纬度是天定的，赤道就在那里，它天然是零度纬线。

以南北极为九十度，自然能确定各地的纬度数据。

经度却和它不一样，以哪条经线为起始，是被人为确定的。

例如《坤舆万国全图》，它是以经过福岛——大概是后世加那利群岛耶罗岛的经线，作为本初子午线。

这也是当前这个时代，比较通用的经度设定。据说是托勒密所定的幸运岛，并无确切位置。

后来天文技术进步，西方各国开始建造天文台，确定本初子午线。

这个做法导致交流的混乱，各国于西元1884年召开国际经度会议，确定以经过英国伦敦东南格林尼治天文台的经线为本初子午线，确定世界时，划分二十四时区和国际日期变更线。

朱由检之前观看《坤舆万国全图》，并且用它的经纬圈绘制更精确的地图时，就对上面的经度感到非常不习惯。所以他根据会议绘制的地图，是用等距离的网格绘制的。

在知道钦天监能够比较准确地测量经纬度后，他当即决定采用新的本初子午线。

这条线需要有个基准，朱由检道：

“永定门、正阳门、承天门、皇极殿、钟鼓楼这条中轴线，和南北经线偏差多少度？”

“能不能在钟鼓楼附近，修建一座新钟楼，同时修建天文台，确定本初子午线所在的中时区经线？”

北京中轴线和经线有偏差，这是很多人都知道的。

它不是因为修建北京城时测量错误，而是为了符合风水布局。

在天星风水术中，天象分为三垣二十八宿。三垣就是紫微垣、太微垣、天市垣三垣，其中最好的是紫薇垣。

紫微垣具有帝王之势，根源就在于北极星。北极又叫北辰，是帝王之星。紫微垣就是以北极星为主，群星层层拱卫。

日月星辰流转，而北极不动，它代表着帝王之位。

但是北极星不在严格意义上的正北方，它和地轴之间，有1.5度到2.5度的偏差。

所以北京城的中轴线，采取了偏2度的设计。

这是郭守敬的老师刘秉忠主持建造元大都时，所奠定的格局。同样由他主持建造的元上都，就没有偏离子午线。

如今朱由检要把一条子午线确定为零度经线，当然不能选择和经线有偏差的北京中轴线，而是要选择正南正北的子午线。

最优先的地方，就是在钟鼓楼附近建立一座新钟楼，同时建造天文台。

徐光启等人在皇帝提出建造新钟楼的想法后，就开始了选址。

此时听到皇帝的意图，徐光启道：

“北京中轴线和子午线偏差两度，如果在钟鼓楼附近修建天文台，需要在东侧建。”

“就是不知要以哪个地方为基准，它的正南方对应哪座宫殿？”

朱由检第一反应就是选皇极殿，但是想到三大殿多次被烧毁，未来也可能会重建。所以就决定道：

“本初子午线在午时区，那就对应午门中间。”

“在午门中间画一根正南正北的线，向北延伸到天文台。在天文台建造一条南北直线标识，作为本初子午线。”

“新钟楼四面钟的中心，同样要在本初子午线上，每日通报北京时间。”

（大明本初子午线，经过午门中间，大约是现代的东经116度23分50秒。在这条经线上钟鼓楼的东侧，建造新钟楼和天文台）

这样本初子午线的位置，就有了具体的参照物。

徐光启等人急忙记下，打算测量好后，在钟鼓楼东侧修建新钟楼和天文台。

它们和原本的钟鼓楼一起，合称为钟鼓楼天文台，成为大明的授时中心。

北京时间要在此确定，传达给世界各地。

这个时间的确定，自然不是朱由检闲着没事。他是为了方便航行，尤其是远洋航行时的定位。

在纬度可以用牵星板确定的情况下，只需要再确定经度。大明的航海图精确度，就会上升一个台阶。

无论船只漂到哪里，都能知道去哪个方位抵达最近的码头和补给点。

如果把礁石、险地标在航海图上，还能避免航行中发生的危险。

指着钦天监制造的钟表，朱由检道：

“这座钟表显示的是北京时间，如果带着这座钟表上船，再在船上用日晷等仪器，确定所在位置的当地时间，能否根据时间偏差，确定船只所在的经度？”

