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第六百六十章天數(shù)
《后漢書·律歷志》說:“歷數(shù)之生也,乃立儀表,以校日景,景長(zhǎng)則日遠(yuǎn),天度之端也。
日發(fā)其端,周而為歲,然其景不復(fù)。
四周,千四百六十一日而景復(fù)初,是則日行之終。
以周除日,得三百六十五日四分度之一,為歲之日數(shù)。”
翻譯過來的意思就是,如果第一年的冬至發(fā)生在正午,第二年的冬至就要發(fā)生在正午過后的四分之一日。
第三年的冬至則要發(fā)生在正午過后的二分之一日,即在夜半。
第四年的冬至則發(fā)生在正午過后的四分之三日。
直到第五年,冬至發(fā)生時(shí)刻才又重新回到正午。
如果用圭表來測(cè)定,則會(huì)發(fā)現(xiàn)第一年表影最長(zhǎng),第二年稍短,第三年最短,第四年表影與第二年相等,第五年才又重新與第一年表影相同。
由于陰雨,日影變化微小等原因,測(cè)量誤差還是很大。
還是祖大大,提出了一種新的具有比較嚴(yán)格數(shù)學(xué)意義的測(cè)定冬至?xí)r刻的方法。
他運(yùn)用對(duì)稱思想,分別在冬至前若干天和冬至后若干天測(cè)量圭表影子長(zhǎng)度,然后弄出一套算法,根據(jù)日影的抵減遞增規(guī)律,由之推算出冬至的準(zhǔn)確發(fā)生時(shí)刻。
祖大大的方法,已經(jīng)領(lǐng)先了世界七百多年,但是仍然是有誤差的。
這個(gè)誤差來自祖大大的兩條天文學(xué)假設(shè):一,冬至前后影長(zhǎng)變化是對(duì)稱的。二,影長(zhǎng)的變化在一天之內(nèi)是均勻的。
不過這也不能怪他,受漢代的測(cè)量技術(shù)所限,能做到這一步,已經(jīng)是幾千年不世出的大牛人了。
但是天師府,擁有了遠(yuǎn)比祖大大更加精密的度量衡,更加強(qiáng)大的天文觀測(cè)網(wǎng)絡(luò),更加便捷的表述方式,更加合理的統(tǒng)計(jì)表格,十幾年下來,張?zhí)鞄熞呀?jīng)掌握了回歸年的準(zhǔn)確數(shù)值——三百六十五日五小時(shí)四十八分四十六秒。
99074日,小數(shù)點(diǎn)后九位。
三月,庚戌,王安石請(qǐng)置經(jīng)義局,修《詩(shī)》、《書》、《周禮》三經(jīng)義。
王安石親任提舉,呂惠卿、王雱同修撰。帝欲召程顥預(yù)其事,安石不可,乃止。
就在同一日,張?zhí)鞄煹志I(xiàn)上天師府在化學(xué),天文、地理和醫(yī)學(xué)上的成就。
蘇油請(qǐng)改革司天監(jiān),以天師府觀測(cè)計(jì)算成果和方法,制定新歷;
同時(shí)使用更加精密的度量衡,改造天文儀器;
以更加科學(xué)的黃經(jīng)赤緯體系,標(biāo)注一年二十四節(jié)氣。
兩件事情,趙頊欣然同意。
同一日,三件東西擺在了司天監(jiān)——天師府提供的日月五星經(jīng)行平儀,嵩陽(yáng)書院提供的鐘擺計(jì)時(shí)器,太史局提供的太平渾儀。
太平渾儀,是大宋太平興國(guó)四年司天監(jiān)官員張思訓(xùn)創(chuàng)造的水運(yùn)渾象儀,后因機(jī)繩斷壞,苦于不知其制法,導(dǎo)致無法維修。
蘇油給司天監(jiān)眾人提出了一個(gè)大目標(biāo)和一個(gè)小目標(biāo)。
大目標(biāo),就是將渾儀、渾象和報(bào)時(shí)裝置三組器件合為一體,使之具有觀測(cè)天體運(yùn)行,演示天象變化,精確報(bào)時(shí)的能力。
這個(gè)東西可能會(huì)很大,因此被稱為——儀象臺(tái)。
小目標(biāo),則是得到一個(gè)精確的計(jì)時(shí)工具,每逢整點(diǎn)自動(dòng)敲響鐘聲,因此被稱為——時(shí)鐘。
一大一小兩個(gè)目標(biāo),其實(shí)都是一個(gè)巨大的工程,得從祖沖之,張衡、梁令瓚、張思訓(xùn)等人的儀器法式著述翻譯開始。
還要涉及大量的設(shè)計(jì),改造,機(jī)械發(fā)明,以理工圖紙的繪制方法將其設(shè)計(jì)定型,然后制作模型。
蘇油的要求是必須著述成書,讓所有喜歡研究的人,從理論原理到基礎(chǔ)設(shè)計(jì),從推算到校驗(yàn),必須能夠讓后人看懂,不要再如祖大大的《綴術(shù)》那般,斷絕數(shù)百年,最后只得到一個(gè)殘本。
至于陛下要求的那些鐘鼓漏刻,新歷法,天文觀測(cè)儀器等,反而成了簡(jiǎn)單的東西。
而這一切的基礎(chǔ),則是度量衡。
經(jīng)過當(dāng)今全世界最頂尖的科學(xué)家們?cè)谒咎毂O(jiān)的激烈討論,最后拿出了一套讓所有人都亮瞎了眼的新式計(jì)量方案。
以陳昭明提出的理論為基礎(chǔ),眾人計(jì)算出了天球離地面的高度,然后以天赤道到北極的距離取萬分之一,作為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。
等這個(gè)數(shù)值推算出來之后,所有科學(xué)家立刻如同看妖孽一般看著蘇油,給個(gè)解釋先!
