七個來自兩院的年輕人,外加被叫來陪同的孫雲球,休息時間涇渭分明的扎堆。
四個翰林院一堆,四個欽天院一堆。
李銓這個陽光大男孩,一屁股坐到地上,問道:「元敬兄,你那航海鍾還沒造出來嗎?」
王肅,字元敬,金陵大學研究生,欽天院方以智門下弟子。主攻物理,輔修天文,精通機械,其貌不揚。
其貌不揚是關鍵,他們這個年齡的,就算沒結婚也已有婚約,符合皇帝要求的實在難找,因此長得比較丑的王肅也被拉來充數。
王肅叫苦不迭:「玉衡兄,你要求的精度太高,我哪裡能造得出來?已經折騰三個多月了,也只把鐘錶誤差值縮小了3%—8%,估計等我老死那天,都沒法把航海鍾給你造出來。」
「再試試,哈哈,伱一定可以的。」李銓毫不氣餒,笑著給王肅打雞血。
田仰說道:「玉衡兄,你想在海上測經度,何必非要用鐘錶法的思路?用月距法不行嗎?」
李銓搖頭:「月距法的缺點太明顯。第一,無法在陰雨天使用,無法在白天使用;第二,每個月總有那麼幾天,用月距法測經度會產生偏差;第三,月距法的計算量太大,船上的牽星師恐怕難以掌握。」
田仰在公主面前是悶葫蘆,此刻說話卻十分利索:「遠洋航行動輒一年半載,你說的第一、第二個缺點,完全可以忽略不計。至於計算量太大,我們可以製作月距表,事先把許多數據都弄出來。牽星師對照表格進行計算,可以大大減少計算量,到時只要中學畢業生就能勝任。」
孫雲球在旁邊聽了一陣,好奇道:「你們在聊航海?」
孫雲球是欽天院的碩士,而其他三人,連學士都不算,只是掛靠在欽天院的研究生。
李銓依舊坐在地上,拱手說:「好教孫碩士知道,我們三人,在商量如何解決航海時的經度測量。如今的海上緯度測算,技術已經非常成熟,但經度測算一直沒解決。若是船隻長久無法靠岸,就得測算經度,否則只能碰運氣往前航行。」
「說說你們的想法。」孫雲球來了興。
李銓詳細說道:「現在有兩種理論,一種是鐘錶法,一種是月距法。先來說鐘錶法,根據地球繞日運轉,不同經度的時間不一樣。欽天院天文館,已經把南京所在經度定為o度。船隻所在位置的時間,通過計算與南京的時間差,就能推算出船隻具體的經度。」
孫雲球也會造鐘表,聽了立即搖頭:「鐘錶法暫時不可能實現,誤差太大了,當前的鐘表精度根本不夠。」
李銓說道:「我的想法是,儘量提高鐘錶精度,多造一些航海鍾。一二十個航海鍾放在船上,測量經度時,取這些航海鐘的平均數。」
「不行,不行,你這是在撞運氣。」孫雲球搖頭。
李銓又說:「那就只能用月距法。利用月亮在星空中的位置,將星空當成鐘面,將月亮當做指針。再通過運算,將月亮的位置,轉化為船隻所在地的時間。這個方法,需要對照星表,仰仗天文台的長期觀測數據。而星空觀測數據,是我們的長處,南京、北京數百年的數據都有。但缺點也很明顯,陰雨天無法測量,每月有幾天誤差很大。最主要還是計算量太大,普通的航海牽星師很難完成。」
王肅補充說:「船體的晃動,也對月距法的干擾很大。」
「不是很大,是非常大,所以我更傾向於鐘錶法。」李銓說道。
王肅說道:「我們打算改進量天尺和十字儀,製作出更精密的航海儀器。但不管怎麼改進,想要測量經度,都必須知道船隻所在的地方時。」
使用六分儀測量經度,前提條件就是已知當地時間。
歐洲那邊同樣在想法子,由於他們的天文觀測數據不夠,因此很長時間內都採用鐘錶法。既然航海鐘的誤差太大,那就多帶一些航海鍾。
但航海鍾屬於精密儀器,即便再過幾十年,每隻航海鐘的造價也在5oo英鎊以上。二十部海航鍾,一萬英鎊就沒了。
所以在歐洲的天文數據成熟之後,隨著六分儀的發明,配套《月距表》就淘汰了航海鍾——就算如此,測算經度也要耗費好幾個小時。直到1766年,馬斯卡林僱傭大量「人肉計算機」,把月距和經度的關系列舉出來,才將經度測算時間縮短到3o分鐘。
「你們打算遠洋探險?」孫雲球問道。
田仰指著李銓:「我不想去,是他想去。」
李銓嘿嘿笑道:「閒不住,我準備環球航海。」
即便是環球航行,現在也有成熟的航線,不一定非得測算經度。只有環球探險,為了應變不測,計算經度才是必須的。
孫雲球說:「別的事情,我實在幫不上忙。但改進十字儀,我卻有一個想法,就是把千里鏡安裝在十字儀上。嗯,如果想要測算得更精密,十字儀肯定不行。如果還要使用月距法,儀器的量程必須在9o度以上。那就把儀器做成6o度,量程12o度,不如就叫『六分儀』。」
李銓非常感興,問道:「把千里鏡安裝在儀器上有什麼用?」
孫雲球說:「我的設想是,用千里鏡代替肉眼觀測,再做一個半透明的鏡子,使之成為固定的地平鏡,再做一個活動的反射鏡。轉動反射鏡,令天體與地平線或者海平線重合。如此,反射鏡的轉角就可讀出天體的高度角……」
此言一出,三人聽得豁然開朗。