人类的第一次子午线测量

公元724年，也就是唐开元十二年，有一位和尚俨然如同一位临阵的大帅，正指挥着全国12个地点同时展开一场特殊的战役。这位和尚是谁？他就是我国古代杰出的天文学大师一行。他在指挥一场怎样的特殊战役呢？

这话要从一句天文常语说起。在两千多年前西汉初期成书的《周骨卑算经》中，开创了一种说法日影一寸，地差千里。这句话的意思是说：在同一时刻的两个地方，都用八尺高的表来测日影。如果日影的长度相差一寸，那么这两个地方的距离就有一千里。在很长的时间里，这句话就像金科玉律一样主宰着天文学界。一直到了南北朝时期，才有人对这一说法产生了怀疑。在公元442年，有人进行了一次小范围的测试。当时著名的天文学家何承天，根据这次测试，提出了日影约六百里差一寸的新说法。后来，又有些人也进行过类似的小范围测试。到了隋朝，著名天文学家刘焯更进一步提出了进行大规模实测的设想与建议。转眼到了唐玄宗时期，这位唐皇对一行和尚的才名钦慕已久，就连连下诏书，把一行召进了京城。公元721年，一行受命主持进行新的历法制订。在为制订新历所进行的一系列科学观测工作中，日影测定就是其中一项重要的内容，被称之为大地测量。公元724年，大地测量正式以空前规模展开了。这次测量，一共设立了12个观测点。最北端的观测点设在北纬51度的铁勒（今蒙古人民共和国境内），最南端的观测点设在北纬17度多的林邑（今越南境内），中间设有武陵（今湖南常德市）、襄州（今湖北襄樊市）、太原府（今山西太原市）、蔚州横野军（今河北蔚县）等点。最为重要的核心点，则是中原地区的滑州白马（今河南滑县）、汴州浚仪太岳台（今开封市西北）、许州扶沟（今河南扶沟县）、豫州上蔡武津（今河南上蔡县）。为了进行测量，一行还专门设计制造了一种名为覆矩的测量仪器。这种仪器虽然没有实物流传下来，但后人根据名称推测，很可能就是把矩（木工用的直角曲尺）覆过来，在两个直角边之间安有刻画着度数的弧形边，在直角的顶端装有一个悬锤。使用的时候，将覆矩的一个直角边的射线对准北极星，再看悬锤线在弧边上的度值，就是这个地方的北极高度值（与现代的地理纬度值相近）。最终测量的结果表明，日影一寸，地差千里的说法是站不住脚的。仅仅从滑州白马到上蔡武津来看，两地相距526里270步（唐朝尺度），而日影的长度差已达二寸一分，足以否定传统的旧说。这次测量还获得了一个更重要的成果，一行根据测量的数据计算出极地度值：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。换算成现代值，即1度=132.03公里。

所谓的极地度值，实质也就是现代地球某一经线上纬度相差一度的地表距离。而地球经线一周的连线，也就是现代所称的子午线。既然求得了地球经线一度的数值，那么，实际上子午线的长度值不是也就求得了吗？

一行所主持的大地测量，竟成为了人类第一次进行的子午线长度测量，这表面上看似是意外所得，但它与无数意外所得的科学成果一样，都是有内在的规律在起根本作用的。在中国之外，一直要到公元814年，阿拉伯的阿尔花刺子模等才又进行了一次子午线测量，比中国晚了整整90年。