一行是怎样进行大地测量的

中国古代天文学非常重视实地测量,但是由于技术水平的限制,测量往往不能很精确。这就需要富于创新精神和实践能力的探索者。唐代的天文学家一行就是这样的一位先驱。他主持了世界上第一次地球子午线长度的实测,推算出了地球子午线一度弧的长度。

一行俗名张遂,魏州昌乐(河南南乐)人。年轻时父母双亡,遂剃度出家。因深入“一行三昧”,故法名一行。当时中国流传的“天圆地方”理论认为“日影千里差一寸”,即南北相隔千里的两地竖起高八尺的表,在同一时间测得的影子长度会相差一寸。这种说法从汉代的《周髀算经》中就有记载,但是缺乏实测依据。当时已经发现在不同地方日食发生的时刻、各节气的日影都不相同,制订历法时必须将此考虑在内。为此就有必要进行大地测量,精确地测量不同纬度地区的日影长度。

开元十二年(724年),一行发起组织了一次大规模的天文大地测量工作。他的团队在13个位点上测量北极星的地平高度(角度)和正午时分八尺表的日影长度。测量点最北到北纬51°左右的铁勒回纥部(今蒙古乌兰巴托),最南到约北纬18°的林邑(今越南中部)。为了测量北极星的高度,一行发明了方便携带的覆矩。覆矩大约是木工所用的曲尺一样的仪器,在直角顶点系上重锤,两条直角边中间安放量角器。只要把覆矩的一条边指向北极星,让它正好落在人眼和北极星的连线上,重锤拉的细线在量角器上指出的角度就是北极的地平高度。利用覆矩等工具,一行等人根据测量结果得出结论,南北距离大约351里80步,北极高度相差一度。这就是地球子午线一度的球面距离。这一实测结果否定了“日影千里差一寸”的说法,实际上也得到了地球是球形的有力证据。可惜的是,一行及后来的中国古代天文学家只是把此测量结果用于制订历法,而没有进一步讨论大地的具体形状,也就没能真正发现“地球”。

利用太阳定时间的日晷

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