天文古玩

昨日の暦は、ペランとした1枚きりのものでしたが、暦の中にはすこぶる分厚いものもあります。見慣れた日めくりもそうですし、1767年から発行が始まった「航海暦」もその一つです。

手元にあるのはイギリスで発行された1846年用。今からちょうど170年前のものです。

その中身はと云えば、ひたすら数字が並んでいるだけで、あまり面白いものではありませんが、その歴史的背景はなかなか興味深く、応用天文学の発展と、機械技術の進歩のあとをそこに読み取ることができます。

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航海暦とは、海をゆく船舶が、自らの位置を正確に知る目的で編まれたものです。
この数表から、いったいどうやって船の位置を知るのか？

ここでいう「位置」とは、要するに経度と緯度のことです。

緯度の方は簡単です。
例えば北極星の高度は、赤道では0度、北極点では90度、要するに現在地の緯度と等しいので、北極星を見ればすぐに緯度は分かります。北極星が見えない時でも、既知の恒星の南中高度を測定すれば、簡単な計算で緯度は判明します。

問題は経度です。
いや、経度だって、原理的にはそう難しいことではありません。
地球は24時間で1回転しているので、今いる場所の現地時間が分かれば（これは太陽や星の位置観測から求められます）、それと基準地点、たとえばロンドンやパリの標準時刻とのずれから、ただちに経度差を知ることができます。たとえば現地時間が標準時よりも6時間進んでいれば、基準地点よりも今90度東にいる…と言えるわけです。

ここで直面する難問は、「今、標準時では何時なのか」をどうやって知るかです。

もちろん、標準時に合わせた正確な時計があれば、それを参照すればよいし、あるいは無線があれば、直接無線で聞くこともできます。しかし実用的な精密時計（クロノメーター）が発明されたのは、やっと18世紀も後半のことであり、無線通信の誕生は、さらにその100年後のことです。

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では、昔の人はどうしたのか？

「もし標準時を示す巨大な時計が空に浮かんでいて、地球上のどこからでも見えたら…」というのが、そのヒントであり、答でした。つまり、天文現象そのものを時計代わりに使おうというアイデアです。

ガリレオが17世紀の初めに考えたのは、彼自身が発見した、木星の衛星の食現象を利用する方法です。木星の衛星が、木星本体に隠れる「食」は、当時でも十分な精度で予測でき、事前に標準時刻によるタイムテーブルを作っておくことが可能でした。地球上の別の地点で食現象を観測し、その現地時刻と標準タイムテーブルとのずれを見れば、上に述べたような次第で、簡単に経度差を計算することができます。

（1846年の航海暦にも、土星の衛星の食は詳しく書かれています。）

カッシーニ率いるパリ科学アカデミーが取り組んだ方法がこれで、17世紀の終わりまでに、それは十分満足の行く成果を挙げました。ただし、それは陸上からの観測に限られており、揺れる船の上で、しかも大がかりな装置を使わずに経度を知る方法は、18世紀まで宿題として持ち越されたのでした。

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船舶の現在位置を知る方法は、世界進出を果たした当時の二大強国、イギリスとフランスにとって一大関心事であり、両国は経度決定の方法を考案した者に、莫大な賞金を出すことを約束していました。イギリスの風刺画家、ウィリアム・ホガース（1697－1764）が描く精神科病院の場面に、経度決定に取りつかれた狂者が描かれているのは、これが背景にあるそうです。

（ホガースが1735年に発表した連作、「放蕩息子一代記」より第8図（部分）。地球儀の脇にある「Longitude（経度）」の文字に注目。 出典：『ホガースの銅版画』、岩崎美術、1981）

その後、18世紀の偉大な才が、それに応えて生み出したものは、２つあります。

１つは船舶用クロノメーターの発明です。これによって、標準時を地球上のどこにでも、自由に持ち運ぶことができるようになりました。あとは精密な現地時刻が分かれば、経度も自ずと求まります。

もう１つが、天球上での月の位置を正確に測定し、それを時計代わりに用いる方法、すなわち「月距法」の開発です。その原理は、既に16世紀には知られていましたが、実用化には250年もかかりました。そして、そのための道具が、18世紀に生まれた六分儀と航海暦だったのです。「月距法」は、クロノメーターの開発と並行して進められ、それを補完するものとして、クロノメーター誕生後も、長く用いられました。

周知のように、月の出は毎日50分ずつ後ろにずれていき、約28日でもとに戻ります。つまり、28日周期で天球をぐるっと１周するわけです。これは相当早いスピード（角距離にして毎時0.5度）ですから、天球上での月の位置そのものを、時計の針として使うことができます。より具体的には、月とその移動経路付近にある恒星との角距離を測定し、事前に公刊された表と比較すれば、観測を行なった際の標準時が分かる理屈です。

（ここで基準星となっているのは、ポルックス（ふたご座）、レグルス（しし座）、スピカ（おとめ座）、そして太陽。それぞれの恒星と月との角距離が、3時間ごとに詳細な表になっています。）

この「事前に公刊された表」が、航海暦を意味することは言うまでもありません。そして、この月の精密な位置予測を可能にしたのが、観測天文学と天体力学の長足の進歩であり、これは科学の偉大な勝利です。一方、クロノメーターと六分儀の発明は、賞賛に値する技術の勝利でした。

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まあ、あまり18世紀を持ち上げすぎるのも危険で、そこには現代に通じる、科学万能主義の矛盾の萌芽もきっとあることでしょう。

ただ、この一見退屈な表の向うに、18世紀の知性の光がまばゆく輝いているのも確かで、素朴に振り返る時、人間とはいかに才覚に富んだ動物であるか、感嘆の声を上げるのにやぶさかではありません。

【参考】
○デレク・ハウス（著）、橋爪若子（訳）、『グリニッジ・タイム』、2007、東洋書林
○斉田博（著）、『おはなし天文学２』、2000、地人書館