第623章 鐘鼓樓天文台
緯度是天定的，赤道就在那裡，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據。
經度卻和它不一樣，以哪條經線為起始，是被人為確定的。
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例如《坤輿萬國全圖》，它是以經過福島——大概是後世加那利群島耶羅島的經線，作為本初子午線。
這也是當前這個時代，比較通用的經度設定。據說是托勒密所定的幸運島，並無確切位置。
後來天文技術進步，西方各國開始建造天文台，確定本初子午線。
這個做法導致交流的混亂，各國於西元1884年召開國際經度會議，確定以經過英國倫敦東南格林尼治天文台的經線為本初子午線，確定世界時，劃分二十四時區和國際日期變更線。
朱由檢之前觀看《坤輿萬國全圖》，並且用它的經緯圈繪製更精確的地圖時，就對上面的經度感到非常不習慣。所以他根據會議繪製的地圖，是用等距離的網格繪製的。
在知道欽天監能夠比較準確地測量經緯度後，他當即決定採用新的本初子午線。
這條線需要有個基準，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，同時修建天文台，確定本初子午線所在的中時區經線？」
北京中軸線和經線有偏差，這是很多人都知道的。
它不是因為修建北京城時測量錯誤，而是為了符合風水布局。
在天星風水術中，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，根源就在於北極星。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。
日月星辰流轉，而北極不動，它代表著帝王之位。
但是北極星不在嚴格意義上的正北方，它和地軸之間，有5度到5度的偏差。
所以北京城的中軸線，採取了偏2度的設計。
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線，當然不能選擇和經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，同時建造天文台。
徐光啟等人在皇帝提出建造新鐘樓的想法後，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台，需要在東側建。」
「就是不知要以哪個地方為基準，它的正南方對應哪座宮殿？」
朱由檢第一反應就是選皇極殿，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，那就對應午門中間。」
「在午門中間畫一根正南正北的線，向北延伸到天文台。在天文台建造一條南北直線標識，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，經過午門中間，大約是現代的東經116度23分50秒。在這條經線上鐘鼓樓的東側，建造新鐘樓和天文台）
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，打算測量好後，在鐘鼓樓東側修建新鐘樓和天文台。
它們和原本的鐘鼓樓一起，合稱為鐘鼓樓天文台，成為大明的授時中心。
北京時間要在此確定，傳達給世界各地。
這個時間的確定，自然不是朱由檢閒著沒事。他是為了方便航行，尤其是遠洋航行時的定位。
在緯度可以用牽星板確定的情況下，只需要再確定經度。大明的航海圖精確度，就會上升一個台階。
無論船隻漂到哪裡，都能知道去哪個方位抵達最近的碼頭和補給點。
如果把礁石、險地標在航海圖上，還能避免航行中發生的危險。
指著欽天監製造的鐘表，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，確定所在位置的當地時間，能否根據時間偏差，確定船隻所在的經度？」
「再用牽星板確定緯度，把船隻所在的經緯度定下來。」
這是最簡單的確定經度的方法，也是航海鐘的基本原理。
徐光啟等人聽到後，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。」
「但是鐘錶的準確性卻太差，每天快慢幾分鐘都是常事，偏差實在太大了。」
「所以現在航行時，是用德意志天文學家約翰尼斯·沃納提出的月距法。」
這也是一種確定經度的方法，利用月亮的移動來測量經度。
這種方法現在比的鐘表法要準確，但需要通過巨量的天文觀測，繪製出詳細無誤的星表，記錄某個特定地點月亮在不同時間的運行軌跡。
例如導航員拿著記錄鐘鼓樓天文台上空月亮軌跡的星表，和他們在海上觀測月球與另一恆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台所在地的時間。再對比自己所處地方的當地時間，就能計算出經度。
它的計算，顯然是非常專業的，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，對月距法非常了解。他還是耶穌會傳教士中，最有學識的人之一。曾被猞猁科學院吸收為第七位院士，僅晚於伽里略幾天。
在他的講解之下，朱由檢大概明白了月距法的原理，同時也認識到西方航海的進步——
在開啟大航海時代一百多年後，西方人在遠洋航海上，早已完成對大明的超越。
內心嘆息著這一點，朱由檢卻更加堅定要完善鐘錶法，他決定道：
「月距法雖好，計算卻太繁瑣了。欽天監可以和大明航運集團合作繪製星表和航海圖，向天下人傳授售賣。」
