子午线究竟有多长?
公元 690 年,武则天称帝,为了避开武则天的侄子武三思的拉拢和纠缠, 一行(683 或 673—727 年)出家当了和尚。一行是法名,真名叫张遂。他是唐代的高僧,人们习惯上叫他僧一行,他的真名反而被遗忘了。他先后在河南嵩山和浙江天台山等地学习佛教经典和天文、数学,颇有成就。
唐开元五年(717 年),一行被召回到京城长安,主持修订历法。当时使用的《麟德历》是唐初天文数学家李淳风(602—670 年)编订的,是一部比较好的历法。但经过几十年之后,在一些方面出现了误差,譬如计算日月食就不准。原来的历法已经不能满足需要,修改和编制新历法的任务交给了一行。
一行主张在实际测量的基础上编制历法。为了进行观测,他与天文学家梁令瓒(zàn)等一起创制了好几种仪器,像黄道游仪、利用水力来推动的水运浑象等,用来观测太阳、月球和行星等的运行,测量恒星的位置。
科学家们一直很想知道,从南到北的子午线究竟有多长?早在公元前 3 世纪,希腊学者曾经进行过测算,但没有经过实际测量。最早进行这种实测工作的是一行。
从公元 724 年开始,一行组织和领导了大规模的全国天文大地测量。他
陆续在全国设立了 12 个观测站,他自己则坐镇长安,统率全局,所有的测量结果都要集中在他那里作统一整理和研究。其中以南宫说等人在相当于现今河南登封、上蔡、扶沟、滑县和开封市所作的测量结果最好,换算成现在的表示法,得出经度 1°的弧长是 132.03 公里,略大于现在采用的精确值,但在当时这样的精度已经很了不起了。如果根据得出的数值作进一步的计算, 就可知道地球的真实大小。为此,国内外科学史家们把一行的这项世界首次子午线实测的杰出活动,誉为“科学史上划时代的创举”。
一行领导的天文大地测量,为他下一步的编制历法打下了基础。紧张的测量工作结束后,从公元 725 年开始,一行又组织领导了一项繁重的工作—
—编制新的历法。这项工作大约进行了两年,727 年《大衍历》完成。
《大衍历》的优点是很明显的,以节气的安排作为例子。我国历法十分重视一年二十四节气的安排,在《大衍历》以前,一般都是把一年的长度平均分为二十四段,每两段之间的分点就是一个节气,这叫平气。实际上,因为地球绕太阳公转的轨道是椭圆,公转速度有快有慢,太阳连续过两个分点的时间是不均匀的,或者说,平气显然是不合适的。一行主张应该按太阳运动的实际快慢,即过分点的确切时刻来安排节气,这叫做定气。定气的采用提高了历法和二十四节气的精度。
为纪念一行的功绩,我国于 1955 年发行了“僧一行”纪念邮票:紫金山
天文台则将 1964 年发现的第 1972 号小行星,以他的名字命名。