學家觀察,顯示這顆新的星星,我很榮耀地在1781年3月指認出的,是太陽系內主要的行星之一。」。這可是千百年來,人類第一次發現在土星外還有新行星!九個月他就獲頒科普利獎章,並獲選成為英國皇家學會會員。
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    1781年3月13日,威廉在觀察到Uranus(喬治之星),而卡蘿琳在一旁做記錄(Wikimedia Commons)
     
    Maskelyne要求威廉為新行星取名,威廉決定將它命名為「喬治之星」(Georgium Sidus),希望得到喬治三世的青睞。1782年,他終於被喬治三世接見,並在他移居至溫莎王室,讓皇室家族有機會使用他的望遠鏡觀星的前提下被任命為「皇家天文官」(The King's Astronomer),年薪200英鎊 (約今天兩萬兩千八百鎊)。兩兄妹在巴斯舉行告別演出後音樂生涯正式結束。為了在喬治三世的宮庭服務,兄妹倆只得離開巴斯,搬到溫莎附近的Datchet。卡蘿琳雖然千般不願,也只能跟熱鬧的巴斯說掰掰。

          但是「喬治之星」這個名字並未得到普遍的認同。法國天文學家Lalande甚至建議將這顆行星稱為「赫歇爾」以尊崇它的發現者。1782年Bode主張用希臘神話的優拉納斯(Uranus)。Bode的論點是農神(土星的英文命名由來)是宙斯(木星的英文命名由來)的父親,新的行星則應該取名為農神的父親。Bode的建議後來被廣泛地使用,最後連英國航海星曆局在1850年都換下「喬治之星」,Uranus便成為普遍接受的名字。

           離開巴斯後,卡蘿琳繼續協助威廉觀測及計算數據。她早就成了威廉不可或缺的左右手。1783年,威廉送給她一支望遠鏡,讓她開始自己的天文發現,這台望遠鏡讓她在1783年發現了3個星雲;於1786年至1797年發現8顆彗星,其中5顆在歷史曾被人觀測過。1786年8月1日她發現的第一顆慧星35P/Herschel -Rigollet 還是首顆被女性發現的彗星。翌年,她獲喬治三世發薪聘用為威廉的助手,成為史上第一位女性職業科學家!這位因病長不大的日爾曼姑娘,日後在科學大放異彩,這樣戲劇性的人生沒有成為珍.奧斯丁小說的素材,還真有點可惜。
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    威廉送給卡蘿琳的望遠鏡複製品,目前存放於巴斯的博物館內。(Wikimedia Commons)

    但是這對兄妹的親密關係終究生變。1788年,威廉迎娶了一位寡婦。自此,卡蘿琳搬出去單獨居住,但仍然繼續哥哥的助理的工作。據說卡蘿琳深受打擊,後來她將這段時間的日記全燒了,後人無從得知她的心路歷程,但是科學上他們兄妹依然持續合作。1797年,她向英國皇家學會提交一份約翰·佛蘭斯蒂德觀測資料的索引,以及列出561顆英國星表(British Catalogue)中遺漏的恆星和勘誤表。威廉在他的工作生涯後半部分,發現了土星的兩顆衛星—Mimas及Enceladus、天王星的兩顆衛星—Titania及Oberon。不過,這些天體要待他死後,才由兒子約翰.赫歇爾命名。記憶力好的讀者應該還記得,約翰.赫歇爾在上一次阿文開講講到海王星時也上場過,真是虎父無犬子呀!

    此外威廉還有許多重要的貢獻。他編製了一份詳盡的「星雲」列表,與及一份雙星列表。從研究恆星的自行運動,他也發現太陽系正在宇宙中移動,還指出該移動的大致方向。他還研究銀河的結構,提出銀河呈圓盤狀。1800年他用溫度計測量太陽光譜的各個部分,結果發現,在將溫度計放在光譜紅端外測溫時,溫度上升得最高,卻完全沒有顏色。於是他得出結論:太陽光中包含著處於紅光以外的不可見光線。就是今天所謂的紅外線輻射。1820年,他協助成立倫敦天文學會,翌年成為主席。該學會於1831年獲皇家封號,成為英國皇家天文學會。當1822年他以八十三高齡謝世時,這個漢諾威雙簧管手己經名滿天下了。


     威廉死後,心碎的卡蘿琳回去漢諾威,但她沒有放棄天文研究。1828年她整理好自1800年威廉發現的二千個星雲列表。1828年,英國皇家天文學會向她頒發金獎章,並於1835年推選她為該會的榮譽會員。1846年,她獲普魯士國王頒發金獎章。兩年後過世,享壽九十八。

    威廉與卡蘿琳當年在巴斯的住所如今已經變成博物館,與巴斯的珍.奧斯丁的博物館相隔不遠。珍與卡蘿琳,兩個個性天賦都南轅北轍的傑出的未婚女性,卻都受制於父親或是兄長的意願,無法自由地選擇自己的環境。然而她們憑著熱情,毅力,都將她們的才能發揮地淋漓盡致,也都將她們的名字,深深地刻在後世的記憶中。讓我引述一段珍.奧斯丁在“勸服”中藉著女主角講出對女性的一段話來結束這篇隨筆吧:

    ʻAll the privilege I claim for my own sex (it is not a very enviable one; you need not covet it), is that of loving longest, when existence or when hope is gone.’

    珍大姐的英文,阿文就不翻譯了。我們下回見!
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