第70章 僧一行测子午线 (第2/3页)
形刻道走了样。工匠们面面相觑,不知如何是好。一行蹲下来,用手指沿着那道刻痕摸了一遍,起身说:“废了,重铸。”
梁令瓒急了:“大师,这一炉铜,够铸十口钟!重铸,府库里还有多少银子?”
“十口钟换一个准。”一行说,“钟不准,是人的耳朵受罪;仪不准,是天下人受罪。你算算,哪个值?”
梁令瓒哑口无言。炉火重新烧起来,铜水再次倾入范模。这一次,一行亲自扶着范模,站了整整一夜,直到铜水冷凝,天光放亮。
仪成之日,玄宗亲临观星台。
一行请皇帝登上高台,指着那架铜仪说:“陛下请看。黄道游仪可测日行之道,赤道仪可测星辰之度,白道仪可测月行之迹。三仪合一,天地之数,尽在其中。”
玄宗绕着铜仪走了一圈,忽然问:“它测得准吗?”
一行没有回答。他抬起头,望着头顶的星空,说:“准不准,天上说了算。今夜若有流星,陛下可以验之。”
当夜,果然有流星划过天际。太史监的官员守着仪器,记下方位度数,与旧历推算一一对照——新仪所测,分毫不差。消息报进宫,玄宗龙颜大悦,当夜竟亲自登上观星台,看了半宿星星。
黄道游仪还不算完。一行与梁令瓒又造了一架水运浑天仪,以铜为体,注水为力,齿轮咬合,日夜自转——天上的日月星辰怎么走,铜球就怎么转,一分不差。更妙的是,仪上立着两个小木人,每到一刻,木人自动击鼓;每到一辰,木人自动撞钟。
《旧唐书》记下这架仪器的形制:
又立二木人于地平之上,前置鼓以候辰刻,每一刻,自击之;每辰,自撞钟。皆于柜中,以水激轮,轮转如飞。
这是人类历史上最早的机械报时装置之一。欧洲的第一座机械钟,要到三百多年后才出现。而在开元十三年的长安,铜轮已经在水中昼夜转动,木人敲鼓,声闻数里。
长安人起初以为观星台上闹了鬼——深更半夜,谁在击鼓?后来知道是那架会自己转的铜仪,便把它叫作“水运浑天”,当作奇观。西市的胡商专门跑来看,看那木人按时击鼓,啧啧称奇,说撒马尔罕的工匠一辈子也造不出这样的东西。
玄宗也来看过几次。他站在铜仪前,听着齿轮转动的声响,看了很久,忽然对高力士说:“朕这个和尚,测的是天,造的是神器。天下有这样的人,是朕的福气。”
高力士笑着说:“陛下好福气。”
玄宗点点头,又说:“可朕总觉得,他测的东西,比朕想得远。”
高力士没接话。他隐隐觉得,皇帝说的“远”,不是指天。
有了黄道游仪,一行开始大规模观测。他率太史监的官员,夜夜登台,记录日月五星的行度,前后数年,累积成堆的观测簿。这些簿子摞起来,比人还高。太史监的年轻官员抱怨抄写辛苦,一行说:“天不说话,我们替它记账。账记够了,天的心事,自然就懂了。”
观测之中,一行发现了一个问题:旧历以为日行黄道,南北无差,可是实测下来,日影的长短,在南北不同的地方,并不相同。长安的冬至日影,与洛阳的不同;洛阳的,又与更南的地方不同。
“千里一寸”——旧的说法,说南北相差一千里,日影就差一寸。一行算下来,发现这个说法是错的。错的幅度还很大。
他皱着眉,把这个问题想了很多天。想通了,他写了一道奏疏:请在全国设点,同时测量。
玄宗问:“设多少点?”
