地球子午線定義:
子午線也叫經線,是在地面上連線兩極的線,表示南北方向。
經線和垂直於它的緯線構成地球上的坐標既經緯網。地球上任何一個地方的位置都可以用一條經線和緯線的交叉點來表示。所有的經線長度都相等。科學家把開始計算經度的一條經線「0度經線」叫做本初子午線.1884年的10月1日,在美國的華盛頓召開了國際子午線會議。10月23日,大會通過一項決議向全世界各國政府正式建議,採用經過英國倫敦格林尼治天文台子午儀中心的子午線,作為計算經度起點的本初子午線。從0°經線算起,向東劃分0°~180°,為東經度 ,向西劃分0°~180°.為西經度,1953年,格林尼治天文台遷移到東經0°20′25〃的地方,但全球經度仍然以原址為零點計算。
磁子午線指的是連通南北磁極的線,並不與經線重合。
世界上用科學方法實測地球子午線長度的創始人:
張遂(僧一行,公元673――727年),唐朝魏州昌樂(今河南濮陽市南樂縣)人。張遂自幼天資聰穎、刻苦好學,博覽群書。青年時代到長安拜師求學,研究天文和數學,很有成就,成為著名的學者。武則天當皇帝後,其侄子武三思身居顯位。為沽名釣譽,到處拉攏文人名士以抬高自己,幾次欲與結交,但張遂不願與之為伍,憤然離京,東去嵩山當了和尚,取名為一行,故稱一行和尚。
公元712年,唐玄宗即位,得知一行和尚精通天文和數學,就把他召到京都長安,做了朝庭的天文學顧問。張遂在長安生活了10年,使他有機會從事天文學的觀測和曆法改革。
開元年間,唐玄宗下令讓張遂主持修訂曆法。在修訂曆法的實踐中,為了測量日、月、星辰在其軌道上的位置和掌握其運動規律,與梁令瓚共同製造了觀測天象的“渾天銅儀”和"黃道游儀",渾天銅儀是在漢代張衡的"渾天儀"的基礎上製造的,上面畫著星宿,儀器用水力運轉,每晝夜運轉一周,與天象相符。還裝了兩個木人,一個每刻敲鼓,一個每辰敲鐘,其精密程度超過了張衡的“渾天儀”。“黃道游儀”的用處,是觀測天象時可以直接測量出日、月、星辰在軌道的座標位置。張遂使用這兩個儀器,有效的進行了對天文學的研究。
在張遂以前,天文學家包括象張衡這樣的偉大天文學家都認為恆星是不運動的。但是,張遂卻用“渾天銅儀”、“黃道游儀”等儀器,重新測定了150多顆恆星的位置,多次測定了二十八宿距天體北極的度數。從而發現恆星在運動。根據這個事實,張遂推斷出天體上的恆星肯定也是移動的。於是推翻了前人的恆星不運動的結論,張遂成了發現恆星運動的第一個中國人。英國天文學家哈雷(公元1656――1742)年也提出了恆星自己移動的觀點,但比張遂的發現晚一千多年。
張遂是重視實踐的科學家,他使用的科學方法,對他取得的成就 有決定作用。張遂和南宮說等人一起,用標竿測量日影,推算出太陽位置與節氣的關係。張遂設計製造了“復矩圖”的天文學儀器,用於測量全國各地北極的高度。他用實地測量計算得出的數據,推翻了“王畿千里,影差一寸”的不準確結論。
張遂修訂的《大衍曆》是一部具有創新精神的曆法,它繼承了中國古代天文學的優點和長處,對不足之處和缺點作了修正,因此,取得了巨大成就。最突出的表現在它比較正確地掌握了太陽在黃道上運動的速度與變化規律。自漢代以來,歷代天文學家都認為太陽在黃道上運行的速度是均勻不變的。張遂採用了不等間距二次內插法推算出每兩個節氣之間,黃經差相同,而時間距卻不同。這種算法基本符合天文實際,在天文學上是一個巨大的進步。不僅如此,張遂的《大衍曆》套用內插法中三次差來計算月行去支黃道的度數,還提出了月行黃道一周並不返回原處,要比原處退回一度多的科學結論。《大衍曆》對中國天文學的影響是很大的,直到明末的曆法家們都採用這種計算方法,並取得了好的效果。