「鐘錶法也要完善，先把原理和需求定下來。」
「然後對天下人公開懸賞，給製作時鐘的人獎勵。」
說著，他讓欽天監官員記錄道：
「誰能第一個把鐘錶的誤差縮小到一分鐘，就授予公士獎勵。」
「縮小到十秒鐘以內，授予世襲爵士獎勵。」
「縮小到一秒鐘以內，授予世襲男爵獎勵。」
「誤差繼續縮小的，爵位繼續升等，最高可授予世襲伯爵爵位。」
「所有人的事跡和畫像，都在鐘鼓樓天文台陳列，讓後人銘記他們。」
這是他痛下決心，所開出的賞格。為的就是在經度之爭中，戰勝其他國家。
他要把剛才確定的經度和時區，確定為國際標準。未來所有航海的人，都要以北京時間為基準。
這麼高的懸賞，讓欽天監的官員全都興奮起來。他們近水樓台先得月，很可能拿到這個獎勵。
被朱由檢安排在欽天監任職的牛金星就說道：
「臣以為不應局限於時鐘，精密刻漏、水運渾象儀等儀器，同樣能用於測定時間。」
「新鐘樓不但要有四面鐘，還要有水運渾象儀等儀器。」
這是一種由張衡發明的機械計時器，主要應用在天文上。
以宋朝蘇頌製造的最為精妙，已經有了鐘錶使用的擒縱調速器。
可惜因為金兵入侵，這些成果沒能繼續發展下去。
到了大明開國，司天監進水晶刻漏，中設二木偶人，能按時自擊鉦鼓。太祖以其無益而碎之。導致大明在計時儀器上，沒有太大發展。
牛金星見當今皇帝重視計時儀器，就提出按照古法，製作水運渾象儀，還有刻漏、沙漏、香漏、日晷等等。
朱由檢對這些計時儀器不怎麼了解，但他還是點頭，向牛金星等人道：
「凡是能用於精密計時的，都可以在新鐘樓旁邊嘗試製作。」
「但是新計時器的驗收，要以能在船上準確計時為標準，它是為了以鐘錶法確定經度定的。」
「只能用在陸地上的，可拿不到懸賞。」
把標準明確下來，免得一些人造出大而無當的東西。
為了引導人們把精力放在鐘錶上，他還把自己聽說過的鐘擺、遊絲、陀飛輪等概念，向眾人道了出來。
一些後世機械錶上顯示的日曆、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。把鐘錶的複雜程度上升一個台階，帶動精密儀器製造等行業。
為此他還提出了手錶和錶帶，讓鐘錶工匠製作更小巧的腕錶，自己將來會親自佩戴——
大明不但要製造巨大的四面鐘，還要製造手錶，把它縮小起來。
這讓曆局和欽天監的官員聽到後，都認識到皇帝對鐘錶的看重。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，也提出了一種新鐘錶，認為在測量上更方便：
「臣以為除了造十二時辰鐘錶外，還可以造十時百刻鐘表。」
「一日分為百刻，一刻再細分為十分刻，再細分為一百厘刻、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時法，卻沒想過這麼快就用到。這讓他仔細詢問道：
「這種鐘錶從來沒出現過，它有哪些優點？」
牛金星見到皇帝感興趣，急忙仔細解釋道：
「使用這種鐘錶，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，那麼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，怎麼能按百刻分為百度？
但是大明的人，卻沒有周天三百六十度的固定認識，他們以前採用的一周天，是三百六十五度二十五分。
直到徐光啟在當今皇帝的支持下，才改為周天三百六十度。把以前用的周天度數，直接掃進了垃圾堆。
周天百度的提出，其實是欽天監傳統派的反擊。他們用皇帝提出的天干紀時法，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，向皇帝繼續道：
「不止緯線圈可以分為百度，經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。」
用一個欽天監製作的地球儀仔細講解，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時法便於計算的目的。
但是這樣經緯度和時區就得重新劃分，民間也要用天干紀時法，代替一直使用的地支紀時法。
這個變動實在是太大了，朱由檢不知道什麼後果，一時不敢擅改。
徐光啟等人在旁邊，對此更是激烈反對，認為這種方法從未用過，必然有很多問題。
最終，朱由檢左思右想後，決定道：
「這種基於天干紀時法的經緯度，可以作為輔助。」
「待到將來完善後，再看能不能推廣。」
讓牛金星等人先製作天文儀器和天文鐘，看看具體效果再說。
鐘鼓樓天文台的建築，也因此又多了一種。除了基於地支紀時法的四面鐘等計時儀器外，還有基於天干紀時法的計時儀器。
牛金星等人沒能達到目的，但是也不氣餒。他們也知道這種變化太大，並沒有想過皇帝立刻採用。如今只是提出來，發出聲音顯示他們有用而已。
受這個說法啟發，朱由檢還提出了計算緯度圈長度的任務，讓徐光啟等人推導計算公式。
至於經線圈的長度，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，卻能按這個數字估算。
四萬千米除以三百六十度後，一度之間相差大約111千米。
一度劃分為六十分，一分之間相差大約852千米。
這也是後世海里的長度，以及船舶航行一節所經過的距離。
朱由檢把這個數字道出，把節作為大明船舶速度的衡量標準。各種海圖和經緯度地圖上，同樣以這個數字估算長度和面積。
鐘鼓樓天文台的設立，還有經緯度和時區的劃分，讓大明的計時儀器和航海技術，向前穩步邁進。
（還有更新耶）