緯度是天定的，赤道就在那里，它天然是零度緯線。

以南北極為九十度，自然能確定各地的緯度數(shù)據(jù)。

經(jīng)度卻和它不一樣，以哪條經(jīng)線為起始，是被人為確定的。

例如《坤輿萬國全圖》，它是以經(jīng)過福島——大概是后世加那利群島耶羅島的經(jīng)線，作為本初子午線。

這也是當(dāng)前這個時代，比較通用的經(jīng)度設(shè)定。據(jù)說是托勒密所定的幸運島，并無確切位置。

后來天文技術(shù)進(jìn)步，西方各國開始建造天文臺，確定本初子午線。

這個做法導(dǎo)致交流的混亂，各國于西元1884年召開國際經(jīng)度會議，確定以經(jīng)過英國倫敦東南格林尼治天文臺的經(jīng)線為本初子午線，確定世界時，劃分二十四時區(qū)和國際日期變更線。

朱由檢之前觀看《坤輿萬國全圖》，并且用它的經(jīng)緯圈繪制更精確的地圖時，就對上面的經(jīng)度感到非常不習(xí)慣。所以他根據(jù)會議繪制的地圖，是用等距離的網(wǎng)格繪制的。

在知道欽天監(jiān)能夠比較準(zhǔn)確地測量經(jīng)緯度后，他當(dāng)即決定采用新的本初子午線。

這條線需要有個基準(zhǔn)，朱由檢道：
“永定門、正陽門、承天門、皇極殿、鐘鼓樓這條中軸線，和南北經(jīng)線偏差多少度？”

“能不能在鐘鼓樓附近，修建一座新鐘樓，同時修建天文臺，確定本初子午線所在的中時區(qū)經(jīng)線？”

北京中軸線和經(jīng)線有偏差，這是很多人都知道的。

它不是因為修建北京城時測量錯誤，而是為了符合風(fēng)水布局。

在天星風(fēng)水術(shù)中，天象分為三垣二十八宿。三垣就是紫微垣、太微垣、天市垣三垣，其中最好的是紫薇垣。

紫微垣具有帝王之勢，根源就在于北極星。北極又叫北辰，是帝王之星。紫微垣就是以北極星為主，群星層層拱衛(wèi)。

日月星辰流轉(zhuǎn)，而北極不動，它代表著帝王之位。

但是北極星不在嚴(yán)格意義上的正北方，它和地軸之間，有1.5度到2.5度的偏差。

所以北京城的中軸線，采取了偏2度的設(shè)計。

這是郭守敬的老師劉秉忠主持建造元大都時，所奠定的格局。同樣由他主持建造的元上都，就沒有偏離子午線。

如今朱由檢要把一條子午線確定為零度經(jīng)線，當(dāng)然不能選擇和經(jīng)線有偏差的北京中軸線，而是要選擇正南正北的子午線。

最優(yōu)先的地方，就是在鐘鼓樓附近建立一座新鐘樓，同時建造天文臺。

徐光啟等人在皇帝提出建造新鐘樓的想法后，就開始了選址。

此時聽到皇帝的意圖，徐光啟道：

“北京中軸線和子午線偏差兩度，如果在鐘鼓樓附近修建天文臺，需要在東側(cè)建。”

“就是不知要以哪個地方為基準(zhǔn)，它的正南方對應(yīng)哪座宮殿？”

朱由檢第一反應(yīng)就是選皇極殿，但是想到三大殿多次被燒毀，未來也可能會重建。所以就決定道：
“本初子午線在午時區(qū)，那就對應(yīng)午門中間。”

“在午門中間畫一根正南正北的線，向北延伸到天文臺。在天文臺建造一條南北直線標(biāo)識，作為本初子午線。”

“新鐘樓四面鐘的中心，同樣要在本初子午線上，每日通報北京時間。”

（大明本初子午線，經(jīng)過午門中間，大約是現(xiàn)代的東經(jīng)116度23分50秒。在這條經(jīng)線上鐘鼓樓的東側(cè)，建造新鐘樓和天文臺）

這樣本初子午線的位置，就有了具體的參照物。

徐光啟等人急忙記下，打算測量好后，在鐘鼓樓東側(cè)修建新鐘樓和天文臺。

它們和原本的鐘鼓樓一起，合稱為鐘鼓樓天文臺，成為大明的授時中心。

北京時間要在此確定，傳達(dá)給世界各地。

這個時間的確定，自然不是朱由檢閑著沒事。他是為了方便航行，尤其是遠(yuǎn)洋航行時的定位。

在緯度可以用牽星板確定的情況下，只需要再確定經(jīng)度。大明的航海圖精確度，就會上升一個臺階。

無論船只漂到哪里，都能知道去哪個方位抵達(dá)最近的碼頭和補給點。

如果把礁石、險地標(biāo)在航海圖上，還能避免航行中發(fā)生的危險。

指著欽天監(jiān)制造的鐘表，朱由檢道：
“這座鐘表顯示的是北京時間，如果帶著這座鐘表上船，再在船上用日晷等儀器，確定所在位置的當(dāng)?shù)貢r間，能否根據(jù)時間偏差，確定船只所在的經(jīng)度？”

