天文歷法·子午線長度的測量

天文歷法·子午線長度的測量天文歷法·子午線長度的測量

由于受“天圓地方”學說的影響，我國古人一直認為“日影千里差一寸”，也就是說，在夏至日正午，南北相距一千里的地方，同為八尺的圭表，其日影長度要相差一寸。直到公元442年，才有人對這種說法提出了懷疑，天文學家何承天根據(jù)一次不很精確的測量，認為平均兩地相距約六百里，影長就相差一寸，但他的說法沒產(chǎn)生什么影響。直到隋代，著名天文學家劉焯明確表示了他對“日影千里差一寸”說法的懷疑，他說：“寸差千里，亦無典論，明為臆斷，事不可依?！备鲝堄镁_的實測來證明“寸千里”的錯誤，他提出了具體的辦法：“(應在黃河)南北平地之所，可數(shù)百里，南北使正，審時以漏，平地以繩，隨氣分、至，同時度影，得其差率，里即可知?！奔丛邳S河南北的平原上，在正南正北兩地，用繩子測好它們之間的距離，用漏壺定時刻，在春秋分、冬夏至日的正午同時測量日影的長度，即可得到影差。但這項計劃并沒有使隋煬帝感興趣，被擱置一邊。

直到公元724年，劉焯的主張才由僧一行實現(xiàn)了。一行為了制定歷法，發(fā)起并領導了一次大規(guī)模的大地測量工作。其觀測點達12處之多(不含長安)，以今河南省為中心，北起內蒙古自治區(qū)以北，南到越南中部，測量范圍前所未有。觀測的項目包括北極的地平高度，冬至日、夏至日、春分日、秋分日太陽在正南方時八尺高表的影子長度，晝夜長短等。在這12個地點中，僅河南一地就有四個，即白馬、扶溝、浚儀和上蔡，南官說等人在這里工作，極為出色。他們不僅測定了北極高度和日影的長度，而且測出了這四個地點之間的距離。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)，夏至日表影長度相差2寸有余，從而徹底否定了“南北相隔千里，影長差一寸”的說法。一行又進一步研究處理、分析各個觀測隊的實測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)影長與南北距離的關系不是常數(shù)，于是改用北極高度差來計算，得出南北相差351里80步，北極高度相差一度的結論，化為現(xiàn)今通用的單位即子午線一度長129.2公里，這與今測值111.2公里相差較大。這是世界上第一次子午線長度的實測，在我國天文學史上乃至世界天文學史上都具有偉大的意義。

子午線長度是測地學、地理學和天文學上的一個重要的基本數(shù)據(jù)。知道了子午線的長度，即可知道地球的大小。一行對子午線的實測對我國宇宙理論的發(fā)展也作出了積極的貢獻，使渾天說再次得以發(fā)揚。國外第一次子午線長度的實測，比僧一行要晚90年。僧一行的首創(chuàng)之功，永載史冊。

子午線實地測量子午線即地球的經(jīng)度線。測量子午線長度可以確知地球的大小。子午線長度是地理學、測地學和天文學上一項重要的基本數(shù)據(jù)。唐代天文學家僧一行在我國和世界上最早發(fā)起和組織了測量子午線長度的活動。
僧一行（公元683-727年），本姓張，名遂，魏州昌樂（今河南南樂）人，對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寺做了和尚，取名一行。
唐玄宗即位后，請一行進京主持修訂新歷法。為此，一行對天文現(xiàn)象進行了認真的觀測和研究。開元十二年（公元724年），他發(fā)起和組織了一次大規(guī)模的大地測量活動，測量地點達12處，以今河南省為中心，北起鐵勒（今內蒙古自治區(qū)以北），南達林邑（今越南中部），測量范圍之大前所未有。測量內容包括每個測量地點的北極高度，以及冬至、夏至、春分、秋分那天正午八尺之竿（表）的日影長度。
這次測量活動，以太史監(jiān)南宮說等人在河南滑縣、浚儀（今開封）、扶溝和上蔡四處的測量最為重要。這四個地點的地理經(jīng)度比較接近，大致是在同一經(jīng)度上。南宮說等人除了測出四處的北極高度和日影長度外，還測出了這四個地點之間的距離。一行從南宮說等人的測量數(shù)據(jù)中，計算出南北兩地相差351里80步（唐朝尺度，合現(xiàn)代長度129.22公里），北極高度相差一度，這個數(shù)據(jù)就是地球子午線一度的長。同現(xiàn)代測量子午線一度的長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測子午線長度的記錄，有著十分寶貴的科學價值。
國外實測子午線長度，是公元814年阿拉伯天文學家進行的，比我國晚了90年
那個時候的人就知道地球是圓的，從航海得知。
參考資料：從別處復制的

唐代天文學家僧一行是世界上第一個測量子午線長度的人，他是怎樣測量的？子午線也叫經(jīng)線，是連接地球南北兩極的線。測量子午線的長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，青年時代就到長安拜師求學，研究天文和數(shù)學，是當時著名的科學家。

測量日影，在我國古代一直都是天文學家的必修課。早在周朝時，人們就通過測景臺來測量日影。這個時期，人們還采用立竿見影法測量日影，規(guī)定竿長為八尺。這時的測量日影工作，主要是用來測量日影長短和寒暑變化之間的關系。把竿影最長的那天定為“冬至”，就是這個時期的科研成果。

西漢時，負責天文觀測的官員認為“日影一寸，地差千里”，也就是說，在同一時刻的兩個不同地方日影的長度相差一寸，那么這兩個地方的距離就有一千里。這個說法一直被當作真理，雖然不準確，但卻是第一次將日影與地面距離聯(lián)系起來。

“日影一寸，地差千里”的說法到南北朝時期才受到質疑！當時著名的天文學家何承天提出了日影差一寸地面距離為六百里的新說法。后來又有人進行過類似的區(qū)域測試，但一直都是小規(guī)模的測試。唐玄宗時期，國力強盛，有了在全國范圍內進行測試的基礎。721年，才能出眾的僧人一行受命主持制訂新的歷法，其中有一項準備工作，就是通過觀測日影進行大地測量。

這次測量區(qū)域跨度大，規(guī)?？涨埃还苍谌珖x擇了12個觀測點。最北觀測點在鐵勒（今蒙古人民共和國境內），最南的在林邑（今越南境內），最核心的觀測點設在中原區(qū)域的滑州白馬、汴州浚儀太岳臺、許州扶溝、上蔡武津等地。

因為觀測點遍布全國各地，獲得的觀察數(shù)據(jù)更加準確。依據(jù)這些觀測數(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，這一測量的結果徹底否定了“日影一寸，地差千里”的說法。一行根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，還計算出了極地度值，“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，那么子午線的長度值也就不難得出了。

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