2-48 大地是圓的

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    陳天興被安置在欽天監的一座偏廳之中,趙維和他們一路走來,聽得欽天監官吏與何太醫的交談,大致明白了事情的經過。

    據欽天監的人說,這陳監正一個月前不知因何緣故,突然變得沉默寡言,每天神神叨叨,經常把自己一個人關在屋子裏兩三天,下麵的人送進去的飯菜也沒怎麽吃,出來之後也隻會去觀星台,而且總是帶著一遝紙,也不知道上麵寫的些什麽,他從未讓人靠近過。越到後麵,脾氣越發地古怪起來,曾有人從窗口看見他握著筆,對著剛剛寫完的紙仰天大笑,隨後發瘋一樣地把一堆宣紙撕碎,大家都覺得監正怕是中了邪。

    到了欽天監,何太醫進入內室為陳天興診脈,把無關人員擋在了外麵,趙維也沒能入內,就和欽天監的官吏交談了解事情的前因後果。

    另一官吏說道,四日前,禮部尚書常衍來到欽天監,見到陳監正這模樣,同他爭吵了半個多時辰,爭吵的內容這人不是很清楚,但常尚書好像並不是因為陳監正頹廢的模樣責罵於他,因為監正是拉著尚書密談了將近一刻鍾,兩人才吵起來的,吵到最後,兩人甚至都動手了,常衍撕掉了陳天興好一部分稿紙,氣得他渾身發抖。在常衍離去之後,陳天興將所有人趕出房門,又一次把自己一個人關在裏麵,手下人但凡與他搭話的也都被他嗬斥。直到今日早晨,打掃庭院的小吏聽得房間內瓷碗摔碎、桌椅翻到的聲音,連忙叫人撞開房門,才發現陳天興口吐鮮血,倒在地上不省人事。

    正說著,何太醫從內室出來,趙維立馬迎上去問道:“太醫,監正的情況如何?”

    何太醫皺著眉頭,說:“眼前倒是沒什麽大礙,心氣鬱結,加上過度勞累,五髒六腑一時承受不住,適才我已對病人用過針,再開一副舒氣活血的方子,給監正調理調理,不久便能醒轉過來,隻是……”說到這,何太醫停頓了一會兒。

    “隻是什麽?”

    “太子殿下,這藥石醫病難醫心,心病還需心藥醫!”何太醫說,“患者的病根在心裏,解不開這心結,監正終究難以完全恢複……”

    欽天監的官吏恭敬地送走了太醫,趙維獨自坐在堂中,反複思考著官吏適才的話,陳天興最近性情大變,定是受了什麽刺激,與禮部尚書的爭吵應該隻是推波助瀾,而不是根本原因。於是,趙維起身去到陳天興平時把自己一個人關起來的工房中,撿起地上被撕碎的宣紙來查看,他覺得,陳天興的心病一定在這些用過的宣紙之中。

    杏子也跟在趙維的身邊,這些已經被寫寫畫畫的紙被陳天興撕得很是淩亂,不同的紙上畫著不同的圖形,主要以一個一個的圓和橢圓居多,有些圓圈的圓心之間有連線,有些又是角度標識。幸好,陳天興隻是把它們撕碎,而沒有縱火焚燒,可能是擔心房子會被點著罷……趙維叫來幾個欽天監的官吏一同整理,費了整整兩個時辰,才整理出個大概。

    第一張被完整複原的圖出來了,趙維拿過來一看,圖上方有個小圓圈,下麵一條橫線,中間有3條以圓心為出發點引向橫線的連線,中間的一條連線與下方橫線是垂直關係,每條連線與橫線之間形成的夾角還用天竺數字標注了長度和角度,像地麵上撐起來一個支架,支架上頂了個球,但是隻有角度有單位,長度隻有數字標注沒有單位,趙維也無從知曉下方橫線上標注的350是厘米還是米。

    後麵又有幾張拚好的圖拿到趙維麵前,其中一張,下方一段圓弧,圓弧開口朝下,圓弧上畫了幾條切線,每一條切線切點的位置有一條豎線,幾條豎線相互平行,和第一張圖一樣,長度隻有單純的數字……

    直到最後拚出了一張最大的圖紙出來,圖紙中間偏右的位置是兩個同心圓,大圓的圓周等分為8份,上麵均勻分布8個小圓,每個小圓都有個箭頭指向圓心,止於同心圓的內圓圓周上,圖紙左側幾條帶箭頭的平行線,指向右方。這張圖一拿到趙維麵前,趙維突然就覺得好眼熟,好像在哪兒見過,再看8個小圓圈,每個小圓圈旁邊有不同的符號,最左邊是個黑色圓點,最右邊是個白色圓圈,上下兩個符號也是圓,隻不過都是左白右黑……

    “我想起來了!”趙維騰地一下站起來,把在場所有人都嚇了一跳,他也一下子反應過來“想起來”這話用詞不當,於是立馬說:“呃,不……我的意思是我好像明白這張畫的是什麽了!”

    趙維確實想起來這張圖他在哪兒見過了,在小學的自然課的課本上,講月相的那一篇裏,就畫了這麽一張圖,同心圓的內圓是地球,外圓是月球運行軌跡,外圓上的8個小圓是月球的不同位置,左邊的平行箭頭代表太陽光,8個不同的符號指的是月球不同位置時地麵上看到月亮的不同形狀,也就是月相!趙維深吸了一口氣,真想不到,陳天興竟然已經解出了月相形成的原因,人才啊!

    明白這是月相圖之後,趙維才想起來,他走進欽天監大門的時候,看到觀星台上那個像個炮筒一樣的東西,難不成是一部天文望遠鏡?

