约翰·弗兰斯蒂德

1646 - 1719 English

首位皇家天文学家，绘制星图

约翰·弗兰斯蒂德（FRS）是英国天文学家，也是首位皇家天文学家。他的主要成就包括编制了包含3000颗恒星的星表《不列颠星表》（Catalogus Britannicus）和名为《天体图集》（Atlas Coelestis）的星图，两者均在他去世后出版。他还首次对天王星进行了有记录的观测，尽管他错误地将其编目为一颗恒星，并且他为皇家格林尼治天文台奠定了基石。 弗拉姆斯蒂德出生于英格兰德比郡的登比，是斯蒂芬·弗拉姆斯蒂德与其第一任妻子玛丽·斯帕德曼的独子。他在德比的免费学校以及位于德比圣彼得教堂墓地的德比学校接受教育，那里靠近他父亲经营麦芽制造生意的地方。当时，该校的大多数教师都是清教徒。弗拉姆斯蒂德具备扎实的拉丁文知识，这对于阅读当时的科学文献至关重要，并且他热爱历史，于1662年5月离校。 他在德比学校校长的推荐下，本应进入剑桥大学耶稣学院，但因多年慢性疾病而推迟了数年。在这几年间，弗拉姆斯蒂德协助父亲经营生意，并从父亲那里学习了算术和分数的用法，从而对数学和天文学产生了浓厚的兴趣。1662年7月，他被约翰内斯·德·萨克罗博斯科于13世纪撰写的《论世界之球》（De sphaera mundi）深深吸引，并于1662年9月12日观测到了他的第一次日偏食。1663年初，他阅读了托马斯·法尔的《时计学：日晷艺术》（Horologiographia: The Art of Dialling），由此引发了对日晷的兴趣。1663年夏，他阅读了温盖特的《典则》、威廉·奥特雷德的《典则》以及托马斯·斯特鲁普的《日晷艺术》。大约在同一时间，他获得了托马斯·斯特里特的《卡罗琳天文学，或天体运动新理论》（即《卡罗琳表》）。他与当地对天文学感兴趣的绅士们交往，其中包括威廉·利奇福德，其图书馆藏有占星家约翰·加德伯里的著作，其中包含了杰里迈亚·霍罗克斯的天文表；霍罗克斯于1641年去世，年仅二十二岁。弗拉姆斯蒂德对霍罗克斯的著作印象深刻（艾萨克·牛顿也曾如此）。 1665年8月，十九岁的弗拉姆斯蒂德为朋友利奇福德撰写了他的第一篇天文学论文，题为《数学随笔》，内容涉及天文象限仪的设计、用途和构造，并包含德比纬度的表格。 1670年9月，弗拉姆斯蒂德访问剑桥，并以本科生身份在耶稣学院注册。虽然他似乎从未完全入住，但他在1674年在那里待了两个月，并有机会聆听了艾萨克·牛顿的卢卡斯讲座。 他被任命为执事后，正准备在德比郡接受一份圣职俸禄，这时他的赞助人、军械总局测量师乔纳斯·摩尔邀请他前往伦敦。摩尔最近向皇家学会提出出资建立一座天文台。然而，这些计划被抢先一步：查理二世在其情妇朴茨茅斯女公爵路易丝·德·凯鲁阿尔的劝说下，听取了一位名为勒西厄尔·德·圣皮埃尔的人提出的通过月球位置测定经度的方案。1674年12月，查理二世任命了一个皇家委员会来审查该方案，成员包括布朗克勋爵、塞思·沃德、塞缪尔·莫兰、克里斯托弗·雷恩、西利乌斯·提图斯、约翰·佩尔和罗伯特·胡克。 弗拉姆斯蒂德于1675年2月2日抵达伦敦，并与伦敦塔的乔纳斯·摩尔同住，因此有机会由泰特斯引荐去会见国王。他随后被正式任命为皇家委员会的助理，并提供观测数据，以检验圣皮埃尔的提案并提出自己的意见。委员会的结论是，尽管圣皮埃尔的提案不值得进一步考虑，但国王应考虑建立一座天文台并任命一名观测员，以便更精确地绘制恒星和月球运动图，从而为成功发展用于测定经度的月距法奠定基础。 1675年3月4日，弗拉姆斯蒂德经皇家授权被任命为"国王的天文观测员"——即首位英国皇家天文学家，年薪为100英镑。授权书规定他的任务是"修正天体运动表和恒星位置表，以便找出人们迫切需要的各地经度，从而完善航海艺术"。1675年6月，另一份皇家授权书批准建立皇家格林尼治天文台，弗拉姆斯蒂德于8月10日为其奠基。 1676年2月，他当选为皇家学会会士；同年7月，他搬入天文台居住，直至1684年。这一年，他"被授以神职并任命为"萨里郡克劳利附近小村庄伯斯托的教区牧师。他同时担任这一职务以及皇家天文学家一职，直至去世。他安葬于伯斯托，教堂的东窗作为纪念献给了他。 