你們有沒有想過，古代人們是怎么觀星的？

(相關(guān)資料圖)

天文對(duì)航海乃至人類發(fā)展又有什么重要的意義？

中國(guó)航海博物館告訴你答案：

在沒有現(xiàn)今先進(jìn)的“北斗”“GPS”等定位系統(tǒng)的輔助下，以前的航海家是如何在茫茫的大海上確定自己的位置？在鐘表發(fā)明前，又有哪些常用的計(jì)時(shí)儀器？

這些問題也都離不開今晚的主角——“天體”。

以“天”定“緯”

▲ 英國(guó)制黃銅星盤

星盤是一種古老的觀星儀器。1470年，航海家去掉星盤上的星相圖，將其改為一種簡(jiǎn)單的航海儀器，用于測(cè)量陸地的緯度和船在海上的位置。航海星盤由一根可轉(zhuǎn)動(dòng)的指針固定在一個(gè)木盤（或金屬盤）的中心，盤上的圓周標(biāo)有度數(shù)。

▲ 航海星盤使用示意圖

使用時(shí)將星盤懸掛成鉛直，零度標(biāo)記與水平面齊平，移動(dòng)指針指向要測(cè)量的天體，即可測(cè)出天體高度，從而得出船舶所在的緯度位置。但由于船舶甲板的顛簸，較難操作，誤差較大。

直角象限儀是一個(gè)用硬木制成的直角圓弧板，圓弧劃分90度；一條直角邊下設(shè)有瞄準(zhǔn)器，用于瞄準(zhǔn)天體；直角頂系有一根線，線下系有鉛錘，用于指示度數(shù)。當(dāng)直角邊與觀察對(duì)象成一線時(shí)，垂線所指度數(shù)即為所求高度。直角象限儀只適合于風(fēng)平浪靜的情況下使用。

1530年以后，西方航海家們普遍使用十字測(cè)天儀，又稱雅各棒、金杖等。它是由一根上下兩端皆有孔的短桿垂直裝在一根帶有刻度尺的長(zhǎng)直桿上；短桿可在長(zhǎng)桿上前后移動(dòng)，上下兩孔可分別看到地平線和天體。

1595年，英國(guó)約翰·戴維斯發(fā)明了反向天體高度觀測(cè)儀，通過鏡面系統(tǒng)投射到刻度尺上的影子，便可得出天體高度和所處緯度，克服了星盤、十字測(cè)天儀等需直接目視天體的缺點(diǎn)。

▲ 十字測(cè)天儀 和 英國(guó)制反向高度儀

1730年美國(guó)T?戈弗雷和英國(guó)約翰?哈德利分別發(fā)明了八分儀，因其刻度弧約為圓周的八分之一（即45°）而得名八分儀，其測(cè)角范圍可達(dá)90°。

▲ 八分儀的構(gòu)造、使用示意圖和原理示意圖

▲ 八分儀

1757年，坎貝爾船長(zhǎng)以八分儀為基礎(chǔ)，將測(cè)量范圍擴(kuò)大到120°，稱為六分儀。其后六分儀的測(cè)量夾角雖然逐漸提升至144度，已發(fā)展到約為圓周的五分之一，但其六分儀的名稱卻一直保持不變。

▲ 六分儀使用示意圖

A：指標(biāo)鏡 B：地平鏡 c:望遠(yuǎn)鏡 D：指標(biāo)臂 E:刻度盤

▲ 六分儀原理示意圖

使用時(shí)﹐觀測(cè)者手持六分儀﹐轉(zhuǎn)動(dòng)指標(biāo)鏡﹐使在視場(chǎng)里同時(shí)出現(xiàn)的天體與海平線重合。六分儀的特點(diǎn)是輕便﹐可以在擺動(dòng)的船舶上觀測(cè)，缺點(diǎn)是陰雨天不能使用。

▲ 六分儀

從星盤、直角象限儀、十字測(cè)天儀到反向天體高度測(cè)量?jī)x，再到八分儀、六分儀，測(cè)量緯度的航海儀器不斷精進(jìn)，緯度已可以被精確地測(cè)定。**但直到17世紀(jì)，精確測(cè)定經(jīng)度的問題仍未解決。

1675年，英國(guó)查理二世在格林威治創(chuàng)設(shè)皇家天文臺(tái)，目的即在于確定的各地的經(jīng)度。1714年，英國(guó)政府提供兩萬英磅獎(jiǎng)金，以征求一種既精確又實(shí)用的確定經(jīng)度的方法，而且成立了經(jīng)度委員會(huì)（Board of Longitude）專門研究其應(yīng)用。

精確測(cè)定經(jīng)度的關(guān)鍵在于精確測(cè)量時(shí)間。

唐代學(xué)者孔穎達(dá)在注疏《尚書》時(shí)對(duì)“文明”這樣解釋:“經(jīng)天緯地曰文，照臨四方曰明”。在天地間，能發(fā)現(xiàn)時(shí)間和空間的標(biāo)準(zhǔn)，人類的時(shí)代就向前邁進(jìn)了一大步。

標(biāo)簽： 八分之一 自己的位置 風(fēng)平浪靜