一行的故事最早测量地球大小的密宗高僧7
第七节 奉旨修历造仪测地
开元九年(721)九月初一,太史局里人来人往,忙忙碌碌,但却没有什么声音,静寂中隐含着肃 杀。几次“日蚀”预报不准,若照旧例,天文官的脑袋就难保了。虽然玄宗皇帝宽仁驭下,但这次若再报不准确,恐怕就不好交待。所以虽是深秋,太史监南宫说和 太史大相元太的额头和鼻尖都紧张得沁出了汗珠,分头指挥手下,准备油盆,较准漏刻,准备记录簿。细心的南宫说甚至试了试毛笔和观台里墨汁是否合适。
预报的时刻终于到了,在油盆里,耀眼的太阳只显现出一个光亮的圆轮,日食情况可以清楚看到,在轸宿十八度,而预报却并非如此。南宫说和元太一头一头地出汗。
皇帝看见观测报告眉头微皱。南宫说很聪明,他这样说:“按照现行的《麟德历》预报日蚀总是不准确,请陛下指示,司天台该怎么办?”一下子把责任推到了五十六年前造《麟德历》的李淳风身上。
宰相张说便向皇帝说:“一行和尚也曾说过:《麟德历》用的时间长了,不准确了,陛下何不叫来问问,他向来对天文、历算这一套钻得很深。”
皇帝立即召见一行。一行果然说得头头是道:“古今星象一直在变,现今的星宿位置与古代不同,不光是赤道上的位置和距极度数因岁差而有差异,即黄道上的位 置,也是不同的。再譬如太阳在黄道上的运动速度,也是不均匀的,冬至时最快,所以这天白昼最短,以后渐慢,到夏至时最慢,所以这天白昼最长,以后又逐渐加 快。而今陛下想造新历,必先知道黄道进退,请让太史令测侯星度。”
南宫说等人回奏说:“过去总是以赤道为基准考察星象,太史局没有黄道游仪,无法测定。”
—行又说:“黄道游仪,古有其术而无其器,黄道随天运动,时刻变化,难用旧有仪器来测定,所以编修《麟德历》的李淳风等人只是限于想象,而不能制造。请陛下下诏。就在书院内用铜铁铸造,造好后就可以测度星象,不出什么差错了。”
皇帝依从建议,下令一行与梁令瓒合作。一行从善无畏处学习的“工巧”,在此大大地派上了用场。
开元十一年(723),铜铁铸造的“黄道游仪”制成。其中二十八星宿和其它星座位置与古代历象记载不同者多达数十处。在一行和梁令瓒的大胆改进下,在黄 道环和赤道环上每隔一度都打一个洞,使白道环可以在黄道环上一度就移动一下。但因传统习惯的影响——认为“岁差”是黄道沿赤道滑动造成,所以“黄道游仪” 在制造时固定了赤道,而这与事实正好相反——“岁差”是赤道沿黄道滑动,但当时并未悟到这点。因之,一行不得不大量地采用实测以收取数据。
一行利用这架“黄道游仪”研究月亮的运动,研究恒星的坐标,对于修订《大衍历》,提高交食计算的准确性,发现恒星坐标因“岁差”而变化等方面都有很大的作用。
玄宗亲制铭文,将“黄道游仪”置于灵台,供一行专用,还在长安集贤院内为他专建了一座天文台——仰观台,支持他的修历工作。
位于长安崇贤坊的资圣寺里也传出了好消息。金刚智领着他的译经班子译出了《金刚顶瑜伽中略出念诵经》4卷,《七俱胝佛母准提大明陀罗尼经》1卷,启发了唐代第三次佛经翻译的高潮,进而将译坊移至荐福寺(小雁塔)继续译《金刚顶曼殊室利菩萨五字心陀罗尼品》,《观自在如意转秘密瑜伽法要》等密宗经典。
感于皇帝的知遇之恩,一行干劲更足。“黄道游仪”铸造成功后,他又上奏说:“现今的灵台铁仪是北魏明元帝时,都匠斛兰所造,太简略粗疏,刻度不均匀,赤 道定死了,用它来测量月亮的运行,误差多达十七度,少也不小于十度,不足以考察天象和计时,所以后来秘阁郎中李淳风在其所著的《法象志》一书中又提到了 ‘黄道浑仪法’,以北斗七星和太阳运行轨道为基准,参考有关星座和月亮的运行,显示天体运转实况,但因为太复杂,就再无人研究了。贫僧上书皇帝,请求再造 ‘水运浑天仪’,使天象考察更为缜密,贫僧新设计的这种‘水运浑天仪’,简单易制,显示天象明显、准确……”
玄宗恩准其奏,令梁令瓒和一行再次合作,用铜铁铸造“水运浑天仪”。
开元十二年(724)四月二十三日,长安丽正书院里显得格外忙碌和紧张,一批天文大地测量人员忙着定表样、审尺寸,校正测量仪器的准确性。由一行主持的全国天文大地测量工作即将开始,太史监南宫说、太史官大相元太等人将分别率队奔赴指定地点测量。
