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张遂立表测影的故事 古代中国全国性天文测量

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发表于 2016-11-4 21:58:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
  张遂“立表测影”是怎么回事?公元724年4月末的一天,将近正午时分。唐代京都长安城的丽正殿书院的院子里人头攒动,因为这里将要进行一次“立表测影”天文测量,而且主持这项测量的是有名的高僧一行,所以吸引了许多人。由于“立表测影”是难得见到的盛况,人们还可以借此一睹高僧一行的风采。

  一行是这位高僧的法名,他的俗名叫张遂。张遂小时候就勤奋好学,尤其喜欢研究天文学和数学。到了青年时代,他的求知欲望更强了。有时,为了搞清楚一个疑难问题,常常不辞辛劳,到很远的地方去向有学问的人请教。

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  当时,在长安城南,有一座规模宏大的道观——立都观。观内的藏书有万卷之多,更有一位学问很深的道长,叫尹崇。冲着这两条,好学的张遂就成了这里的常客。尹崇很喜欢这位好学的青年人,俩人很快就成了朋友。张遂经常向尹崇讨教,又从尹崇那里借阅许多藏书,学问上的长进非常快。

  有一次,张遂向尹崇借阅一部《太玄经》。这是西汉时的大学问家杨雄写的哲学书,非常深奥难懂。几天后,张遂读完了这部书,还写了一篇心得文章《义决》,并根据自己的理解绘制了一幅《大衍玄图》。当张遂去还书时,尹崇很是惊讶,说:“这部书我曾经读了一年多,还没有完全读通,你怎么只读了几天就不再钻研下去了呢?”

  张遂回答说:“我已经把书读完了,并且写了心得,画了一幅《大衍玄图》,正想请您指教呢!”说着把文章和画递给尹崇看。尹崇看了文章和图,连声称赞张遂是“颜回再生”。颜回是孔子最有才华的学生,后来人们就把才华出众的青年比作颜回。从此,张遂作为一个青年学者的名声,很快就在长安城里传开了。

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  那时,正是女皇武则天当政,武则天的侄子武三思野心勃勃,一心想继承皇位,所以平时结交名流,想借此来抬高自己的名望和身价。张遂出了名,自然成了武三思拉拢的对象。张遂是个正直的青年,不愿卷入皇室权力斗争的漩涡中去,为了躲避权贵的纠缠和迫害,便跑到河南嵩山脚下的嵩岳寺出家当了和尚,拜嵩岳寺主持高僧普寂为师,取法名为“一行”。一行每天除了学习佛经,打坐修行外,就是自学天文、数学。普寂越来越觉得这个弟子非同一般,于是就对他说:“一行,我看你是个人才,不是我教得了的,为了让你增长见识,将来好有更大的成就,你还是出去游学吧!”张遂拜别了师父,按他的指点到浙江天台山国清寺去拜师学习。

  两三年里,一行读完了国清寺收藏的《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《缀术》、《缉古算经》等珍籍。直到公元710年,才重新回到嵩岳寺。就在一行在国清寺埋头攻读的时候,唐朝的政局也发生了重大的变化,先是武则天病死,接着是唐中宗李显被毒死。
  公元710年,李旦即位。不久就让位于李隆基,这就是唐玄宗唐明皇。唐明皇是个有为君主,登基后连连下求贤诏书,加上张遂的祖先曾对朝廷有功,张遂就被征调进京,极受唐明皇的器重,让他负责改革历法,制造天文和计时仪器。

张遂立表测影的故事 古代中国全国性天文测量

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  公元724年,一行奉命领导了一次全国规模的天文测量。各支测量队奔赴天南地北,观察日影、星辰的变化,并把测得的数据全部及时送回长安,由张遂汇总计算。一天,张遂正在长安城外的天文台仰观星空,突然,被他派到河南阳城的一支天文测量队的队长南宫,匆匆赶回京城来见张遂。原来,张遂交给他的测量任务中有一项要求,就是测量各地不同的“北极高度”。因为地球是圆的,各地地平线与北极星连线的角度不同,肉眼看到的北极星的高度也就不同。

  怎样测算这个角度呢?南宫不能解决这个问题,特地赶回来向张遂请教。张遂听完南宫的话说:“这几天,各队都派人来京,向我提出同样的问题。我反复思考后,做成了这把尺子,取名‘复矩’,也许可以解决这个难题。”说着,他从怀中取出“复矩”来。原来这是一把直角拐尺,角间有一弧形刻度,角顶有丝线,系着一个铜锤。
  一行抬头找准了北极星,然后将拐尺举起,长的一边对准自己的眼睛,同时指向北极星,这时铜锤自然下垂,垂线与短边的夹角大小可以从弧上刻的度数一目了然。张遂指着这个夹角说:“这就是地平线与北极的夹角,北极的高度也就很容易算出来。”

张遂立表测影的故事 古代中国全国性天文测量

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  实际上,张遂发明的“复矩”不仅能测出北极高度,而且这个度数同时就是北半球的纬度。因为地球是圆形的,子午线穿过南北两极,当人站在北极时,北极星正好在人的头顶,与地平线垂直成90°;如果站在赤道时,看北极星与地平线几乎重合,成0°角。沿着子午线走,北极星的高度也就逐渐变化。用“复矩”可以测量纬度,更重要的是,有了纬度的数据就可以计算出整个子午线的长短。

  张遂通过实测后,计算出每度弧长132.03公里,与现代用科学仪器测出的每弧度长111.2公里相比,当然不很精确,但张遂毕竟完成了人类第一次实测子午线,据历史记载,在张遂之后的90年,也就是814年,阿拉伯人才在幼发拉底河平原上进行了一次子午线的实测。

  张遂在天文学上的贡献是多方面的,他还是世界上第一个发现恒星运动的人。这比西方天文学家发现恒星运动现象要早1000多年。
  公元727年,他在刚刚修完“大衍历”后,不幸染病身亡,当时这位伟大的天文学家只有45岁。
  1977年7月,中国科学院紫金山天文台把新发现的并被国际上承认的4颗小行星以4位中国古代科学家的名字来命名,其中一颗就是以张遂的名字命名的。让张遂留在浩渺寰宇,观苍天,察星宇,这是他的心愿,也是后人对他最好的纪念。

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