【時光土場】國立天文台三鷹園區：日本最古老的現代天文台朝聖之旅

我在小時候拿到第一台相機之後，開始拍攝的主題就是星星。雖然我認識星星、拍攝星星的日子已經很久了，但直到最近幾年透過鐵道學習臺灣歷史之後，我重新回頭看才發現臺灣的天文歷史也和日本時代帶來的近代化脫不了關係。這次夏季的東京之旅，我決定安排一天前往日本最古老的現代天文台：國立天文台三鷹園區朝聖，看看日本的天文學是如何走到今天。

日本國立天文台三鷹園區是日本現存最古老的現代天文台台址，現今除了持續進行世紀先端的天文科學研究，也累積了相當深厚的歷史遺產

東京近郊的天文重鎮

從農業社會配合季節的作息，到航海時代需要觀星辨位，天文學一直是與常民生活最為貼近的科學領域。因此自古以來，一個成熟發展的國家為了掌握準確的曆法，往往會成立天文觀測機構來觀測與計算天體的運行。不過，相較於江戶時代的天文、曆法主要由專門機構負責，明治新政府成立之後，包括制定曆法報時的內務省、海上航行需求強烈的海軍省，以及掌管人才培育的文部省都設有天文觀測設施。1888年（明治21年）內閣議決將三個單位的天文觀測業務整合至東京大學旗下的天文台，猶如日本國家天文台地位的東京天文台就此誕生。（不過，官方所認定的東京天文台歷史是從1878年設立觀象台起算。）

隨著觀測與研究業務擴大，再加上都市發展帶來的汙染逐漸不適合天文觀測，因此官方便決定將原本位於麻布的台址遷往當時的東京府北多摩郡三鷹村的現址。1909年天文台分別向民間洽購、受贈與內務省交換土地，總計獲得92890坪土地的三鷹新台址於1914年開工，並在1921年主要廳舍完工。由於天文台還擔負著全國報時的任務，因此觀測儀器直到廳舍完工後才循序進行搬遷。不過在搬遷過程中卻不巧遇上關東大震災，麻布的舊台址遭遇火災、觀測室嚴重受損，官方遂加速搬遷進度，終於在1924年將人員與儀器全數搬遷至三鷹現址。後來隨著日本的天文物理研究能量成長，原本直屬於東京大學的東京天文台便改隸於文部省下大學共同利用機構，並在1988年改名為「國立天文台」。

先進科學研究重鎮的門口是有濃厚歷史感的石柱大門

百歲的大望遠鏡

我搭上京王電鐵的電車抵達東京近郊的調布車站，轉乘公車在天文台下車。雖然在視線盡頭的是現代化的大樓，但門口青銅色的招牌嵌在石造的門柱上，仍散發出天文台濃厚的歷史感。我在警衛室完成登記、貼上訪客貼紙後，踏入園區內。園區中央的研究大樓被四周的樹林圍繞著，清幽的環境聚集著來自世界各地的天文學者，進行各式各樣的天文研究工作，自然也是不提供一般訪客打擾的區域。我循著參觀動線往左手邊走，首先來到的是園區內最古老的天文台：第一赤道儀室。

第一赤道儀室完工於1921年，是園區內最古老的天文台。走進木造的圓頂內部，一架口徑20公分的德國蔡司製折射式望遠鏡裝置在赤道儀上，有趣的是這架赤道儀不是使用電力驅動，而是控制重錘落下的速度來讓望遠鏡的指向能與地球自轉同步。這架望遠鏡的目鏡部分加裝著投影板，這是天文台用來測繪太陽黑子的裝置，對於工作需要測繪太陽黑子的我來說是再熟悉不過。雖然現今國立天文台已經不再使用這架望遠鏡進行例行觀測，但台方仍會不定時舉辦太陽觀測會，讓訪客可以看到太陽黑子的測繪工作。可惜的是我來訪這天的天空是厚厚的白牆，根本不用奢望可以看到太陽黑子。