“再用牽星板確定緯度，把船只所在的經(jīng)緯度定下來。”

這是最簡單的確定經(jīng)度的方法，也是航海鐘的基本原理。

徐光啟等人聽到后，頓時眼前一亮。他們都感覺自己的思路被打開，能夠更方便地確定各地的經(jīng)緯度。

然而隨著徐光啟過來的傳教士鄧玉函，這時卻不識趣地說道：

“陛下提出的辦法，荷蘭人伽瑪·弗里西斯也提出過。”

“但是鐘表的準(zhǔn)確性卻太差，每天快慢幾分鐘都是常事，偏差實在太大了。”

“所以現(xiàn)在航行時，是用德意志天文學(xué)家約翰尼斯·沃納提出的月距法。”

這也是一種確定經(jīng)度的方法，利用月亮的移動來測量經(jīng)度。

這種方法現(xiàn)在比的鐘表法要準(zhǔn)確，但需要通過巨量的天文觀測，繪制出詳細(xì)無誤的星表，記錄某個特定地點月亮在不同時間的運行軌跡。

例如導(dǎo)航員拿著記錄鐘鼓樓天文臺上空月亮軌跡的星表，和他們在海上觀測月球與另一恒星之間的角度相對照，理論上就可以算出觀測時鐘鼓樓天文臺所在地的時間。再對比自己所處地方的當(dāng)?shù)貢r間，就能計算出經(jīng)度。

它的計算，顯然是非常專業(yè)的，不懂天文知識根本就算不出來。

幸運的是鄧玉函出身德意志地區(qū)，對月距法非常了解。他還是耶穌會傳教士中，最有學(xué)識的人之一。曾被猞猁科學(xué)院吸收為第七位院士，僅晚于伽里略幾天。

在他的講解之下，朱由檢大概明白了月距法的原理，同時也認(rèn)識到西方航海的進(jìn)步——

在開啟大航海時代一百多年后，西方人在遠(yuǎn)洋航海上，早已完成對大明的超越。

內(nèi)心嘆息著這一點，朱由檢卻更加堅定要完善鐘表法，他決定道：

“月距法雖好，計算卻太繁瑣了。欽天監(jiān)可以和大明航運集團合作繪制星表和航海圖，向天下人傳授售賣。”

“鐘表法也要完善，先把原理和需求定下來。”

“然后對天下人公開懸賞，給制作時鐘的人獎勵。”

說著，他讓欽天監(jiān)官員記錄道：
“誰能第一個把鐘表的誤差縮小到一分鐘，就授予公士獎勵。”

“縮小到十秒鐘以內(nèi)，授予世襲爵士獎勵。”

“縮小到一秒鐘以內(nèi)，授予世襲男爵獎勵。”

“誤差繼續(xù)縮小的，爵位繼續(xù)升等，最高可授予世襲伯爵爵位。”

“所有人的事跡和畫像，都在鐘鼓樓天文臺陳列，讓后人銘記他們。”
這是他痛下決心，所開出的賞格。為的就是在經(jīng)度之爭中，戰(zhàn)勝其他國家。

他要把剛才確定的經(jīng)度和時區(qū)，確定為國際標(biāo)準(zhǔn)。未來所有航海的人，都要以北京時間為基準(zhǔn)。

這么高的懸賞，讓欽天監(jiān)的官員全都興奮起來。他們近水樓臺先得月，很可能拿到這個獎勵。

被朱由檢安排在欽天監(jiān)任職的牛金星就說道：
“臣以為不應(yīng)局限于時鐘，精密刻漏、水運渾象儀等儀器，同樣能用于測定時間。”

“新鐘樓不但要有四面鐘，還要有水運渾象儀等儀器。”

這是一種由張衡發(fā)明的機械計時器，主要應(yīng)用在天文上。

以宋朝蘇頌制造的最為精妙，已經(jīng)有了鐘表使用的擒縱調(diào)速器。

可惜因為金兵入侵，這些成果沒能繼續(xù)發(fā)展下去。

到了大明開國，司天監(jiān)進(jìn)水晶刻漏，中設(shè)二木偶人，能按時自擊鉦鼓。太祖以其無益而碎之。導(dǎo)致大明在計時儀器上，沒有太大發(fā)展。

牛金星見當(dāng)今皇帝重視計時儀器，就提出按照古法，制作水運渾象儀，還有刻漏、沙漏、香漏、日晷等等。

朱由檢對這些計時儀器不怎么了解，但他還是點頭，向牛金星等人道：
“凡是能用于精密計時的，都可以在新鐘樓旁邊嘗試制作。”

“但是新計時器的驗收，要以能在船上準(zhǔn)確計時為標(biāo)準(zhǔn)，它是為了以鐘表法確定經(jīng)度定的。”

“只能用在陸地上的，可拿不到懸賞。”

