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四海測驗

第一次大規模測量 

唐朝 一行

《旧唐书·历志一》：“开元 中，僧 一行 精诸家历法，言《麟德历》行用既久，晷纬渐差，宰相 张説 言之 玄宗，召见，令造新历

目的:一是为编修《大衍历》,验证自古以来“日影千里差一寸”说法；二是为了计算南北昼夜时刻长度的变化,推算南北距离对日食、月食的影响等与制订历法相关的问题。这次测量的区域很大:以中原平地为中心,北到北纬51度的铁勒(今俄罗斯贝加尔湖之南的乌兰乌德附近,当时为唐朝辖治的“瀚海都督府”治地),南到北纬16.7度的林邑(今越南中部),南北之间纬度达34度多,直线距离约4000公里之远；共有13处测量地点(见表1)。(据《旧唐书·天文志上》《新唐书·天文志一》)

范文澜：“一行在制造‘黄道游仪’的同时，又造‘覆矩(triquetrum map?)图’，开始实测九州晷影和北极高度，以定各地食分的多寡和南北昼夜的长短。”

子午線(meridian)測量

 



One degree of meridian arc


元朝 郭守敬 

郭守敬：“曆之本在于測驗，而測驗之器莫先儀表。”

二十七點測量 (1279)

太陽傾角




四海测验记录的七组立表测影数据，衡岳测量点是接近北回归线，在夏至正午应有接近89度的日射倾角，四海测验却记录“无影”。而其它测量点的日射倾角也存在1~2°的偏差。这有可能是在根据北极星出地角度确定测量点时出的偏差，也有可能是立表不够竖直出的偏差。

本人大膽假設，這次測驗目的，並不是為了改良曆法,或天文測量。

目的purpose 就是類同現今測量學的的大地測量 geodetic survey。這27地點乃是控制點（control point）經緯度測量。沒有理由單單做了緯度測量latitude surveying，而不同時作經度測量 longitude surveying 

有了這些數據就能繪制更準確的中國地圖，甚至乎可推算大地的圓周（cf Eratosthenes)。David Mumford 也有類似猜想




這些數據當然也能用在計算日食，月食等天文現象的開始，完結等時間，是否在日/月食的觀察範圍等. 在完成四海測量(1279-81) 不久(1282)有一次日蝕. , 能觀測到這次的絳度, 跟四海測量的27個地點非常吻合. 可惜沒有相關的記載




比魯尼 (Al-Biruni)派人計算經度的大致路線. Finding qibla direction.





感想:

四海測驗當中的27地點數據，也可視為文字版的地圖，但祗有緯度，而沒有經度。相比同期的波斯萬年曆中的地理資料，就簡陋得多。

應可推算地球是球體，及計算地球直徑，周長（相信是已經能推測到。祗是礙於某些原因,eg 周脾, 孔子 天圓地方學說?，沒有發表出來）

可惜，地圓說並沒發表。同期，回回天文學者扎馬魯丁已經從maragheh馬拉蓋 天文台（或布哈拉城（今屬烏茲別克）帶回地球儀。

這次測量用了~兩年時間完成,用了不小人力物力. 但似乎沒有考慮到定期重複地舉行,以提高準確度, 修訂,增加觀測範圍等.如果有此遠見，中國天文學/科學發展必能繼續領先其他文明。

馬可孛羅到中國，大概是郭守敬制曆時期。二人有否作技術交流？

測量工具很可能是用類似“營造法式”中的景表版，望筒

陝西 測繪志 

Sciencenet

zhihu 

Eclipsewise 

渾天說 

孤矢圓術再探 

Shousi li angles 

archeopoject 

Al biruni and math geography  

Medieval Islam cartography 

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