第5章 六分仪定经纬网(1/2)
南京,紫金山南麓,大明格物院。
崇祯十九年四月二十,午后。这座去年才竣工的庞大建筑群,今日迎来了一位特殊的客人。
三进院落的最深处,“观天阁”顶层。这是一间八角形的厅堂,八面墙壁中有四面是巨大的玻璃窗——这是从澳门葡萄牙人那里高价购来的威尼斯平板玻璃,每块价值百金。厅堂中央摆放着一架长达一丈的黄铜望远镜,镜筒上刻着繁复的拉丁文铭文,那是伽利略在佛罗伦萨亲手所制,三年前由耶稣会传教士携来大明。
宋应星站在望远镜旁,手指轻抚冰凉的铜质镜筒,眼中满是痴迷。这位已经五十五岁的老臣,自从被张世杰从江西调入格物院,整个人都仿佛年轻了二十岁。在这里,他可以研究最前沿的泰西学问,可以调用国库银两进行各种“离经叛道”的实验,可以聚集天下最聪明的工匠和学者。
但今天,他的眉头紧锁。
“还是不行。”宋应星放下手中的六分仪,长叹一声,“误差太大。在陆地上校准得好好的,一到海上,船体晃动,读数就差出半度。半度啊!在茫茫大海上,半度的误差就是几十里!”
六分仪是测量天体高度以确定纬度的关键仪器。两个月前,宋应星从澳门商人手中购得三架,拆解研究后,组织工匠仿制了二十架。可无论怎么改进,海上测量的精度始终达不到要求。
“宋大人。”身后传来温和的声音。
宋应星回头,只见苏明玉缓步走进观天阁。她今日未着诰命服饰,而是一身月白色襦裙,外罩淡青比甲,手中捧着一卷账册。
“苏行长。”宋应星连忙拱手,“您怎么来了?”
“来看看海图绘制的进度。”苏明玉将账册放在一旁的紫檀木几上,“银行那边,第二批‘海军建设国债’昨日发行完毕,募得白银三百八十万两。殿下让我转告您,格物院需要什么,尽管开口,钱不是问题。”
宋应星苦笑:“苏行长,现在的问题不是钱,是……是技术。没有精确的航海仪器,没有可靠的海图,舰队就算造出来,也开不出远海。总不能在近海转圈吧?”
苏明玉走到六分仪前,仔细端详这个黄铜制成的精密仪器。它由一架小型望远镜、两面镜子和一个弧形刻度尺组成,结构精巧,原理却不复杂——利用测量太阳或星辰与海平面的夹角,通过三角函数计算纬度。
“误差在哪里?”她问。
“主要是两个问题。”宋应星指着仪器,“第一,船体晃动时,海平线难以瞄准。第二,镜面反射有偏差,尤其是在阴雨天。我们试过加重底座稳定,试过改进镜面抛光,但效果有限。”
苏明玉沉吟片刻:“我听说,泰西那边,最先进的六分仪可以做到误差不超过两分?”
“那是传说。”宋应星摇头,“我问过澳门所有会造六分仪的工匠,没人能做到。他们说,就算是伦敦、阿姆斯特丹最好的仪器作坊,误差也在五分以上。”
“那如果……”苏明玉忽然道,“我们请一位真正精通此道的人来呢?”