“再用牵星板确定纬度，把船只所在的经纬度定下来。”

这是最简单的确定经度的方法，也是航海钟的基本原理。

徐光启等人听到后，顿时眼前一亮。他们都感觉自己的思路被打开，能够更方便地确定各地的经纬度。

然而随着徐光启过来的传教士邓玉函，这时却不识趣地说道：

“陛下提出的办法，荷兰人伽玛·弗里西斯也提出过。”

“但是钟表的准确性却太差，每天快慢几分钟都是常事，偏差实在太大了。”

“所以现在航行时，是用德意志天文学家约翰尼斯·沃纳提出的月距法。”

这也是一种确定经度的方法，利用月亮的移动来测量经度。

这种方法现在比的钟表法要准确，但需要通过巨量的天文观测，绘制出详细无误的星表，记录某个特定地点月亮在不同时间的运行轨迹。

例如导航员拿着记录钟鼓楼天文台上空月亮轨迹的星表，和他们在海上观测月球与另一恒星之间的角度相对照，理论上就可以算出观测时钟鼓楼天文台所在地的时间。再对比自己所处地方的当地时间，就能计算出经度。

它的计算，显然是非常专业的，不懂天文知识根本就算不出来。

幸运的是邓玉函出身德意志地区，对月距法非常了解。他还是耶稣会传教士中，最有学识的人之一。曾被猞猁科学院吸收为第七位院士，仅晚于伽里略几天。

在他的讲解之下，朱由检大概明白了月距法的原理，同时也认识到西方航海的进步——

在开启大航海时代一百多年后，西方人在远洋航海上，早已完成对大明的超越。

内心叹息着这一点，朱由检却更加坚定要完善钟表法，他决定道：

“月距法虽好，计算却太繁琐了。钦天监可以和大明航运集团合作绘制星表和航海图，向天下人传授售卖。”

“钟表法也要完善，先把原理和需求定下来。”

“然后对天下人公开悬赏，给制作时钟的人奖励。”

说着，他让钦天监官员记录道：

“谁能第一个把钟表的误差缩小到一分钟，就授予公士奖励。”

“缩小到十秒钟以内，授予世袭爵士奖励。”

“缩小到一秒钟以内，授予世袭男爵奖励。”

“误差继续缩小的，爵位继续升等，最高可授予世袭伯爵爵位。”

“所有人的事迹和画像，都在钟鼓楼天文台陈列，让后人铭记他们。”

这是他痛下决心，所开出的赏格。为的就是在经度之争中，战胜其他国家。

他要把刚才确定的经度和时区，确定为国际标准。未来所有航海的人，都要以北京时间为基准。

这么高的悬赏，让钦天监的官员全都兴奋起来。他们近水楼台先得月，很可能拿到这个奖励。

被朱由检安排在钦天监任职的牛金星就说道：

“臣以为不应局限于时钟，精密刻漏、水运浑象仪等仪器，同样能用于测定时间。”

“新钟楼不但要有四面钟，还要有水运浑象仪等仪器。”

这是一种由张衡发明的机械计时器，主要应用在天文上。

以宋朝苏颂制造的最为精妙，已经有了钟表使用的擒纵调速器。

可惜因为金兵入侵，这些成果没能继续发展下去。

到了大明开国，司天监进水晶刻漏，中设二木偶人，能按时自击钲鼓。太祖以其无益而碎之。导致大明在计时仪器上，没有太大发展。

牛金星见当今皇帝重视计时仪器，就提出按照古法，制作水运浑象仪，还有刻漏、沙漏、香漏、日晷等等。

朱由检对这些计时仪器不怎么了解，但他还是点头，向牛金星等人道：

“凡是能用于精密计时的，都可以在新钟楼旁边尝试制作。”

“但是新计时器的验收，要以能在船上准确计时为标准，它是为了以钟表法确定经度定的。”

“只能用在陆地上的，可拿不到悬赏。”