把標(biāo)準(zhǔn)明確下來，免得一些人造出大而無當(dāng)?shù)臇|西。

為了引導(dǎo)人們把精力放在鐘表上，他還把自己聽說過的鐘擺、游絲、陀飛輪等概念，向眾人道了出來。

一些后世機械表上顯示的日歷、月相等等，也被提了出來。

他希望大明的鐘表工匠開動腦筋，把這些都造出來。把鐘表的復(fù)雜程度上升一個臺階，帶動精密儀器制造等行業(yè)。

為此他還提出了手表和表帶，讓鐘表工匠制作更小巧的腕表，自己將來會親自佩戴——

大明不但要制造巨大的四面鐘，還要制造手表，把它縮小起來。

這讓歷局和欽天監(jiān)的官員聽到后，都認(rèn)識到皇帝對鐘表的看重。決定把更多的精力，放在這種計時器上面。

牛金星見皇帝這個樣子，也提出了一種新鐘表，認(rèn)為在測量上更方便：

“臣以為除了造十二時辰鐘表外，還可以造十時百刻鐘表。”

“一日分為百刻，一刻再細(xì)分為十分刻，再細(xì)分為一百厘刻、一千毫刻。”

“這樣一日就有十萬毫刻，相比一日1440分鐘、86400秒來說，計算更加方便。”

這是朱由檢沒有想過的，他雖然保留了天干紀(jì)時法，卻沒想過這么快就用到。這讓他仔細(xì)詢問道：
“這種鐘表從來沒出現(xiàn)過，它有哪些優(yōu)點？”

牛金星見到皇帝感興趣，急忙仔細(xì)解釋道：
“使用這種鐘表，可以把周天分為一百度，每度時差一刻。”

“陛下說赤道的長度約八萬里，那么在赤道上相差一刻的時間，就是相距八百里。”

“相差一厘刻的時間，就是相距八里。”

“以此計算十度、二十度、四十度等緯線圈的長度，就能得出相差一刻的時間，距離有多少里。”

這讓朱由檢聽得有些迷糊，因為在他的概念中，一周天就是三百六十度，怎么能按百刻分為百度？

但是大明的人，卻沒有周天三百六十度的固定認(rèn)識，他們以前采用的一周天，是三百六十五度二十五分。

直到徐光啟在當(dāng)今皇帝的支持下，才改為周天三百六十度。把以前用的周天度數(shù)，直接掃進(jìn)了垃圾堆。

周天百度的提出，其實是欽天監(jiān)傳統(tǒng)派的反擊。他們用皇帝提出的天干紀(jì)時法，提出了這個概念。

借著牛金星這位皇帝寵臣的嘴，在這時道了出來。

牛金星極力訴說十時百刻的好處，向皇帝繼續(xù)道：
“不止緯線圈可以分為百度，經(jīng)線圈也可以分為百度。”

“這樣一條子午線就有五十度，赤道到北極點，可分為二十五度。”

“每一度之間，相差都是八百里。”

“每一度分為一百厘，相差就是八里。”

“用這個辦法計算距離和測量封地面積，可謂非常方便。”

用一個欽天監(jiān)制作的地球儀仔細(xì)講解，總算讓聽得一頭霧水的朱由檢略微明白過來。

雖然覺得這樣有好處，也符合他保留天干紀(jì)時法便于計算的目的。

但是這樣經(jīng)緯度和時區(qū)就得重新劃分，民間也要用天干紀(jì)時法，代替一直使用的地支紀(jì)時法。

這個變動實在是太大了，朱由檢不知道什么后果，一時不敢擅改。

徐光啟等人在旁邊，對此更是激烈反對，認(rèn)為這種方法從未用過，必然有很多問題。

最終，朱由檢左思右想后，決定道：

“這種基于天干紀(jì)時法的經(jīng)緯度，可以作為輔助。”

“待到將來完善后，再看能不能推廣。”

讓牛金星等人先制作天文儀器和天文鐘，看看具體效果再說。

鐘鼓樓天文臺的建筑，也因此又多了一種。除了基于地支紀(jì)時法的四面鐘等計時儀器外，還有基于天干紀(jì)時法的計時儀器。

牛金星等人沒能達(dá)到目的，但是也不氣餒。他們也知道這種變化太大，并沒有想過皇帝立刻采用。如今只是提出來，發(fā)出聲音顯示他們有用而已。

受這個說法啟發(fā)，朱由檢還提出了計算緯度圈長度的任務(wù)，讓徐光啟等人推導(dǎo)計算公式。

至于經(jīng)線圈的長度，則不需要再測——

因為他提出米這個概念的時候，就指出子午圈長度八萬里、也就是四萬千米。雖然可能有誤差，卻能按這個數(shù)字估算。

四萬千米除以三百六十度后，一度之間相差大約111.111千米。

一度劃分為六十分，一分之間相差大約1.852千米。

這也是后世海里的長度，以及船舶航行一節(jié)所經(jīng)過的距離。

朱由檢把這個數(shù)字道出，把節(jié)作為大明船舶速度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。各種海圖和經(jīng)緯度地圖上，同樣以這個數(shù)字估算長度和面積。

鐘鼓樓天文臺的設(shè)立，還有經(jīng)緯度和時區(qū)的劃分，讓大明的計時儀器和航海技術(shù)，向前穩(wěn)步邁進(jìn)。(本章完)


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