宋应星一愣:“苏行长是说……”
“汤若望。”苏明玉缓缓吐出这个名字,“德国耶稣会传教士,现任钦天监监正。他在历法、天文、数学上的造诣,朝野皆知。而且,据我所知,他年轻时在葡萄牙科英布拉大学学习,专门研究过航海仪器。”
宋应星眼睛一亮,随即又黯淡下来:“汤监正……会愿意来吗?他在钦天监地位尊崇,又深得陛下信任。格物院这边,终究是英王殿下的私设机构……”
“所以需要殿下亲自去请。”苏明玉微笑道,“宋大人放心,此事我来安排。”
三日后,紫禁城,钦天监。
这是一座位于皇城东南角的独立院落,大门朝南,门楣上悬挂着“敬授人时”的匾额。院中矗立着浑天仪、简仪、圭表等历代天文仪器,青铜在阳光下泛着幽光。
正堂内,一名金发碧眼、身着大明正五品文官朝服的外国人,正伏案计算着什么。他约莫五十岁年纪,高鼻深目,却留着汉人士大夫的三缕长须,看上去颇为奇异。案上摊开着厚厚的星表,旁边摆着算盘、毛笔、还有几本拉丁文书籍。
此人正是汤若望,汉名“道未”,字“味辛”。天启二年入华,崇祯三年入钦天监,因准确预测日食、修订《崇祯历书》而深受皇帝器重。
“汤监正。”
汤若望抬头,只见一名身着飞鱼服的锦衣卫千户站在门口,恭敬行礼:“越国公驾到。”
汤若望连忙起身,整理衣冠。刚走出正堂,就见张世杰已经走进院子,身后只跟着李定国一人。
“下官汤若望,拜见越国公。”汤若望按汉礼深揖。
张世杰双手虚扶:“汤监正不必多礼。冒昧来访,打扰了。”
“殿下言重了。”汤若望侧身让路,“请殿内用茶。”
三人入内落座。小太监奉上茶后悄然退下,堂内只剩下他们三人。
张世杰没有绕弯子,开门见山:“汤监正,本公今日来,是想请你帮一个忙。”
“殿下请讲。”
“格物院在研制航海仪器,尤其是六分仪,但精度始终上不去。”张世杰道,“本公听说,监正年轻时在葡萄牙学过航海,精通此道。所以想请监正拨冗,去格物院指点一二。”
汤若望沉默。
他当然知道格物院,知道海军建设,更知道眼前这位越国公如今在朝中的权势。但他也有顾虑——他是传教士,首要任务是传播天主教;他是钦天监监正,职责是观测天象、修订历法;更重要的是,他不想卷入大明朝廷内部的权力斗争。
“殿下,”汤若望斟酌着词句,“下官确实略知航海仪器。但钦天监公务繁忙,近日正在编制明年的《时宪历》,实在抽不开身……”
“《时宪历》可以缓一缓。”张世杰淡淡道,“但海军等不了。三个月后,舰队就要出征台湾。没有精确的海图,没有可靠的导航,那就是送死。”
他站起身,走到窗边,望着院中的浑天仪:“汤监正,你在大明二十年了。应该知道,自永乐年后,我华夏的航海技术就停滞不前。而泰西诸国,这二百年间,造出了能环球航行的大船,绘制了整个世界的地图,占据了无数海外领地。”
汤若望点头:“殿下所言极是。葡萄牙、西班牙、荷兰、英国……他们的航海技术,确实远超大明。”
“那你想不想看到,大明也能有这样的舰队?”张世杰转身,目光如炬,“想不想看到,龙旗飘扬在四海?想不想看到,华夏的航海技术,不仅能追赶上泰西,还能超越他们?”
