第34章 调试
朱厚照先去了西边的地平观测室。整个观测室外观是个一人高的圆柱形房子,房顶是个半球,由六瓣木顶棚拼在一起,木顶棚可以顺着墙上的滑槽推开。
门开口在东边地面下,顺着四尺高的阶梯下去,屋内地面到顶棚中心大约七、八尺高。屋子中间是一个半人高的象限仪,架在一个可以转动的底座上。
朱厚照让工匠试着先把凸面目镜的望远镜固定在象限仪顶角的轴上,转动象限仪和望远镜对准太阳,象限仪的弧形铜轨上便出现了一个光点。
随着工匠调整着望远镜的位置和镜筒长度,椭圆形的光点越来越清晰地显示在铜轨的刻度上,通过刻度就可以读出太阳此时的地平高度。
无论是圭表还是象限仪,给出的测量值最后还要通过插值法才能计算出冬至和夏至的准确时间。
三月的春分测量其实也要这般列出前后几日的数值进行计算,朱厚照急着表功,没说实话。
王惟和搬动着望远镜,对准了自家庄子看去,“咦,怎么镜子里的景象是倒过来的,这怎么用?”
“这是拿来看星星的,正的和倒的没有啥区别。”朱厚照说道。除了月亮,其他大部分星星就是个点,要调整为正像就要增加三棱反射镜,朱厚照现在还做不到。
接着工匠又换上了凹面目镜的望远镜,延水平方向转动象限仪,底座上两尺多长的指针也随之转动,指向地面上镶嵌的刻着方位角的铜环。
和象限仪一样,朱厚照并没有沿用三百六十五又四分之一度的回归年刻度传统,而是改用三百六十度等分圆周。
看完了地平观测室,朱厚照又带着众人去了东边的赤道观测室。
赤道观测室样式和地平观测室一样,也使用了可以开合的半球形圆顶,但面积大了一倍不止。
沿着阶梯下到房间,一个类似于简仪的仪器便出现在众人面前。直径四尺的赤道环上斜伸出一个三尺多长的长方形铜框架,铜框架下方是一根手臂粗细的铜轴,镶嵌进赤道环的圆心处,上方则是和简仪一样的规环和定极环。
朱厚照几乎原封不动的把简仪的结构搬了过来,只不过取消了四游环,望远镜和赤纬环一起直接装在两根直距中间,望远镜装上之后,侧面看上去像是个中心套着圆环的十字架。
郭守敬已经把赤道坐标观测体系发展到了极致,后世的光学天文台一直沿用了类似的结构,五百多年没变过。
简仪上的圆柱滚动轴承朱厚照也照抄了过来,只不过把滚柱增加到了十二个,里面用铜片做了个保持架。
王惟和围着反射望远镜看了半天才找到目镜的位置,拉着朱厚照左问右问。
”为何这个镜子要装在镜筒侧面?”
