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    天文歷法·子午線長(zhǎng)度的測(cè)量

    大道家園 2023-07-28 00:39:22

    天文歷法·子午線長(zhǎng)度的測(cè)量天文歷法·子午線長(zhǎng)度的測(cè)量

    由于受“天圓地方”學(xué)說(shuō)的影響

    ,我國(guó)古人一直認(rèn)為“日影千里差一寸”,也就是說(shuō),在夏至日正午
    ,南北相距一千里的地方
    ,同為八尺的圭表
    ,其日影長(zhǎng)度要相差一寸
    。直到公元442年
    ,才有人對(duì)這種說(shuō)法提出了懷疑
    ,天文學(xué)家何承天根據(jù)一次不很精確的測(cè)量
    ,認(rèn)為平均兩地相距約六百里,影長(zhǎng)就相差一寸
    ,但他的說(shuō)法沒(méi)產(chǎn)生什么影響
    。直到隋代,著名天文學(xué)家劉焯明確表示了他對(duì)“日影千里差一寸”說(shuō)法的懷疑
    ,他說(shuō):“寸差千里
    ,亦無(wú)典論,明為臆斷
    ,事不可依
    。”更主張用精確的實(shí)測(cè)來(lái)證明“寸千里”的錯(cuò)誤
    ,他提出了具體的辦法:“(應(yīng)在黃河)南北平地之所
    ,可數(shù)百里,南北使正
    ,審時(shí)以漏
    ,平地以繩,隨氣分
    、至
    ,同時(shí)度影
    ,得其差率,里即可知
    ?div id="jfovm50" class="index-wrap">!奔丛邳S河南北的平原上,在正南正北兩地
    ,用繩子測(cè)好它們之間的距離
    ,用漏壺定時(shí)刻,在春秋分
    、冬夏至日的正午同時(shí)測(cè)量日影的長(zhǎng)度
    ,即可得到影差。但這項(xiàng)計(jì)劃并沒(méi)有使隋煬帝感興趣
    ,被擱置一邊

    直到公元724年,劉焯的主張才由僧一行實(shí)現(xiàn)了

    。一行為了制定歷法
    ,發(fā)起并領(lǐng)導(dǎo)了一次大規(guī)模的大地測(cè)量工作。其觀測(cè)點(diǎn)達(dá)12處之多(不含長(zhǎng)安)
    ,以今河南省為中心
    ,北起內(nèi)蒙古自治區(qū)以北,南到越南中部
    ,測(cè)量范圍前所未有
    。觀測(cè)的項(xiàng)目包括北極的地平高度,冬至日
    、夏至日
    、春分日、秋分日太陽(yáng)在正南方時(shí)八尺高表的影子長(zhǎng)度
    ,晝夜長(zhǎng)短等
    。在這12個(gè)地點(diǎn)中,僅河南一地就有四個(gè)
    ,即白馬
    、扶溝、浚儀和上蔡
    ,南官說(shuō)等人在這里工作
    ,極為出色。他們不僅測(cè)定了北極高度和日影的長(zhǎng)度
    ,而且測(cè)出了這四個(gè)地點(diǎn)之間的距離
    。一行根據(jù)這些數(shù)據(jù)推算出,從白馬到上蔡的距離為526里270步(唐代尺度)
    ,夏至日表影長(zhǎng)度相差2寸有余
    ,從而徹底否定了“南北相隔千里
    ,影長(zhǎng)差一寸”的說(shuō)法。一行又進(jìn)一步研究處理
    、分析各個(gè)觀測(cè)隊(duì)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
    ,發(fā)現(xiàn)影長(zhǎng)與南北距離的關(guān)系不是常數(shù),于是改用北極高度差來(lái)計(jì)算
    ,得出南北相差351里80步
    ,北極高度相差一度的結(jié)論,化為現(xiàn)今通用的單位即子午線一度長(zhǎng)129.2公里
    ,這與今測(cè)值111.2公里相差較大
    。這是世界上第一次子午線長(zhǎng)度的實(shí)測(cè),在我國(guó)天文學(xué)史上乃至世界天文學(xué)史上都具有偉大的意義