弗拉姆斯蒂德的遗孀玛格丽特的遗嘱中指示，将其遗体安葬在 他去世后，他的文件和科学仪器被他的遗孀带走。文件在许多年后被归还，但仪器却消失了。 弗拉姆斯蒂德准确计算了1666年和1668年的日食。他负责记录了几次最早的天王星观测，但他误将其视为恒星，并将其编目为"金牛座34"。其中第一次观测发生在1690年12月，这仍然是天文学家对天王星的最早已知观测。 1672年10月，当火星处于冲日位置时，弗拉姆斯蒂德使用带有照明测微目镜分划板（带有双十字丝）的目镜，测量火星的周日视差，从而使他能够估算火星的距离，进而推算出天文单位。为此，弗拉姆斯蒂德比较了火星在夜间相对于其他恒星的视位移，该位移叠加在火星逐夜在恒星背景中的视运动轨迹之上。 1680年8月16日，弗拉姆斯蒂德编录了一颗名为仙后座3的恒星，但后来的天文学家无法证实这一记录。三百年后，美国天文学史学家威廉·阿什沃思提出，弗拉姆斯蒂德所见的可能是银河系历史上最近的一次超新星爆发，该事件留下的残骸是太阳系外最强的射电源，在第三剑桥（3C）星表中被称为3C 461，天文学家通常称之为仙后座A。由于"仙后座3"的位置与仙后座A并不完全吻合，且与爆炸相关的膨胀波被反向推算至1667年而非1680年，一些历史学家认为，弗拉姆斯蒂德可能只是错误地记录了一颗已知恒星的位置。 1681年，弗拉姆斯蒂德提出，1680年11月和12月观测到的两颗大彗星并非独立的天体，而是一颗彗星先朝向太阳运动，随后远离太阳。尽管艾萨克·牛顿最初不同意弗拉姆斯蒂德的观点，但后来他转而赞同，并提出理论认为彗星像行星一样，在巨大的闭合椭圆轨道上绕太阳运行。弗拉姆斯蒂德后来得知，牛顿是通过埃德蒙·哈雷获取了他的观测结果和数据；哈雷曾是他的助手，两人此前关系融洽。 As Astronomer Royal, Flamsteed spent some forty years observing and making meticulous records for his star catalogue, which would eventually triple the number of entries in Tycho Brahe's sky atlas. Unwilling to risk his reputation by releasing unverified data, he kept the incomplete records under seal at Greenwich. In 1712, Isaac Newton, then President of the Royal Society, and Edmond Halley again obtained Flamsteed's data and published a pirated star catalogue. Flamsteed managed to gather three hundred of the four hundred printings and burned them. "If Sir I.N. would be sensible of it, I have done both him and Dr. Halley a great kindness," he wrote to his assistant Abraham Sharp. The data from the pirated catalogue were used by the London cartographer John Senex to produce star charts in the 1720s before Flamsteed's own charts were ready. 1725年，弗拉姆斯蒂德自己版本的《不列颠天体史》在其去世后出版，由其妻子玛格丽特·弗拉姆斯蒂德编辑。该书包含了弗拉姆斯蒂德的观测数据，并收录了一份包含2,935颗恒星的星表，其精度远超前人著作。它被视为格林尼治天文台的首个重要贡献，而随后在法国版中添加的弗拉姆斯蒂德恒星编号至今仍在使用。1729年，他的妻子出版了他的《天体图集》，由约瑟夫·克罗斯思韦特和亚伯拉罕·夏普协助，他们负责技术方面的工作。