世界上最早準(zhǔn)確測(cè)量子午線長(zhǎng)度的人是誰(shuí)?子午線,又叫作經(jīng)線,和緯線一樣是人類(lèi)為度量方便而假設(shè)出來(lái)的輔助線,為地球表面連接南極和北極的半圓弧。任意兩根子午線的長(zhǎng)度都是相等的,指示南北方向,且在南極和北極相交。每一根子午線都有數(shù)值與它相對(duì)應(yīng),這個(gè)數(shù)值就是經(jīng)度。下面就跟放肆吧一起具體看看世界上最早準(zhǔn)確測(cè)量子午線長(zhǎng)度的人等相關(guān)內(nèi)容。
世界上最早準(zhǔn)確測(cè)量子午線長(zhǎng)度的人
一行受詔改歷后組織發(fā)起了一次大規(guī)模的天文大地測(cè)量工作。這次測(cè)量,用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)徹底地否定了歷史上的“日影一寸,地差千里”的錯(cuò)誤理論,提供了相當(dāng)精確的地球子午線一度弧的長(zhǎng)度。
一行發(fā)起這次大規(guī)模的天文測(cè)量主要目的有二。其一,中國(guó)古代有一種傳統(tǒng)理論:“日影一寸,地差千里。”劉宋時(shí)期的天算家何承天根據(jù)當(dāng)時(shí)在交州(今越南河內(nèi)一帶)的測(cè)量數(shù)據(jù),開(kāi)始對(duì)此提出了懷疑,但長(zhǎng)期未能得到證實(shí)。隋朝天算家劉焯則提出了用實(shí)測(cè)結(jié)果來(lái)否定這一錯(cuò)誤說(shuō)法的具體計(jì)劃,他說(shuō):“交愛(ài)之州,表北無(wú)影,計(jì)無(wú)萬(wàn)里,南過(guò)戴日,是千里一寸,非其實(shí)差。”他建議:“請(qǐng)一水工,并解算術(shù)士,取河南北平地之所,可量數(shù)百里,南北使正。審時(shí)以漏,平地以繩,隨氣至分,同日度影。得其差率,里即可知。則天地?zé)o所匿其形,辰象無(wú)所逃其數(shù),超前顯圣,效象除疑。”但這個(gè)建議在隋朝沒(méi)有被采納。一行的測(cè)量則實(shí)現(xiàn)了這一計(jì)劃。其二,當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn),觀測(cè)地點(diǎn)不同,日食發(fā)生的時(shí)刻和所見(jiàn)食象都不同,各節(jié)氣的日影長(zhǎng)度和漏刻晝夜分也不相同。這種現(xiàn)象是過(guò)去的歷法所沒(méi)有考慮到的。這就需要到各地進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。
這次測(cè)量過(guò)程中,由太史監(jiān)南宮說(shuō)及太史官大相元太等人分赴各地,“測(cè)候日影,回日奏聞”。而一行“則以南北日影較量,用勾股法算之”。可見(jiàn),一行不僅負(fù)責(zé)組織領(lǐng)導(dǎo)了這次測(cè)量工作,而且親自承擔(dān)了測(cè)量數(shù)據(jù)的分析計(jì)算工作。
當(dāng)時(shí)測(cè)量的范圍很廣,北到北緯51度左右的鐵勒回紇部(今蒙古烏蘭巴托西南),南到約北緯18度的林邑(今越南的中部)等十三處,超出了現(xiàn)在中國(guó)南北的陸地疆界。這樣的規(guī)模在世界科學(xué)史上都是空前的。