一行说:“十三处。北到铁勒,南到林邑,纵贯万里。”
玄宗沉吟:“万里之遥,人力物力,不是小数。”
一行合十:“陛下,天不可欺。一寸之误,历差一日;一日之误,农时尽乱。这十三处测点,是给天下人看的——让他们知道,天子颁的历,是拿尺子量出来的,不是拍脑袋想出来的。”
玄宗看了他半晌,说:“准。”
第三节子午线——人类第一次实测地球
开元十二年(724)春,十三路测影使者,从长安城出发。
他们带着朝廷的符节,带着测量用的八尺之表——一根笔直的标杆——带着空白的簿册,向南北两个方向散开。最北的一路,远赴铁勒的回纥部,在今蒙古高原的腹地;最南的一路,深入林邑,在今越南的中部。两路之间,纵贯万里,跨过黄河,越过长江,翻过五岭。
每到一个测点,使者立表于地,正午时分,量日影之长短;入夜之后,测北极星出地之高低。夏至量一次,冬至量一次,春分秋分各量一次。一年之内,往复不息。
测影是个枯燥的活计。日影在表下缓缓移动,长了,短了,又长了。使者的眼睛不能离开那条影子,手不能离开那把尺子。烈日下暴晒,暴雨中蜷缩,蚊虫叮咬,水土不服——十三路使者,一路走下来,病倒的、累垮的,不在少数。
但没有人抱怨。他们知道,自己量的是天的尺寸。
这十三路里,有一路格外重要,主持的人叫南宫说。
南宫说是太史监的官员,奉命在河南平原测量。他从滑州的白马出发,经浚仪、扶沟,一路测到上蔡——四个测点,都在黄河以南的平地上,地势平坦,视线开阔,是最理想的测量场。南宫说在四个测点各立八尺之表,夏至日正午,同时量影。
量影这天,南宫说亲自守在扶沟的测点上。
八尺之表立在官道旁的旷野里,笔直如戟。日头爬到中天,影子一寸一寸缩短。南宫说蹲在表下,眼睛一眨不眨地盯着那条影子,手里握着一把刻着分度的尺。周围的农夫扛着锄头路过,好奇地停下来看:这个官儿,盯着根棍子的影子,看的什么?
影子缩到最短,定住了。南宫说立即上前,把尺子抵在表根,读出一串数字,亲手记进簿册。他直起身,抹了一把汗,对随从说:“记好了。一尺四寸四分。”
“大人,差一厘半厘的,要紧么?”
“要紧。”南宫说把簿册合上,抱在怀里,像抱一件宝贝,“这几个数,要送到长安去的。一厘之差,天知道,地知道,我知道。”
四个点的簿籍报回长安,是这样一个排列:
白马,一尺五寸七分。
浚仪,一尺五寸三分。
扶沟,一尺四寸四分。
上蔡,一尺三寸六分。
影差一寸多,相距三百多里。南宫说把簿籍报回长安,一行在灯下摊开四份簿册,一条直线画下去,笔尖停在一个数字上。
他放下笔,对梁令瓒说:“旧说千里而影差一寸。如今实测,四百里而差一寸有奇——旧说是错的。”
梁令瓒凑过来看:“错在哪里?”
“错在把天想小了。”一行说,“天不是平的。地,也不是平的。”
他把四份簿籍反复推算,又调来其他测点的簿册对照。北方的测点,北极星出地高;南方的测点,北极星出地低。他顺着这个坡度一路算下去,忽然明白了一件事:
所谓日影之差,所谓北极高低,其实都是同一件事——大地是弯的。人站在弯着的大地上看星星,每往南走一步,北极星就低一分。这低下去的一分,就是脚下这片大地弯过去的一分。
他算出:北极出地高度每差一度,南北相距约三百五十一里八十步。
用今天的单位来说,大约是一百二十九公里。而现代科学测定的地球子午线一度之长,是一百一十一公里。一千二百年前,一行用八尺之表、一根标杆、一片平原,量出了与真相相差百分之十几的答案。
这个答案,来得并不容易。为了它,十三路使者跑了两年,从北到南,从冬到夏。有的使者在岭南中了瘴气,病倒在驿站里,被抬回长安时,怀里还抱着测影的簿册;有的使者在塞外的风雪里冻掉了手指,仍把冬至的日影量完才肯回来。一行把这些簿册一册一册摊在案上,看得极慢,看得极仔细——他看的不只是数字,是那些使者的命。
这是人类历史上,第一次用实测的方法,丈量地球。
在他之前,人们说起大地,用的是想象:说天圆地方,说地厚九万里,说日影千里差一寸——都是嘴里的话,没有一把尺
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