四、世界上第一次测量地球子午线 1°

滑洲白马、汴州浚仪、许州扶沟和蔡州上蔡 4 处的测量工作最重要,也

做得最为认真。这 4 处地点是一行等人精心选定的,原因是: 第一:它们都处在平原上,

第二:它们大约都处在同一经度线上。

测量的内容,除了北极出地高度,冬夏至和春秋分晷影、冬夏至昼夜漏刻长度外,还增添了用测绳丈量这四处彼此间水平距离的内容。

负责这四处测量工作的南宫说也是一位天文学家。705 年,唐中宗李显复位后,南宫说当时担任太史丞,就奉诏编造新历。到景龙年间(707—710) 新历编成,却因睿宗李旦即位而未予采用。新历名为神龙历,因神龙元年岁在乙巳,所以又称为乙巳元历。

乙巳元历的回归年值为 365.2448 日,朔望月为 29.5306 日,它的数据测定都用黄道坐标而不用传统的赤道坐标。为便于计算,乙巳元历首次废除了繁复的分数数据,而一律行用余、奇、小分形式的百进位制。

一行、南宫说等人作出这些安排的主要用意是:验证前人关于地南北距千里,夏至午中晷影差一寸的说法。例如东汉的张衡(78—139)在他的天文学名著《灵宪》中也是这种说法。对测量结果进行了简单计算,一行得到的结论是大约南北相距 200 余里,夏至晷影便相差一寸,从而证实了前人的说法是错误的,测量的目的已经达到了。

一行又对所有的测量结果作了更深入的分析研究,他发现了这样重要的事实:

第一:A 地至 B 地、C 地至 D 地的里差相同,但它们冬至(或夏至)的晷差却不同;

第二:E 地至 F 地、G 地至 H 地的里差不同,但它们冬至(或夏至)的晷差却一样。

这个事实说明了各地的里差和晷差之间并不存在线性关系,这是从更深的层次上否定了前人千里差寸的错误说法,同时也促使一行作进一步的探索。当对各地里差与北极出地高度差之间的关系进行比较分析时,一行得出了北极高度一度,南北两地相距 351.27 唐里(约合子午线 1°长 131.11

公里)的结论,这比现代的测量结果偏大约 20.17 公里,精度并不高。他们在这四处地点进行测量时,并不知道这个工作巨大的天文学意义,但是,在客观上,他们则是在世界上第一次对子午线 1°进行了实测工作。

南宫说等人完成这次实测的时间是公元 725 年。

公元 814 年,阿拉伯天文学家阿尔·花刺子模等人进行了同样的工作, 时间上比中国晚九十年。

725 年,一行在大规模实地观测和吸收前人研究成果的基础上,开始制定新历。

726 年,一行继续撰写新历,除此以外,还为他的叔祖父张太素撰写的

《后魏书》补续《天文志》。今传本《后魏书·天象志》第三、四卷就是出于一行的手笔。