完工於1921年的第一赤道儀室是日本現存最古老的現代天文設施

第一赤道儀室內的20公分口徑望遠鏡主要用於太陽黑子的投影測繪工作

離開第一赤道儀室，沿著按照太陽系行星大小與距離比例設置的太陽系步道走，另一個更大的圓頂出現在道路盡頭，那是目前作為天文台歷史館的大赤道儀室。大赤道儀室是建於1926年的兩層樓觀測室，在二樓的圓頂內設置了口徑65公分的德國蔡司製折射式望遠鏡，光是焦距就超過十公尺，即便我想和望遠鏡自拍合影都難以將望遠鏡完全入鏡。這架望遠鏡落成時便是日本國內最大的望遠鏡，直到1960年岡山天體物理觀測所建置188公分口徑的望遠鏡才被超越。

大口徑望遠鏡帶來的高解析度讓過去的天文學家利用他來進行行星、星系的觀測，例如土星衛星的位置測量、M31星系、恆星光譜等等。在一樓的展區也展示了過去天文台拍攝的天文相片，但值得注意的是當時的照片不是來自底片或是數位元件，而是使用玻璃乾版呢！其他的展示物還有尋找瞬變天體的閃爍比對器、玻璃乾版用的相機等等，全都是21世紀難以看到的天文研究軌跡。

大赤道儀室上頭的圓頂直徑有14.5公尺，雄偉又不失歷史感

大赤道儀室內的65公分口徑望遠鏡曾是日本國內最大的望遠鏡

過去裝設在望遠鏡後方的相機

在大赤道儀室內也展示了1976年拍攝的彗星影像，注意這是玻璃乾版！

天文台內迴廊展示的天文台之美

制曆授時的子午儀

雖然對於現代人而言，天文學家每個晚上不睡覺做觀測是探求星體奧秘的過程，但自古以來天文觀測的目的其實是為了更基礎的時間與曆法制定。要了解19到20世紀制曆授時的工作如何進行，那得去看看在國立天文台內展示的「子午儀」。這種儀器我曾經在《臺灣日日新報》上關於臺北測候所的報導中看過名字，但即便我在高中、大學都有參加天文社，就是沒有看過子午儀長什麼樣子，這次來到國立天文台終於看到它的廬山真面目。

走進1925年建造的子午儀資料館，隔著玻璃的另一邊是一架暗銅色的望遠鏡被固定在兩個水泥台基之間。在子午儀資料館的南北兩側都設置了小窗，上方的木造屋頂也可以打開成天窗，這架子午儀便能測量連接南北、天頂點的子午線上天體仰角。由於地球的自轉速度相對穩定，因此只要測量不同天體通過子午線的時間差就可以得到天體間東西方向的夾角，南北方向的夾角則可以用被限制只能指向子午線的子午儀望遠鏡得出，就像是用影印機掃描的方式將天上星體的位置記錄下來。

子午儀資料館外觀小小的，看不出來裏頭別有洞天

幸運躲過關東大震災損害的子午儀來到三鷹繼續觀測

子午儀除了可以測量出天體的位置外，反過來也能透過測量同一天體通過子午線的時間差得到地球自轉的精確時間。說起地球自轉影響我們生活的最有感現象便是太陽的東昇西落，而太陽通過子午線的時間便是中午。不過中午的實際時間受到地球公轉速度等因素影響並不固定，因此實用上得經過長期觀察才能得出平均的時間點，這就得靠子午儀來觀測確認。此外，不同季節的太陽中午仰角也不一樣，透過子午儀的測量也能得出不同節氣的太陽位置，作為編纂曆法的依據。

國立天文台曾經使用過的固定式子午儀就包括子午儀資料館中1880年德國Repsold公司製、由海軍購入安裝在麻布舊台的子午儀，1903年法國製的Gautier子午環，以及1984年開始取代目視觀測的自動光電子午環。天文台內展示出來的攜帶式子午儀也不少，甚至還有1870年代製作的骨董，為當時日本的國土測量、精準的時間制度奠定基礎。

Gautier子午環的觀測室外觀呈半圓形，不禁讓我想到舊臺北機廠的澡堂

Gautier子午環樣貌

1984年開始觀測的自動光電子午環相較前兩座子午儀觀測室顯得十分巨大

庫房裡的滿滿寶物

儘管子午儀對我們生活必需的準確時間有許多貢獻，但在更加精準的原子鐘，以及太空望遠鏡問世之後，用子午儀來校時和天體位置測量的工作漸漸被這些新科技取代。退下觀測重任的國立天文台自動光電子午環，如今成為天文機器資料館，保存著這些被時代遺留下來的珍貴儀器。