测量的内容,主要是在“二分”(春分、秋分)和“二至'’(夏至、冬至)的正午时量度八尺表的日影长度和“北极出地”高度(相当于地理纬度),准备用来编订历法和校正“王畿千里,影差一寸”的说法。
这种说法是:夏至那天的正午,同时用八尺高的“表”(标杆)测量南北两地的日影,如果日影长度相差一寸,那么此两地之间的距离就是一千里。
隋朝天文学家刘焯曾驳斥:“寸差千里,亦无典说,明为意断,事不可依。”并建议隋炀帝派专家在黄河“南北平地之所,可数百里南北使正,审时以漏,平地以绳,随气分至,同时度影,得其差率,里即可知。”可荒淫的杨广根本不理睬。
这次测量的范围很大,观测点分布在全国十三个地方:以洛阳为中心,北起铁勒(今内蒙古)南达林邑(今越南中南部)。一行坐镇长安,掌握全局,进行技术指 导和组织工作。各测量队要经常向他请示和汇报,所有观测结果都集中到他那里进行整理和研究。他自己也在首都的“仰观台”上日夜进行观察。
“夏至”日各测量点的各种数据终于送到京师,一行立即认真地翻阅起来:“林邑国,夏至影在表南五寸七分;安南,夏至影在表南三寸三分;郎州武陵县,夏至影在表北七寸七分;襄州,因阴雨未测;太原府,阴雨未测……”一行审阅着,眉头微微皱起。
太遗憾了,前边这五个点竟有两个因阴雨未测成。唉!今年这天气,河东、河北旱,襄州和太原却雨,真是天公不作美!那么南宫说呢?不知他主持的那五个点怎 么样?一行将最重要的五个点交给他率队测量。这五个点是隋朝天文学家刘焯所建议的,黄河以南平原地区的阳城(今河南登封告成镇),蔡州武津(今河南上 蔡),许州扶沟(今河南扶沟),汴州浚仪太岳台(今河南开封市西北),滑州白马(今河南滑县)。
一行翻检着手中的资料。啊,有了。“蔡州上蔡县武津馆,夏至影在表北一尺三寸六分半;许州扶沟,夏至影在表北一尺四寸四分;汴州浚仪太岳台,夏至影在表北一尺五寸三分;滑州白马,夏至影在表北一尺五寸七分……”他高兴得笑了,佛祖有灵,这五个点的测量还顺利。
一行继续看下去,南宫说的确干得不错,按预定计划完成了对武津馆、扶沟、太岳台、白马四点之间距离的测量。这四个点差不多正好在同一条子午线上,形成南北方向的排列。
“滑州白马距上蔡武津馆五百二十六里二百七十步,两地影差竟是二寸零半分了。”他在心里算道。“王畿千里,影差一寸”的说法彻底打破了。
一行把测量数据汇总起来细心计算,发现:一,无一处是南北相距千里,而夏至影差一寸;二、影差和南北距离之间的关系,不是常数。
为了找出“距离差”的规律,一行经过反复验算,决定改用“北极出地”之差来计算。为此他先查出了南宫说这一组各点的“北极出地”度数:上蔡县武津馆,北 极高三十三度八分;许州扶沟,北极高三十四度三分;汴州浚仪太岳台,北极高三十四度八分;滑州白马,北极高三十五度三分……
仅以扶沟 为例,算出的纬度较之今日的三十四度四分,仅差一分。由此结果而扩展,一行由武津馆与白马“北极出地”高度的差数,算出了:大率五百二十六里二百七十步而 北极出地差一度半;三百五十一里八十步而差一度(唐制:1里为300步,合454.363公尺)。将此结果换算成现代的表示法,即:1°为132.03公 里。(比今略大,今为1。长111.2公里)。
这就是地球子午线一度的弧长。根据这个数字就可以算出地球的大小,这是多么了不起的成就啊。
阿拉伯回教王阿尔马蒙,公元814年命天文学家在幼发拉底河以北进行同样测量,算出子午线每度长度虽较此准确,但已晚了九十年。
中国的天文学家一行主持了世界上第一次地球子午线的测量。并通过这次实测总结出一条重要的结论:“古人所以持勾股之术,谓其有征于近事。顾未知目视不能 远,浸成微分之差,其差不已,遂于术错。”意思就是:在很小的有限空间范围内探索出来的正确的科学理论,如果不加分析地任意向很大的范围甚至无限的空间外 推,就可能得出错误的结论。
南宫说在这次子午线测量中表现突出,一行不愿掩人之善,也不顾多想此事会抬高南宫说的身价,更未顾虑南宫说会在自己死后伙同他人大肆攻击《大衍历》。