今晚，一起觀星吧！

你們有沒有想過，古代人們是怎么觀星的？

天文對航海乃至人類發(fā)展又有什么重要的意義？

中國航海博物館告訴你答案：

在沒有現今先進的“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，又有哪些常用的計時儀器？

這些問題也都離不開今晚的主角——“天體”。

以“天”定“緯”

▲ 英國制黃銅星盤

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，將其改為一種簡單的航海儀器，用于測量陸地的緯度和船在海上的位置。航海星盤由一根可轉動的指針固定在一個木盤（或金屬盤）的中心，盤上的圓周標有度數。

▲ 航海星盤使用示意圖

使用時將星盤懸掛成鉛直，零度標記與水平面齊平，移動指針指向要測量的天體，即可測出天體高度，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。

直角象限儀是一個用硬木制成的直角圓弧板，圓弧劃分90度；一條直角邊下設有瞄準器，用于瞄準天體；直角頂系有一根線，線下系有鉛錘，用于指示度數。當直角邊與觀察對象成一線時，垂線所指度數即為所求高度。直角象限儀只適合于風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直桿上；短桿可在長桿上前后移動，上下兩孔可分別看到地平線和天體。

1595年，英國約翰·戴維斯發(fā)明了反向天體高度觀測儀，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、十字測天儀等需直接目視天體的缺點。

▲ 十字測天儀 和 英國制反向高度儀

1730年美國T?戈弗雷和英國約翰?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，其測角范圍可達90°。

▲ 八分儀的構造、使用示意圖和原理示意圖

▲ 八分儀

1757年，坎貝爾船長以八分儀為基礎，將測量范圍擴大到120°，稱為六分儀。其后六分儀的測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：指標鏡 B：地平鏡 c:望遠鏡 D：指標臂 E:刻度盤

▲ 六分儀原理示意圖

使用時﹐觀測者手持六分儀﹐轉動指標鏡﹐使在視場里同時出現的天體與海平線重合。六分儀的特點是輕便﹐可以在擺動的船舶上觀測，缺點是陰雨天不能使用。

▲ 六分儀

從星盤、直角象限儀、十字測天儀到反向天體高度測量儀，再到八分儀、六分儀，測量緯度的航海儀器不斷精進，緯度已可以被精確地測定。**但直到17世紀，精確測定經度的問題仍未解決。

1675年，英國查理二世在格林威治創(chuàng)設皇家天文臺，目的即在于確定的各地的經度。1714年，英國政府提供兩萬英磅獎金，以征求一種既精確又實用的確定經度的方法，而且成立了經度委員會（Board of Longitude）專門研究其應用。

精確測定經度的關鍵在于精確測量時間。

唐代學者孔穎達在注疏《尚書》時對“文明”這樣解釋:“經天緯地曰文，照臨四方曰明”。在天地間，能發(fā)現時間和空間的標準，人類的時代就向前邁進了一大步。