儘管名字上叫做「天文機器資料館」，但在昏暗且悶熱的圓頂內部，感覺上更像是庫房。矗立在中央的就是這座資料館前身使用的自動光電子午環用望遠鏡，不但以自動化觀測提升效率，還能觀測到肉眼難以看到的昏暗天體位置。而環繞在自動光電子午環周圍，各式各樣的望遠鏡部件堆置著，包括展示在玻璃展櫃內的小型經緯儀、時鐘，拍下日本所發現的第一顆小行星照片的天體寫真儀，以及近代的乘鞍日冕觀測所、昴望遠鏡退役的望遠鏡部品等等，簡直是天文觀測史的寶物庫。

自動光電子午環觀測室內的子午儀

曾發現日本第一顆小行星的功勞望遠鏡也被收藏在天文機器資料館內

除了骨董級的天文觀測儀器之外，在天文機器資料館內設置的一個展區特別有意思，因為居然和臺灣有關係！原來在20世紀初期，日本天文學家一戶直藏曾經來臺灣的玉山（舊稱新高山）一帶考察天文台的設置地點。根據當時留下的史料，一戶對臺灣的高山觀測環境留下極高的評價，甚至還畫出天文台的設計圖，希望可以在玉山附近建設天文台。無奈的是當時因為種種原因，天文台建設計畫並沒有被政府採納，一戶也英年早逝而無法繼續推動天文台的建設。在玉山附近蓋天文台的計畫，一直到20世紀末中央大學籌建鹿林天文台才終於實現。

一戶直藏當年為臺灣設計的天文台樣貌，可惜未能實現

世界先端背後的積累

離開悶熱的資料館後，國立天文台展示給一般訪客的不只是上個世紀初的老古董而已。經過1970年日本第一架毫米波電波望遠鏡，我接著來到西棟展示室。在這裡可以看到在柯南電影中大放異彩的野邊山天文台電波望遠鏡的模型，也可以看到設置在夏威夷的昴望遠鏡、智利的ALMA計畫等現今世界天文觀測最先端的天文台址的相關介紹，以及國立天文台為了觀測所開發出來的鏡片、感光元件及其他硬體設備。過去的我只能從新聞或是網路上接觸到的東西，來到這裡看到實物之後，終於滿足了我從小對於天文的嚮往與想像。

日本第一架毫米波電波望遠鏡，如今做為天文遺產保存下來

園區西棟大樓內展示室介紹國立天文台現正參與中的先端研究計畫

逛了一整天下來，我從古老的天文台一路見到最先進的觀測技術介紹，不只是讓身為訪客的我看見國立天文台現今在學術領域的領先地位，更讓我看見今日學術成果的背後是由深厚的歷史堆疊而成。不禁讓我想起我的朋友曾經購入了一部播放幻燈片的幻燈機，解釋了現今的投影片製作、鍵盤指令鍵的設計，其實背後都有過去機械時代留下的痕跡。如同對天文學有深遠影響的牛頓曾說過：「如果我看得更遠，那是因為我站在巨人的肩膀上」，正是有這些歷史與知識的累積，我們才能望向更深遠的宇宙。

或許對一些人來說，他不需要知道過去的人如何使用技術就能做出創新改變，但對我而言如果不知道過去技術的運作原理，我便無法知道我是否走在進步的路上，抑或是正在重複過去的人犯過的錯誤。然而，回頭看看我們臺灣幾乎不去記憶我們的歷史，尤其是我在泛科學領域打滾這麼多年，看到大家普遍都在追求新事物，很少想到如何帶著年輕一輩回到技術基礎去站穩腳步，或是提供適當的機會去接觸前輩的經驗與歷史。希望未來臺灣的天文展示設施在推廣天文教育的過程，能更加注重歷史教育的層面，讓年輕一輩看到科學知識是如何被累積出來。

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探訪時間：2025.6.
完稿時間：2026.2.