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七个来自两院的年轻人,外加被叫来陪同的孙云球,休息时间泾渭分明的扎堆。
四个翰林院一堆,四个钦天院一堆。
李铨这个阳光大男孩,一屁股坐到地上,问道:“元敬兄,你那航海钟还没造出来吗?”
王肃,字元敬,金陵大学研究生,钦天院方以智门下弟子。主攻物理,辅修天文,精通机械,其貌不扬。
其貌不扬是关键,他们这个年龄的,就算没结婚也已有婚约,符合皇帝要求的实在难找,因此长得比较丑的王肃也被拉来充数。
王肃叫苦不迭:“玉衡兄,你要求的精度太高,我哪里能造得出来?已经折腾三个多月了,也只把钟表误差值缩小了3%—8%,估计等我老死那天,都没法把航海钟给你造出来。”
“再试试,哈哈,你一定可以的。”李铨毫不气馁,笑着给王肃打鸡血。
田仰说道:“玉衡兄,你想在海上测经度,何必非要用钟表法的思路?用月距法不行吗?”
李铨摇头:“月距法的缺点太明显。第一,无法在阴雨天使用,无法在白天使用;第二,每个月总有那么几天,用月距法测经度会产生偏差;第三,月距法的计算量太大,船上的牵星师恐怕难以掌握。”
田仰在公主面前是闷葫芦,此刻说话却十分利索:“远洋航行动辄一年半载,你说的第一、第二个缺点,完全可以忽略不计。至于计算量太大,我们可以制作月距表,事先把许多数据都弄出来。牵星师对照表格进行计算,可以大大减少计算量,到时只要中学毕业生就能胜任。”
孙云球在旁边听了一阵,好奇道:“你们在聊航海?”
孙云球是钦天院的硕士,而其他三人,连学士都不算,只是挂靠在钦天院的研究生。
李铨依旧坐在地上,拱手说:“好教孙硕士知道,我们三人,在商量如何解决航海时的经度测量。如今的海上纬度测算,技术已经非常成熟,但经度测算一直没解决。若是船只长久无法靠岸,就得测算经度,否则只能碰运气往前航行。”
“说说你们的想法。”孙云球来了兴趣。
李铨详细说道:“现在有两种理论,一种是钟表法,一种是月距法。先来说钟表法,根据地球绕日运转,不同经度的时间不一样。钦天院天文馆,已经把南京所在经度定为0度。船只所在位置的时间,通过计算与南京的时间差,就能推算出船只具体的经度。”
孙云球也会造钟表,听了立即摇头:“钟表法暂时不可能实现,误差太大了,当前的钟表精度根本不够。”
李铨说道:“我的想法是,尽量提高钟表精度,多造一些航海钟。一二十个航海钟放在船上,测量经度时,取这些航海钟的平均数。”
“不行,不行,你这是在撞运气。”孙云球摇头。
李铨又说:“那就只能用月距法。利用月亮在星空中的位置,将星空当成钟面,将月亮当做指针。再通过运算,将月亮的位置,转化为船只所在地的时间。这个方法,需要对照星表,仰仗天文台的长期观测数据。而星空观测数据,是我们的长处,南京、北京数百年的数据都有。但缺点也很明显,阴雨天无法测量,每月有几天误差很大。最主要还是计算量太大,普通的航海牵星师很难完成。”
王肃补充说:“船体的晃动,也对月距法的干扰很大。”
“不是很大,是非常大,所以我更倾向于钟表法。”李铨说道。
王肃说道:“我们打算改进量天尺和十字仪,制作出更精密的航海仪器。但不管怎么改进,想要测量经度,都必须知道船只所在的地方时。”
使用六分仪测量经度,前提条件就是已知当地时间。
欧洲那边同样在想法子,由于他们的天文观测数据不够,因此很长时间内都采用钟表法。既然航海钟的误差太大,那就多带一些航海钟。
但航海钟属于精密仪器,即便再过几十年,每只航海钟的造价也在500英镑以上。二十部海航钟,一万英镑就没了。
所以在欧洲的天文数据成熟之后,随着六分仪的发明,配套《月距表》就淘汰了航海钟——就算如此,测算经度也要耗费好几个小时。直到1766年,马斯卡林雇佣大量“人肉计算机”,把月距和经度的关系列举出来,才将经度测算时间缩短到30分钟。
“你们打算远洋探险?”孙云球问道。
田仰指着李铨:“我不想去,是他想去。”
李铨嘿嘿笑道:“闲不住,我准备环球航海。”
即便是环球航行,现在也有成熟的航线,不一定非得测算经度。只有环球探险,为了应变不测,计算经度才是必须的。
孙云球说:“别的事情,我实在帮不上忙。但改进十字仪,我却有一个想法,就是把千里镜安装在十字仪上。嗯,如果想要测算得更精密,十字仪肯定不行。如果还要使用月距法,仪器的量程必须在90度以上。那就把仪器做成60度,量程120度,不如就叫‘六分仪’。”
李铨非常感兴趣,问道:“把千里镜安装在仪器上有什么用?”
孙云球说:“我的设想是,用千里镜代替肉眼观测,再做一个半透明的镜子,使之成为固定的地平镜,再做一个活动的反射镜。转动反射镜,令天体与地平线或者海平线重合。如此,反射镜的转角就可读出天体的高度角……”
此言一出,三人听得豁然开朗。
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