公元724-725年,一行組織了全國13個點的天文大地測量。這次測量以天文學家南宮說等人在河南的工作最為重要。一行從南宮說等人測量的數據中,得出了北極高度相差一度,南北距離就相差351里80步(合現代131.3公里)的結論。這個數據就是地球子午線一度的弧長。這與現在計算北緯34°5地方子午線一度弧長110.6公里,僅差20.7公里。唐朝測出子午線的長度,在當時的世界上還是第一次。一行從725 年開始編訂曆法,至逝世前完成草稿,即《大衍曆》,728年頒行。 《大衍曆》結構嚴謹,演算合乎邏輯,在日食的計算上,首次考慮到全國不同地點的見食情況。《大衍曆》比以往的曆法更為精密,為後世曆法所師。733年,此歷傳入日本。
張遂在天文學上的成就,不僅在國內聞名,而且在世界上都有很大影響。他修訂的《大衍曆》是當時世界上比較先進的曆法。日本曾派留學生吉備真備來中國學習天文學,回國時帶走了《大衍曆經》一卷,《大衍曆主成》十二卷。於是《大衍曆》便在日本廣泛流傳起來,其影響甚大。此外,張遂的天文學觀點,有的比世界著名天文學家早一千多年。稱張遂是中國古代偉大的天文學家,是絲毫也不過分的。
本初子午線:
為了滿足航海和天文學研究的需要,英國於1675年在倫敦附近建立了格林威治天文台。近百年來,全世界各國的時間都以格林威治時間為標準,換算成世界時間。通過格林威治天文台的經線,各國一致定為零度經線,即本初子午線。零度經線本來可以從地球上任何一點作為起點的,為什麼偏偏選中了通過英國倫敦格林威治天文台的一點作為起點呢?
在十九世紀八十年代以前,世界各國都有本國的時間標準。例如,法國以巴黎天文台為標準確定法國的時間,俄國以普爾可夫天文台的時間為標準,美國則以華盛頓的時間為標準。由於各國時間標準不同,給國與國之間的活動造成了許多困難和不便。為了消除時間上的混亂,1884年在華盛頓召開了有27個國家參加的會議,討論一個關於確定地球經線和時間的統一制度。經過三個星期的爭論,會議終於通過一項決議。在這項決議的條文中寫道:大會建議出席會議的各國政府採納通過格林威治天文台中心儀的經線作為本初子午線。
會議通過採用格林威治天文台的經線作為本初子午線(即零度經線)也不是順利的。當時存在一些爭論,如有人主張以義大利的羅馬作為本初子午線的起點,有人主張以阿拉伯地區的耶路撒冷作為本初子午線的起點,有人主張以埃及的吉薩大金字塔作為本初子午線的起點。但因為這些地方的條件均不如英國,又加之美國的堅持,最終還是確定了以格林威治為本初子午線的起點。
從1884年華盛頓會議後,仍然經過了一段時間,以格林威治為起點的本初子午線才逐漸為世界所承認。第一次世界大戰時,英國海事法庭強令英國所有船隻使用以格林威治作為本初子午線起點的時區體制,這對履行華盛頓協定起了決定性作用。
第二次世界大戰時,由於德國飛機的轟炸,格林威治天文台遭到嚴重破壞,因而不得不另選台址。1948年英國決定搬遷格林威治天文台,1953年格林威治天文台正式搬到倫敦東南70公里的赫爾斯特蒙索城堡(位於東經0度20分25秒),但是,本初子午線仍然以通過格林威治天文台舊址的經線為準。