    子午線長(zhǎng)度是測(cè)地學(xué)、地理學(xué)和天文學(xué)上的一個(gè)重要的基本數(shù)據(jù)

    。知道了子午線的長(zhǎng)度
    ,即可知道地球的大小。一行對(duì)子午線的實(shí)測(cè)對(duì)我國(guó)宇宙理論的發(fā)展也作出了積極的貢獻(xiàn)
    ,使渾天說(shuō)再次得以發(fā)揚(yáng)
    。國(guó)外第一次子午線長(zhǎng)度的實(shí)測(cè),比僧一行要晚90年
    。僧一行的首創(chuàng)之功
    ,永載史冊(cè)。

    子午線實(shí)地測(cè)量子午線即地球的經(jīng)度線

    。測(cè)量子午線長(zhǎng)度可以確知地球的大小
    。子午線長(zhǎng)度是地理學(xué)、測(cè)地學(xué)和天文學(xué)上一項(xiàng)重要的基本數(shù)據(jù)
    。唐代天文學(xué)家僧一行在我國(guó)和世界上最早發(fā)起和組織了測(cè)量子午線長(zhǎng)度的活動(dòng)

    僧一行(公元683-727年),本姓張
    ,名遂
    ,魏州昌樂(lè)(今河南南樂(lè))人,對(duì)天文歷法的造詣很深
    。他因不愿與武則天的侄子武三思交往
    ,逃到河南嵩山的嵩陽(yáng)寺做了和尚,取名一行

    唐玄宗即位后
    ,請(qǐng)一行進(jìn)京主持修訂新歷法。為此
    ,一行對(duì)天文現(xiàn)象進(jìn)行了認(rèn)真的觀測(cè)和研究
    。開(kāi)元十二年(公元724年)
    ,他發(fā)起和組織了一次大規(guī)模的大地測(cè)量活動(dòng),測(cè)量地點(diǎn)達(dá)12處
    ,以今河南省為中心
    ,北起鐵勒(今內(nèi)蒙古自治區(qū)以北),南達(dá)林邑(今越南中部)
    ,測(cè)量范圍之大前所未有
    。測(cè)量?jī)?nèi)容包括每個(gè)測(cè)量地點(diǎn)的北極高度,以及冬至
    、夏至
    、春分、秋分那天正午八尺之竿(表)的日影長(zhǎng)度

    這次測(cè)量活動(dòng)
    ,以太史監(jiān)南宮說(shuō)等人在河南滑縣、浚儀(今開(kāi)封)
    、扶溝和上蔡四處的測(cè)量最為重要
    。這四個(gè)地點(diǎn)的地理經(jīng)度比較接近,大致是在同一經(jīng)度上
    。南宮說(shuō)等人除了測(cè)出四處的北極高度和日影長(zhǎng)度外
    ,還測(cè)出了這四個(gè)地點(diǎn)之間的距離。一行從南宮說(shuō)等人的測(cè)量數(shù)據(jù)中
    ,計(jì)算出南北兩地相差351里80步(唐朝尺度
    ,合現(xiàn)代長(zhǎng)度129.22公里),北極高度相差一度
    ,這個(gè)數(shù)據(jù)就是地球子午線一度的長(zhǎng)
    。同現(xiàn)代測(cè)量子午線一度的長(zhǎng)111.2公里相比,一行的數(shù)據(jù)雖然有較大的誤差
    ,但這是世界上第一次實(shí)測(cè)子午線長(zhǎng)度的記錄
    ,有著十分寶貴的科學(xué)價(jià)值。
    國(guó)外實(shí)測(cè)子午線長(zhǎng)度
    ,是公元814年阿拉伯天文學(xué)家進(jìn)行的
    ,比我國(guó)晚了90年
    那個(gè)時(shí)候的人就知道地球是圓的,從航海得知

