一行(673~727),本名張遂,河北巨鹿人,唐代著名的天文學家。
一行自幼聰穎過人,有過目不忘的本領。他去元都觀拜見博學多聞的道士尹崇,尹崇借了一部西漢揚雄所作的《太玄經》給他看。《太玄經》是一部文詞艱澀、內容隱晦的書,一般人很難看得懂。隔了幾天,一行便把這部書交還尹崇。尹崇以為一行是覺得這部書實在太玄了,看不懂,所以就趕快還書。但當一行拿出他的讀書筆記請教尹崇時,尹崇驚訝不已,他對一行的聰明才智讚不絕口,並向外宣揚一行的學問,從此一行就以學識淵博而聞名於長安。
唐玄宗時,一行受命編寫新的曆法。他準備開始觀測天象的時候,發覺當時所用的天文儀器都已經陳舊腐蝕,不堪使用。他便立刻重新設計,製造了大批天文儀器,還在世界上第一次組織了大規模的子午線長度測量工作。
製造渾天銅儀和黃道遊儀
在修訂曆法的實踐中,為了測量日、月、星辰在其軌道上的位置和掌握其運動規律,一行與梁令瓚共同製造了觀測天象的“渾天銅儀”和“黃道遊儀”。渾天銅儀是在漢代張衡的“渾天儀”的基礎上製造的,上麵畫著星宿,儀器用水力運轉,每晝夜運轉一周,與天象相符。還裝了兩個木人,一個每刻敲鼓,一個每辰敲鍾,其精密程度超過了張衡的“渾天儀”。“黃道遊儀”的用處,是觀測天象時可以直接測量出日、月、星辰在軌道的座標位置。一行使用這兩個儀器,有效地進行了對天文學的研究。
測量子午線
724年(開元十二年),一行修改舊曆法的準備工作已經完成了許多,於是開始著手測量子午線的長度。一行的測量工作以河南為中心,北至內蒙古,南至廣州以南,廣泛收集數據,以求測出當地北極星的高度和冬至、夏至、春分、秋分四天正午時日影的長度。河南周邊的那些測量點,由太史監南宮說帶隊測量,測量的重點是滑縣、浚儀、扶溝、上蔡四處的數據。
這次測量跨度大,時間長,一直到兩年之後,各種測量數據才陸續彙集齊。一行和南宮說立即投入了複雜的計算。他們終於算出了:北極星高度相差一度,南北間的距離就相差351裏80步,折合成現在的距離就是129.22千米,這正是子午線一度的長度。
一行測量子午線,是一項規模宏大的係統工程,為後來的實地測量和天文學奠定了基礎。世界上所有的科學史研究者都認為,這確實是一次富有創新精神的科學活動,給予它極高的評價。
製定《大衍曆》
725年(開元十三年),一行開始編曆。經過兩年時間,寫成草稿,定名為《大衍曆》。《大衍曆》是一部具有創新精神的曆法,最突出的表現是它比較正確地掌握了太陽在黃道上運動的速度與變化規律。自漢代以來,曆代天文學家都認為太陽在黃道上運行的速度是均勻不變的。一行采用了“不等間距二次內插法”推算出每兩個節氣之間,黃經差相同而時間距卻不同。這種算法基本符合天文實際,在天文學上是一個巨大的進步。
不僅如此,一行還應用內插法中三次差來計算月行去支黃道的度數,還提出了月行黃道一周並不返回原處,要比原處退回一度多的科學結論。《大衍曆》對中國天文學的影響是很大的,直到明末的天文學家們都采用這種計算方法,並取得了好的效果。