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唐代一场跨越万里的“特殊战争”:今日地球的大小数据正由此而来

2019-12-01来源:东莞康泰旅游

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公元721-724年(唐开元九到十二年间),当时的中华大地一片升平,然而在人们欢声笑语的背后,一场南北跨度近五千公里的“大型战役”正有条不紊地进行着,战役的指挥者正是我国杰出的天文学家张遂(一行和尚)。

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这场“特殊的战争”北起铁勒(今蒙古乌兰巴托附近)、南至林邑(今越南河内一带),中间还分布着十个“战役点”,分别位于今日的河南河北、湖南湖北及山西等地,十二个地点共动员役夫约数万,堪比一次战争动员的规模。

原来,这是唐代史无前例的一次全域性“大地测量”,这次测量直接关系到了《大衍历》的编著,而且间接获得了世界上第一个较为精确的子午线数据,与今天的精确测量仅每度误差二十余公里(在当时的测量手段及地球的尺寸范围内,这点误差完全可以理解)。

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张遂是唐代开国元勋张公瑾的孙子,自幼就以超强的记忆力及广博的学识闻名,唐玄宗一直对其推崇备至并视为国师。

公元721年(开元九年)的时候,由于根据李淳风《麟德历》的日食预报数次失准,唐玄宗觉得当前的历法尚有缺陷,于是召了张遂进宫问询。张遂指出:谬误根源正来自沿用了千年的“日影一寸,地差千里”,三百年前已有人(南北朝天文学家何承天)在小范围测试中证实了它是一种错误的理论。

隋朝天文学家刘焯也曾提出了大规模“测量日影”的设想,可惜隋朝皇帝不是唐玄宗李隆基,刘焯的提议并未被采纳。

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获悉原因后,唐玄宗决定让张遂重新勘定历法、这过程中需要进行一次全国性的大地测量,唐玄宗也诏令全国各地对张遂提供了人力物力上的所有支持!

由于这次测量牵涉的地域范围太广,张遂派太史监南宫说及太史官大相元太等人分赴各地,将各地测量的日影数据“回日奏闻”,然后再由张遂本人亲自汇总计算。测量范围由北纬51度处的铁勒一直到18度处的林邑,其跨越的广袤范围,实际上也只有疆域宽广的唐代才能实现了----毕竟这并非一次“跨国测量”,再说,他国的土地也轮不到唐朝去测量的。

需要补充的一点是:在测量之前,年轻时候的张遂早已尊师嘱游历过大唐的四方寰宇,其足迹基本已遍及过这次测量的地域范围。

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根据他之前的游历记录,再结合这次来自各地的汇总数据,这次测量就好比一场准备了数十年的大战。

唐中宗神龙初年,张遂就曾在冈州的五马归槽山、圭峰山等地(今日江门新会)结庐为庵观星了三年。由于当地与北回归线之间正好相差一度(132公里),根据三年反复观星得出的数据规律,那时候的张遂其实已确定了刘焯的理论是正确无误的,所以才会在唐玄宗面前直接否定了“日影一寸,地差千里”一说。

从他特意选择“冈州观星”的行为来看,其实“一度子午线”的具体距离早就装在他心里了,只是一直尚缺乏大规模的测量验证。

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测量队伍中的南宫说主要依据隋代刘焯的计划进行测量,通过“帮刘焯圆梦”来验证其理论,这样的开放性科学态度也是很值得后人借鉴的。

事实上,借助刘焯的理论,这次测量中的“河南战役”的收获最为巨大,张遂正是根据河南的测量结果得出了“极地度值”数据:大率五百二十六里二百七十步而北极差一度半,三百五十一里八十步而差一度。换算成今天的数据,即1度为132.03公里,与今天的110.6公里相比误差20多公里左右。

这个否定“日影一寸,地差千里”的测量过程,实际就是人类历史上最早的一次子午线测量,只是当时还不存在“子午线”这样的概念。

公元814年,阿拉伯人也进行了一次子午线测量,其结果就更为接近今天的数据了(111.8公里),而且那也在“踩在张遂肩膀上”的一次测量,正如张遂也借鉴了刘焯的理论一样,科学本来就不应存有私心与国界!

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从前,来自西汉《周髀算经》的“日影一寸,地差千里”理论说:南北相距一千里的两个点,在夏至的正午分别立一八尺长的测杆,它的影子相差一寸。

由于观测地点的不同,各地的日影和昼夜长度也是不同的,古人没进行过范围广大的测量,出现此认识偏差也是常理。在从河南滑州与上蔡的测量数据看,两地相距为526公里,而日影长度差就已达二寸一分,这数据就足以推翻“日影一寸,地差千里”之说了。

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唐朝时候世界上还不存在“地球”的概念,也不知道地球是一个标准的椭球体;借助原始的测量工具(张遂自制“覆矩”)得出这样的具体数据,地球直径(南北纬的四倍)四万多公里的数据就已跃然纸上。

虽然这并非那次测量的本意目标,但正如所有科学实验一样,这样的结果也是因其内在关联的规律而出现的,也可以说这是“意料之外、规律其中”的收获。

根据那次土地大测量的数据,张遂编撰出了著名的《大衍历》,后世所有历法均沿用了《大衍历》的格式,因而《大衍历》也被称为“唐历之冠”(《中国天文学史》结论)。

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