其中最值得注意的是由南宮說(shuō)親自率領(lǐng)的測(cè)量隊(duì),按劉焯的計(jì)劃在黃河兩岸平原地區(qū)測(cè)量的四個(gè)點(diǎn),由北向南有滑州白馬(今河南滑縣)、汴州浚儀太岳臺(tái)(今開(kāi)封西北)、許州扶溝(今河南扶溝)、豫州上蔡武津館(今河南上蔡)。其中白馬在黃河北,其他三點(diǎn)都在黃河以南。它們均介于東經(jīng)114.2度—114.5度之間,差不多在同一經(jīng)度上(即劉焯所說(shuō)的“南北使正”)。總計(jì)白馬至上蔡526里270步,北極高度相差1.5度,從而得出大約三百五十一里八十步,北極高度相差一度的結(jié)論。這實(shí)際上給出了地球子午線一度的長(zhǎng)度。
由于對(duì)唐尺數(shù)值的大小,人們目前的看法還不一致,故評(píng)價(jià)一行這次子午線測(cè)量的精度受到限制。初步的估計(jì)結(jié)果是,一行的測(cè)量值與現(xiàn)代值相比,相對(duì)誤差大約為11.8%。
國(guó)外最早根據(jù)日影長(zhǎng)度計(jì)算地球周長(zhǎng)的是古希臘科學(xué)家埃拉托斯特尼,約公元前240年,他根據(jù)亞歷山大港與阿斯旺之間不同的正午時(shí)分的太陽(yáng)高線及三角學(xué)計(jì)算,以斯塔蒂亞(stadia)為單位出地球的直徑。斯塔蒂亞乃是古希臘的長(zhǎng)度單位,各地不一。如按雅典的長(zhǎng)度算,則地球周長(zhǎng)為46620公里,多了16.3%,若按埃及的長(zhǎng)度算,則地球周長(zhǎng)為39690公里,其誤差小于2%。
伊斯蘭世界最早的子午線實(shí)測(cè)是在公元814年,在一行之后九十年,由天文學(xué)家阿爾·花剌子米(約783—850)參與組織,在幼發(fā)拉底河平原進(jìn)行了一次大地測(cè)量,測(cè)算結(jié)果得出子午線一度長(zhǎng)為111.815公里(現(xiàn)代理論值為110.6公里),相當(dāng)精確。
人物簡(jiǎn)介
一行(公元683年~公元727年),佛法名號(hào)。中國(guó)唐代著名的天文學(xué)家和釋學(xué)家,本名張遂,魏州昌樂(lè)(今河南省南樂(lè)縣)人。
張遂的曾祖是唐太宗李世民的功臣、襄州都督、郯國(guó)公張公謹(jǐn)。其父張擅為武功縣令。張氏家族在武則天時(shí)代已經(jīng)衰微。張遂自幼生活在關(guān)中,刻苦學(xué)習(xí)歷象和陰陽(yáng)五行之學(xué)。青年時(shí)代即以學(xué)識(shí)淵博聞名于長(zhǎng)安。為避開(kāi)武則天侄的糾纏,剃度為僧,取名一行。先后在嵩山、天臺(tái)山、當(dāng)陽(yáng)山學(xué)習(xí)釋教經(jīng)典和天文數(shù)學(xué)。曾翻譯過(guò)多種印度佛經(jīng),后成為佛教一派——密宗的領(lǐng)袖。
唐朝開(kāi)元九年(公元721年),據(jù)李淳風(fēng)的《麟德歷》幾次預(yù)報(bào)日食不準(zhǔn),玄宗命一行主持修編新歷。一行一生中最主要的成就是編制《大衍歷》,他在制造天文儀器、觀測(cè)天象和主持天文大地測(cè)量方面有很大貢獻(xiàn)。