蘇油只好摸著鼻子赧笑:“巧合,純屬巧合……”
現(xiàn)在的人不知道恒星離自己無限遠(yuǎn)這個(gè)概念,認(rèn)為它們是在一個(gè)球面上運(yùn)行,然后現(xiàn)在的人都是站在地面上觀測(cè)星空,因此在計(jì)算的過程中,把自己當(dāng)成一個(gè)點(diǎn),把星空當(dāng)成一個(gè)球面。
結(jié)果就是把自己變成了地心,把地球表面到球心的距離當(dāng)成了天球到地面的距離。
所以計(jì)算出來的這個(gè)數(shù)字,就成了地球的赤道到北極點(diǎn)的距離除以一萬。
宋代一尺合后世三十一點(diǎn)六八厘米,蘇油當(dāng)年將三尺作為一米,搞出了百分尺和千分尺,結(jié)果得到的數(shù)值,與如今的天文學(xué)數(shù)值極其接近。
不知道這事兒傳到以后,會(huì)不會(huì)又是探花郎星宿下凡的實(shí)錘鐵證。
有了長(zhǎng)度度量衡,便有了容積度量衡,進(jìn)而可以通過單位體積純凈水的重量,得到重量度量衡。
蘇油將這個(gè)方案奏報(bào)朝堂,立刻引來軒然大波。
有支持的,有反對(duì)的。
但是反對(duì)的拿不出什么可靠的理由,要說度量衡不可改,王安石,司馬光,劉攽等經(jīng)學(xué),歷史,金石名家,都能拿出證據(jù),證明度量衡這玩意兒,從先秦到漢唐,再到宋代,變化一直都很大。
要說重量標(biāo)準(zhǔn)從十六進(jìn)制改十進(jìn)制不合理,蘇油就說現(xiàn)在的秤,不是彈簧原理就是杠桿原理,正比關(guān)系還是十進(jìn)制比較方便計(jì)算。
十六進(jìn)制,在于度量衡制作簡(jiǎn)單,卻導(dǎo)致了計(jì)量麻煩,以大宋現(xiàn)在的技術(shù),完全可以解決這個(gè)問題。
司馬光還提到了一個(gè)嚴(yán)重的問題,黃鐘正呂,到現(xiàn)在都還沒有一個(gè)準(zhǔn)確的定音,成了大宋恢復(fù)禮制的巨大的攔路虎。
要是古人也能得到天數(shù),以天數(shù)制度量,那如今哪里還需要這么麻煩?
所以大宋的司天監(jiān),能搞出這樣一個(gè)萬世不移的度量衡,這可以說是開天辟地的偉大成就。
秦始皇統(tǒng)一六國(guó),首先干的第一件事,就是統(tǒng)一文字和度量。
趙頊立即將趙宗佑從鄭州抓了回來,給他講解這個(gè)“米”到底是怎么回事。
可不敢找小妹,在趙頊封建迷信的心目中,小妹的肚子里,孕育的可是大宋最高智商的結(jié)晶,肯定是寶貝,怎么小心都不為過。
于是趙宗佑花了三天時(shí)間,將趙頊的腦子絞成了一團(tuán)漿糊,還是沒有讓他明白這個(gè)長(zhǎng)度是怎么算出來的。
不過大意是清楚的,總之就是——這個(gè)尺度,應(yīng)運(yùn)而生上宗天數(shù),取昊冥之萬一,為人世之準(zhǔn)衡。
這個(gè)能夠萬世不移的度量衡,的確很容易讓人聯(lián)想到天命所歸,聯(lián)想到王朝的千秋萬代。
甚至有大臣以此為賀,請(qǐng)上尊號(hào)紹天憲古文武仁孝皇帝。
趙頊笑呵呵地推辭這樣不好,要不得。
雖然大宋在我一代得到了天數(shù),但這是上蒼為了鼓勵(lì)我繼續(xù)體天行道而已,該謙虛的還是要謙虛。
這個(gè)逼裝得,實(shí)在是太大發(fā)了。
于是熙寧六年三月末,趙頊下旨,著司天監(jiān)制作新器,除傳統(tǒng)長(zhǎng)度,體積,重量三類度量衡,新增了溫度,濃度,以為萬世準(zhǔn)式,頒行天下。
新器前三套,以鉑金和玻璃打造,分別供奉與太廟,司天監(jiān),翰林院。
鑒于自己學(xué)問堪憂,詔太子少保蘇油,每五日進(jìn)講《原理》。
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