    “觀星台的那個架子上是什麽東西?”趙維問。

    一個小吏答道:“回殿下,那是觀星鏡。”

    “觀星鏡?”

    “是,這觀星鏡是我們監正去年找將作監做的,可費了不少功夫!”

    “哦,是這樣。”前幾天趙維碰到公孫誨,聽他提過一嘴,公孫誨向趙維抱怨,自從趙維要他們做單筒望遠鏡之後,將作監就一直沒個停歇,欽天監也來找他做鏡子,大小不一,大的兩尺直徑,小的兩寸不到,而且不要銅鏡要銀鏡,不要平的,專門要打成凹麵的,但是凹麵的要求又苛刻,也不知是做甚麽用?去年花了整整兩個月才給他磨好……看來自己前腳離開臨安,欽天監後腳就來訂製反射式望遠鏡了,這望遠鏡和趙維當初要的透鏡式單筒鏡完全不同,設計肯定少不了天機院主持,可天機院卻沒有一個人跟他稟報過!

    得虧是欽天監保密意識向來很強,否則技術泄密不是開玩笑的。趙維從不擔心火炮會不會泄密的問題,即使蒙古人拿到了圖紙,沒有足夠的生產工藝和設備也是白給,可望遠鏡就不一樣了,這種反射式望遠鏡,幾塊凹麵的銅鏡就可以做出來,加工沒什麽難度,隻是一個思路的問題而已。

    其實這也不奇怪,欽天監和天機院來往不少,天機院在編撰《三談集注》的時候,對光學內容老早就翻譯好了,這陳天興的眼光還真獨到,腦子還挺活泛!隻是令趙維吃驚的是,陳天興隻借助一台望遠鏡,用了半年的時間,就解析了月相的形成原因,這表示他需要一步步突破“天圓地方”的固有思維,首先把地麵、太陽和月球都當做球體來考慮,其次還要認識到月球的光來自於太陽,然後要正確意識到是地球繞著太陽轉,而不是太陽繞著地球轉……這得突破多少難關和阻礙?難道,這就是他的心病所在?

    下午時分,一位少監來報,說監正已經醒過來了,趙維立刻過去,陳天興半躺在榻上,雖是醒轉過來,仍然麵容枯槁、雙目無神,趙維與他寒暄了幾句,他卻對此前的事情閉口不提。臨了,趙維起身:“既然監正什麽都不想說,那本宮先行告辭了,改日有空,再來探望!”

    “傷病在身,請殿下恕臣難以起身相送!”

    “你躺著吧……”趙維走了幾步,忽然站定,回頭再看向陳天興,臉上帶著十分真誠的微笑:“陳監正,你相信咱們腳下的大地是圓的嗎?”

    “啊?”陳天興被趙維這突然一問問蒙了,等他回過神來,趙維已經走遠。

    ……

    當晚,趙維回到東宮,立刻吩咐紫蘭準備紙、炭筆、尺規,然後將所有人請出了書房,獨自一人拿出了很久沒用過的手機,打開百科大全,找其中關於天文學基礎的內容,從日常現象開始,一步一步引導和演算。首先論證了大地是個球這個最基礎的事實,再根據趙維看到的陳天興畫的第一張圖(那是欽天監派人分別在鄂州府、廣州、臨安等地,挑選同一天正午時分測量的結果):地球上取不同位置的兩個點,立起同樣長度的竹竿,比較同一時刻在地麵的影子長度差異,引用《三談集注》中光學的一章“太陽光是平行光”這一結論,得出同一時刻地球上不同地點的太陽光照角度,結合記錄兩地距離,通過三角函數即可大概推算出地球的半徑!趙維記得很清楚,地球是個兩極略扁、赤道略鼓的橢球形,赤道半徑和極半徑相差好幾十千米,一般來說,地球平均半徑取值是6371千米,考慮到測量數據經緯度上的誤差,趙維根據欽天監測量的數據計算的結果是,地球半徑6000千米到6500千米之間。

    之後,同樣還是依據陳天興長期觀察的結果,得出地球圍繞太陽作周期性繞轉的結論,並且繞轉一圈正好需要一年的時間!地球上晝夜更替則是因為地球自轉所致,自轉速度一圈一天!月球圍繞地球公轉,一圈是28天多,基本等於一個月的時間。這樣也就對應了陳天興得出的月相圖結論。

    趙維還不滿足於此,接下來才是大招!

    既然大地是個巨大的圓球,那麽如何解釋人們踩在球上不往下掉,這就是個難點,也是陳天興尚未解決的問題。天機院研究力和速度的時候,通過實際測量發現,不同重量的鐵球,從同一高度自由下落,落地時間總是一樣的,打破了人們以往認為的重的物體下落速度快的概念,那些下落緩慢的是因為空氣阻力的作用而已,由此正式確定了重力加速度的概念。

    趙維此時直接大膽假設,地球上的所有物體,包括人在內,都受到地球的吸引力,這個吸引力隨時指向球心,所以在地球表麵的任何地方,所謂的“下方”,都是地球球心的方向,而不是絕對的“下”,因為地球引力的作用,所有物體天然都有指向球心的重力,所以住在地球“下方”的人才不會“往下掉”。大家都受到同一個地球的吸引力,所以重力的大小直接與自身質量成正比,這個比值就是重力加速度,根據天機院的測量結果,重力加速度基本等於10米每二次方秒。

    他用了一個通宵的時間,把陳天興的觀測結果和假設總算連城一整塊了,第二天一早,就吩咐史昂,把這一堆圖紙親手交給陳天興,但願這些東西能夠引起他的興趣,激發他繼續研究下去的動力,說不定,陳天興能成為中國的伽利略……不!有趙維在,他的成就比伽利略還要高!(www.101noveL.com)