幼年時(shí),一行家庭貧困,經(jīng)常得到鄰居王姥姥接濟(jì)。一行做了天子之師常想起王姥姥。然而尚來(lái)不及報(bào)答,王姥姥已找上門(mén)來(lái)。兒子**犯罪,王姥姥想讓一行出面求求情。一行明白**償命,國(guó)法難違。他說(shuō):姥姥是一行的恩人,要錢(qián)要物要多少一行都應(yīng)當(dāng)滿足,此事一行卻辦不到。王姥姥聽(tīng)了大罵一行見(jiàn)死不救忘恩負(fù)義。一行惟有不停地在姥姥面前謝罪。目送姥姥離去,一行把一布袋交給兩個(gè)心腹之人,命他們?cè)谥付ǖ囊粋€(gè)地方潛藏,他說(shuō)從中午到黃昏,會(huì)有七樣?xùn)|西進(jìn)入布袋。他們照著做了,用布袋帶回七只豬。一行把七只豬放進(jìn)已準(zhǔn)備好的大甕中封蓋。次日一早,宮里來(lái)人叩門(mén)急切,說(shuō)皇帝有事相商。剛到便殿,李隆基已迎出來(lái),問(wèn):昨夜北斗七星不見(jiàn)了,是吉是兇?如何應(yīng)對(duì)?一行有理有據(jù)做了分析,然后建議“莫若大赦天下”。李隆基當(dāng)即下詔大赦天下。當(dāng)天晚上,七星中的一顆在天空中出現(xiàn)了,七天后,七星全部在天空中出現(xiàn)了……恩人的兒子犯死罪,一行要報(bào)恩,又要不違犯國(guó)法,在此情境下,他惟有用自己的“方法”。段成式記述此事,心中亦有疙瘩解不開(kāi):此事頗怪,然大傳眾口,不得不著之。
僧一行博覽無(wú)不知,尤善于數(shù),鉤深藏往,當(dāng)時(shí)學(xué)者莫能測(cè)。幼時(shí)家貧,鄰有王姥,前后濟(jì)之?dāng)?shù)十萬(wàn),及一行開(kāi)元中承上敬遇,言無(wú)不可,常思報(bào)之。尋王姥兒犯**罪,獄未具,姥訪一行求救,一行曰:“姥要金帛,當(dāng)十倍酬也。明君執(zhí)法,難以請(qǐng)求,如何?”王姥戟手大罵曰:“何用識(shí)此僧!”一行從而謝之,終不顧。一行心計(jì)渾天寺中工役數(shù)百,乃命空其室內(nèi),徙大甕于中,又密選常住奴二人,授以布囊,謂曰:“某坊某角有廢園,汝向中潛伺,從午至昏,當(dāng)有物入來(lái)。其數(shù)七,可盡掩之。失一則杖汝。”奴如言而往,至酉后,果有群豕至,奴悉獲而歸。一行大喜,令置甕中,覆以木蓋,封于六一泥,朱題梵字?jǐn)?shù)寸,其徒莫測(cè)。詰朝,中使叩門(mén)急召。至便殿,玄宗迎問(wèn)曰:“太史奏昨夜北斗不見(jiàn),是何祥也,師有以禳之乎?”一行曰:“后魏時(shí),失熒惑,至今帝車(chē)不見(jiàn),古所無(wú)者,天將大警于陛下也。如臣曲見(jiàn),莫若大赦天下。”玄宗從之。又,其夕,太史奏北斗一星見(jiàn),凡七日而復(fù)。成式以此事頗怪,然大傳眾口,不得不著之。
據(jù)明正德本《大名府志》及今本《南樂(lè)縣志》記載:西漢置樂(lè)昌縣,屬東郡。樂(lè)昌縣在東漢初年廢置。西晉于原樂(lè)昌縣故地復(fù)設(shè)縣,更名昌樂(lè),屬魏郡。隋開(kāi)皇三年(公元583年),從昌樂(lè)縣西北部分置繁水縣,同屬魏州。大業(yè)元年(公元605年),昌樂(lè)縣并入繁水縣。唐貞觀十六年(公元643年),改繁水縣為昌樂(lè)縣。五代后梁貞明二年(公元916年),昌樂(lè)縣更名南樂(lè)縣,仍屬魏州。再查考魏州,原名魏郡,北周改之,五代又更名興唐府、廣晉府、大名府。南樂(lè)縣從五代到民國(guó)初年,長(zhǎng)期為大名府所轄。由上可見(jiàn),南樂(lè)縣是由樂(lè)昌、昌樂(lè)、繁水沿革而來(lái),唐時(shí)的魏州繁水、昌樂(lè)即今河南南樂(lè)縣。