“因为镜筒底下是个阳燧,镜筒照进来的光被他汇聚反射到焦点上,焦点在里头,你总不能把头伸进去看吧。”
“这镜筒头上的线是干啥的?”王惟和伸手去够镜筒顶端的十字准线。
“别用手动哦,那是用来测量星星之间角距离的,涂了萤石粉,晚上会发光的。”
“这么厉害。我有点相信你是个真有学问的。”
“那是,小爷江湖人称百晓生,岂是浪得虚名。”
“切,脸皮真厚。”
除了观测室,朱厚照又去周围转了转。京里老观象台的仪器明后两天才能移过来安装,都是些大家伙,要用牛车拉。吴昊等一众钦天监大佬都在那边忙活。朱厚照打算这两天就着手校正几架望远镜。
王惟和在祖父身边闹了半天,王铉也没答应让他晚上过来夜观天象,只好垂头丧气地跟着众人顶着日头下了山。
天刚擦黑,朱厚照叫人带上蜡烛、火把再次去了瓮山。汪鋐兴冲冲的也跟了过来。
一弯蛾眉新月挂在西天,众人举着火把一脚深一脚浅地挪到了瓮山。爬上瓮山,天完全黑了下来,黯淡的月光盖不住璀璨的群星,北斗七星正悬在天顶附近,东边地平线上银河也冒出了头。
需要校正的主要是赤道观测室的极轴,此时的北极星与真正的北天极还有三度左右的偏离。
朱厚照要做的就是选取北极附近三颗星星,测量这三颗星绕极轴旋转的轨迹,用三个同心圆的圆心来确定北天极的准确位置。
朱厚照没有去赤道观测室,而是去了地平室,用地平坐标的方位角和每颗星的水平高度来绘制星轨,只要绘制足够长的弧度就行。这个时候象限仪就派上了用场。
计时用的是寿字形的篆香,香上系着七、八颗木珠。每过一刻,一段香烧完,上面的木珠就会掉在下面的铜盘里,发出清脆的声音。朱厚照的摆钟还在御前作用滴漏和日晷校正,这次没有带过来。
“天钩五,方向三百四十二度又四分之一,高度二十八度又四分之三...”朱厚照听到铜盘的脆响,读出三颗星此时的方位角和高度角,汪鋐凑在蜡烛前记录着。
等到篆香烧完,已是子初二刻。朱厚照打了个哈欠,汪鋐还在一旁兴致勃勃地拿着太子的量角器在纸上比划着。朱厚照探过头去瞅了一眼,这家伙居然开始用坐标轴画着刚才记录的数据。
“宣之兄厉害,举一反三啊。”
“嘿嘿,过奖过奖。这个坐标之法确实好用。”
朱厚照拿起铅笔找了张纸,把弦和圆心的关系定理写了下来,递给汪鋐,“交给你了,俺去睡觉了。”
身边有个聪明的手下就是省心。
第二天一大早,汪鋐拿着纸过来,工整笔直的几条垂线交叉着标出了圆心的坐标数值。
“赞!今晚再换三颗星试试。”朱厚照一边说,一边把《几何原本》里已经翻译出来的部分拿给汪鋐,“这是钦天监译书处翻译的前元历算书,宣之拿去抄一份。”
快到午时,钦天监的牛车终于把浑仪和简仪拉了过来,两个仪器被拆解开,装了七八辆牛车。
午后,待暑气消了一些,十多个工匠喊着号子分批把这几万斤的大家伙扛上了山。朱厚照和吴昊商量了一下,这两天先安装底座,极轴等天极位置测量出来再一起安装。
接下来两晚,朱厚照和吴昊、汪鋐一起,基本确定了北天极的准确地平坐标。
朱厚照又把赤经、时角的概念给吴昊讲了一遍,让钦天监以后用赤经和赤纬的方式记录观测结果。
吴昊少见地表示了反对。两人对赤纬的概念分歧不大,区别只在于赤道和北极哪个是零度。
赤经则不一样,华夏自古是以入宿度来记录,入宿指的是被观测的星星距离附近二十八宿距星之间的角度,并不是严格的经度。
吴监正对周天单位改为三百六十度也持保留意见,认为历书的根本在于确定一年的起止,而周天三百六十五度又四分之一与一年的日数相对应,更符合历算的本意。
朱厚照则是考虑以后用几何学的方式来计算会更方便。
两人谁也说服不了谁,最后商定同时使用这两种方式来记录观测数据,待日后看哪种更合适。
吴昊没有用祖制之类的说法搪塞朱厚照,毕竟太子现在可是钦天监的大腿。
接下来便是正式安装。朱厚照只管调试自己设计的新仪器,原有的仪器由吴昊等钦天监众人负责。
忙活了十天,终于赶在小暑这日将各样仪器安装调试完毕。
太子决定在今晚开个趴体祝贺一下。
当天是十六日,既望,月犯镇星于参、井。
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