汤若望的心跳加快了。
他想起年轻时在里斯本港,看到那些远航归来的船队,水手们讲述着东方的富庶、美洲的奇异、非洲的广阔。那时的他,也曾梦想着驾船远航,探索未知的世界。
来大明二十年,他亲眼目睹了这个古老帝国的辉煌与腐朽。他敬佩华夏文明的博大精深,也痛心于它的固步自封。如今,终于有人要打破这一切……
“殿下,”汤若望深吸一口气,“下官可以去格物院。但有两个条件。”
“说。”
“第一,下官仍是钦天监监正,格物院的工作不能影响钦天监正务。第二……”汤若望顿了顿,“下官希望,殿下能准许耶稣会在海军控制的港口建立教堂,传播福音。”
张世杰笑了。
笑得让汤若望有些不安。
“汤监正,”张世杰缓缓道,“第一个条件,本公准了。你可以一半时间在钦天监,一半时间在格物院。至于第二个条件……”
他走到汤若望面前,直视这位传教士的眼睛:“汤监正,你在大明二十年,应该明白一个道理——在这里,想要得到什么,首先要付出什么。你帮大明建立强大的海军,海军控制的港口自然会对耶稣会开放。但前提是,你们要遵守大明的法律,尊重华夏的习俗。不能强迫百姓信教,不能干涉地方政务,不能……做任何损害大明利益的事。”
汤若望沉默良久,最终点头:“下官明白。”
“那就这么说定了。”张世杰拍了拍他的肩膀,“明日,本公派人来接你去格物院。需要什么人手、什么物料,尽管开口。”
翌日,格物院观天阁。
汤若望第一次走进这座建筑时,就被深深震撼了。
这里不像钦天监那样古板、肃穆,而是充满了活力。一楼是巨大的工作间,数十名工匠正在打磨镜片、铸造铜件、调试仪器。二楼是绘图室,墙上挂满了各种地图和设计图。三楼才是观天阁,摆放着各种天文仪器。
“汤监正,这边请。”宋应星亲自引路,语气恭敬中带着兴奋。
汤若望走到工作台前,上面摆放着格物院自制的六分仪。他拿起一架,仔细端详。
“镜面抛光不够均匀。”他第一眼就看出问题,“这里,还有这里,有细微的划痕。在阳光下可能看不出来,但在阴天或夜晚,会影响反射精度。”
他又检查了弧形刻度尺:“刻度太粗糙了。你们用的是传统的‘百分刻度’,但六分仪需要的是‘度分刻度’,一度要分成六十分,一分要分成六十秒。这种精度,普通工匠根本刻不出来。”
宋应星苦笑:“我们也知道问题在哪里,但就是解决不了。镜面抛光试了十几种方法,最好的工匠也只能做到这个程度。刻度尺更麻烦,整个南京城,找不到能刻这么细的匠人。”
汤若望沉思片刻:“镜面抛光,我可以教你们一种新方法——用氧化铈粉末和鹿皮轮,反复打磨十二个时辰。这是威尼斯玻璃匠的秘技,我在葡萄牙时学过。”
他顿了顿:“至于刻度尺……为什么不直接用印刷?”
“印刷?”宋应星一愣。
“对,印刷。”汤若望解释道,“先让最好的雕版师傅,在黄铜板上刻出精确的刻度。然后涂上油墨,印在特制的硬纸上。再把纸贴在弧形尺的毛坯上,工匠按着印痕雕刻,就不会出错。”
宋应星猛地拍手:“妙啊!我怎么没想到!”
“还有,”汤若望指着六分仪上的水准仪,“这个气泡水准仪太小了,在摇晃的船上根本看不清。要加大,而且要在里面掺入荧光粉,夜晚也能看见。”
他一连指出了七八处问题,每个问题都有具体的解决方案。宋应星听得如痴如醉,连忙叫来书记官,一一记录。
接下来的三天,汤若望就住在格物院。白天指导工匠改进仪器,晚上与宋应星讨论航海理论。两人一个是泰西科学熏陶出的学者,一个是浸淫华夏工艺的大匠,碰撞出的火花让整个格物院都为之沸腾。
第四天,第一架改进型六分仪出炉。
“去江上试!”宋应星迫不及待。
一行人乘船来到长江江心。四月的江面,风浪不小,船只上下颠簸。
汤若望亲自操作。他先校准仪器,然后举起六分仪,透过望远镜瞄准太阳。手臂稳如磐石,任凭船体摇晃,仪器的水准仪气泡始终保持在中央。
“高度……五十二度十七分三十秒。”他报出读数。
旁边的书记官快速计算,然后对照星表:“当前位置纬度……三十二度零四分!与岸上测量结果误差不超过一千尺!”
“成功了!”工匠们欢呼雀跃。
宋应星激动得老泪纵横。三个月的难题,汤若望三天就解决了。
但汤若望却皱起眉头:“还不够。”
“还不够?”宋应星不解,“一千尺的误差,在海上已经够用了啊。”
“在近海是够用。”汤若望摇头,“但我们要去的是台湾,是吕宋,是更远的南洋。海上没有参照物,误差会累积。一千尺的误差,航行一千里就是一百里的偏差。一百里,可能就错过一个岛屿,可能就撞上一片暗礁。”
本章未完,点击下一页继续阅读。