把标准明确下来，免得一些人造出大而无当的东西。

为了引导人们把精力放在钟表上，他还把自己听说过的钟摆、游丝、陀飞轮等概念，向众人道了出来。

一些后世机械表上显示的日历、月相等等，也被提了出来。

他希望大明的钟表工匠开动脑筋，把这些都造出来。把钟表的复杂程度上升一个台阶，带动精密仪器制造等行业。

为此他还提出了手表和表带，让钟表工匠制作更小巧的腕表，自己将来会亲自佩戴——

大明不但要制造巨大的四面钟，还要制造手表，把它缩小起来。

这让历局和钦天监的官员听到后，都认识到皇帝对钟表的看重。决定把更多的精力，放在这种计时器上面。

牛金星见皇帝这个样子，也提出了一种新钟表，认为在测量上更方便：

“臣以为除了造十二时辰钟表外，还可以造十时百刻钟表。”

“一日分为百刻，一刻再细分为十分刻，再细分为一百厘刻、一千毫刻。”

“这样一日就有十万毫刻，相比一日1440分钟、86400秒来说，计算更加方便。”

这是朱由检没有想过的，他虽然保留了天干纪时法，却没想过这么快就用到。这让他仔细询问道：

“这种钟表从来没出现过，它有哪些优点？”

牛金星见到皇帝感兴趣，急忙仔细解释道：

“使用这种钟表，可以把周天分为一百度，每度时差一刻。”

“陛下说赤道的长度约八万里，那么在赤道上相差一刻的时间，就是相距八百里。”

“相差一厘刻的时间，就是相距八里。”

“以此计算十度、二十度、四十度等纬线圈的长度，就能得出相差一刻的时间，距离有多少里。”

这让朱由检听得有些迷糊，因为在他的概念中，一周天就是三百六十度，怎么能按百刻分为百度？

但是大明的人，却没有周天三百六十度的固定认识，他们以前采用的一周天，是三百六十五度二十五分。

直到徐光启在当今皇帝的支持下，才改为周天三百六十度。把以前用的周天度数，直接扫进了垃圾堆。

周天百度的提出，其实是钦天监传统派的反击。他们用皇帝提出的天干纪时法，提出了这个概念。

借着牛金星这位皇帝宠臣的嘴，在这时道了出来。

牛金星极力诉说十时百刻的好处，向皇帝继续道：

“不止纬线圈可以分为百度，经线圈也可以分为百度。”

“这样一条子午线就有五十度，赤道到北极点，可分为二十五度。”

“每一度之间，相差都是八百里。”

“每一度分为一百厘，相差就是八里。”

“用这个办法计算距离和测量封地面积，可谓非常方便。”

用一个钦天监制作的地球仪仔细讲解，总算让听得一头雾水的朱由检略微明白过来。

虽然觉得这样有好处，也符合他保留天干纪时法便于计算的目的。

但是这样经纬度和时区就得重新划分，民间也要用天干纪时法，代替一直使用的地支纪时法。

这个变动实在是太大了，朱由检不知道什么后果，一时不敢擅改。

徐光启等人在旁边，对此更是激烈反对，认为这种方法从未用过，必然有很多问题。

最终，朱由检左思右想后，决定道：

“这种基于天干纪时法的经纬度，可以作为辅助。”

“待到将来完善后，再看能不能推广。”

让牛金星等人先制作天文仪器和天文钟，看看具体效果再说。

钟鼓楼天文台的建筑，也因此又多了一种。除了基于地支纪时法的四面钟等计时仪器外，还有基于天干纪时法的计时仪器。

牛金星等人没能达到目的，但是也不气馁。他们也知道这种变化太大，并没有想过皇帝立刻采用。如今只是提出来，发出声音显示他们有用而已。

受这个说法启发，朱由检还提出了计算纬度圈长度的任务，让徐光启等人推导计算公式。

至于经线圈的长度，则不需要再测——

因为他提出米这个概念的时候，就指出子午圈长度八万里、也就是四万千米。虽然可能有误差，却能按这个数字估算。

四万千米除以三百六十度后，一度之间相差大约111.111千米。

一度划分为六十分，一分之间相差大约1.852千米。

这也是后世海里的长度，以及船舶航行一节所经过的距离。

朱由检把这个数字道出，把节作为大明船舶速度的衡量标准。各种海图和经纬度地图上，同样以这个数字估算长度和面积。

钟鼓楼天文台的设立，还有经纬度和时区的划分，让大明的计时仪器和航海技术，向前稳步迈进。(本章完)


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