    參考資料:從別處復(fù)制的

    唐代天文學(xué)家僧一行是世界上第一個(gè)測(cè)量子午線長(zhǎng)度的人

    ,他是怎樣測(cè)量的?子午線也叫經(jīng)線
    ,是連接地球南北兩極的線
    。測(cè)量子午線的長(zhǎng)度可以確知地球的大小。早在唐代
    ,僧人一行就為此付出了辛勞
    一行
    ,原名張遂。他天資聰穎
    ,青年時(shí)代就到長(zhǎng)安拜師求學(xué)
    ,研究天文和數(shù)學(xué),是當(dāng)時(shí)著名的科學(xué)家

    測(cè)量日影

    ,在我國(guó)古代一直都是天文學(xué)家的必修課。早在周朝時(shí)
    ,人們就通過(guò)測(cè)景臺(tái)來(lái)測(cè)量日影
    。這個(gè)時(shí)期,人們還采用立竿見(jiàn)影法測(cè)量日影
    ,規(guī)定竿長(zhǎng)為八尺
    。這時(shí)的測(cè)量日影工作,主要是用來(lái)測(cè)量日影長(zhǎng)短和寒暑變化之間的關(guān)系
    。把竿影最長(zhǎng)的那天定為“冬至”
    ,就是這個(gè)時(shí)期的科研成果。

    西漢時(shí)

    ,負(fù)責(zé)天文觀測(cè)的官員認(rèn)為“日影一寸,地差千里”
    ,也就是說(shuō)
    ,在同一時(shí)刻的兩個(gè)不同地方日影的長(zhǎng)度相差一寸,那么這兩個(gè)地方的距離就有一千里
    這個(gè)說(shuō)法一直被當(dāng)作真理
    ,雖然不準(zhǔn)確,但卻是第一次將日影與地面距離聯(lián)系起來(lái)

    “日影一寸

    ,地差千里”的說(shuō)法到南北朝時(shí)期才受到質(zhì)疑!當(dāng)時(shí)著名的天文學(xué)家何承天提出了日影差一寸地面距離為六百里的新說(shuō)法
    。后來(lái)又有人進(jìn)行過(guò)類似的區(qū)域測(cè)試
    ,但一直都是小規(guī)模的測(cè)試。唐玄宗時(shí)期
    ,國(guó)力強(qiáng)盛
    ,有了在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試的基礎(chǔ)。721年
    ,才能出眾的僧人一行受命主持制訂新的歷法
    ,其中有一項(xiàng)準(zhǔn)備工作,就是通過(guò)觀測(cè)日影進(jìn)行大地測(cè)量

    這次測(cè)量區(qū)域跨度大

    ,規(guī)?div id="4qifd00" class="flower right">
    ?涨埃还苍谌珖?guó)選擇了12個(gè)觀測(cè)點(diǎn)
    。最北觀測(cè)點(diǎn)在鐵勒(今蒙古人民共和國(guó)境內(nèi))
    ,最南的在林邑(今越南境內(nèi)),最核心的觀測(cè)點(diǎn)設(shè)在中原區(qū)域的滑州白馬
    、汴州浚儀太岳臺(tái)
    、許州扶溝、上蔡武津等地

    因?yàn)橛^測(cè)點(diǎn)遍布全國(guó)各地

    ,獲得的觀察數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。依據(jù)這些觀測(cè)數(shù)據(jù)
    ,他們發(fā)現(xiàn)
    ,從白馬到上蔡有526.9里,日影相差已經(jīng)有2.1寸
    ,這一測(cè)量的結(jié)果徹底否定了“日影一寸
    ,地差千里”的說(shuō)法。一行根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)
    ,還計(jì)算出了極地度值
    ,“大率五百二十六里二百七十步而北極差一度半,三百五十一里八十步而差一度”

    極地度值

    ,也就是現(xiàn)代地理學(xué)中經(jīng)線上緯度相差一度的地表距離。地球經(jīng)線一周的連線也就是現(xiàn)代所稱的子午線
    。既然求得了經(jīng)線一度的數(shù)值
    ,那么子午線的長(zhǎng)度值也就不難得出了。

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