在天文計算表停刊之際：談日本海軍的水文事業

在天文計算表停刊之際：談日本海軍的水文事業

Masayasu Oi，日本國防學院前副教授 著

尚作仁船長 編譯

1.引言

令和4年末，「航海曆」、「天文測量簡史」、「天文計算表」和「天文位置確定圖」將停止，以下內容發佈在日本海上保安廳海洋資訊部的網站上。

日本海上保安廳每年出版的《航海曆》和《航海簡曆》是用來通過天文導航測量船舶位置的出版物，包括太陽和月亮的每日位置，以及每個港口的日出和日落時間。近年來，隨著GPS等衛星導航的普及，根據國際條約等，它們已經非船上必備的出版品，因此我們決定在目前正在出版的令和第4版結束時，停止「航海曆」和「航海簡曆」刊行。此外，隨著航海曆等的停刊，「天文計算表」和「天文位置確定圖」也將在令和第4年年底停產。如果您需要為航海目的進行天文計算，請使用英國和其他國家出版的航海曆。

對於普通公眾來說，如果GPS普及，這可能是理所當然的，但對於那些在工作中或實踐培訓中經歷過天文觀測(天文導航)的人來說，可以說這在某種意義上是一個令人震驚的事件。在一艘大洋航行的船上，他一定記得每天在黃昏時分查看「航海曆」選擇要測量的星體，用六分儀測量星體，並充分利用「天文計算表」中的各種表格找到位置線，確定自己船的位置。 這時，我參考了「米村表」進行加減法。 關於本「天文計算表」中彙編的「米村表」，給出了以下說明。

該表是海軍戰爭學院第19屆航海學生於 1920年(大正9年)，根據海軍中校末木中校的想法編寫的表格及其修訂和擴展版本。它用於同時計算天體的高度和方位角，以便在確定船舶位置時獲得相對於估計位置的位置線。

海軍對航海領域(稱為水文事業)的貢獻，可以通過海軍中校指揮官設計的「米村表」的存在來實現。在出版「米村表」的「天文計算表」停刊之際，我想介紹設計此表的米村末樹的《航海的故事》一書中的軼事，並介紹在米村末木50年後為海軍水文業務的創始做出巨大貢獻的柳奈立，並成為海軍水文事業的一部分。

2.天文導航和「米村表」的意義

首先，我們簡單解釋一下天文導航。 天文導航通過應用球面三角學和三維幾何來計算誤差圓，以找到自己的位置。 在某個時間從某個點看到的星星的角度是可以預先計算出來的，這在迄今為止每年出版的《航海曆》中都有描述。 然後，通過使用實際測量的角度，可以繪製一條位置線(實際上是一個大圓圈)，表示與推斷位置的偏差。 如果你越過這三條線，就需要確切的位置，而且基本思想自中世紀大航海時代以來就沒有改變過。不僅可以測量星星，還可以測量太陽和月亮。

測量角度(選自米村末樹的《航海故事》)

據說求解球面三角函數的公式不只有一個，位置線的計算有多達48種不同的求解方法。48個公式中的任何一個，都可以用來給出答案，但很多人都想出了一種用表格代替它的方法，這樣你就不必在航行中解決複雜的三角函數，所以有很多計算表。

在英國，有一張叫做「位置線表」的表格，它以每4分鐘(1度)計算一次天體到每個緯度和赤緯(天球上的緯度)的距離，因此您可以省去僅通過測量高度來計算的麻煩，但實際上有很多論文。在美國，有一種叫做「Samona Line Table」的東西，它也不花太多時間，但它仍然有非常大量的紙張。在這種情況下，1920年(大正9年)，日本海軍獨立創造了「小倉表」和「米村表」。

「小倉表」是由海軍水文部工程師小倉作為主任準備的，稱為「假設位置計算表」的表格。另一方面，如上所述，「米村表」是由當時的海軍戰爭學院教官米村中尉在海軍戰爭學院航海學生第19屆的指導下，設計和創建的稱為「估計位置計算表」的計算表。

無論您使用哪個表格，您都可以根據被測天體的高度計算您的位置(位置線)這一事實沒有區別。 原理就是簡單地取對數，用加法和減法代替乘法和除法，計算一下，然後再把它放在一起。 不同的是，「小倉表」有27頁的高度和30頁的方位，而「米村表」總共有39頁。這兩個表格的主要特點是與其他國家使用的表格相比，它們的頁數最少。不過，即使是加減法，也需要訓練掌握計算的基礎知識，從某種意義上說，它的精度可以說是適合日本的。

這兩種類型的表格和其他輔助表格合併為一卷，並於1920年(大正9年)出版了「新高度方位表」。 在日本，所有在此之前使用的外國出版的測算表都被廢除，而這個「新方位角表」被使用。 當時有來自英國書店的訂單，1924年(大正13年)，經過一些修改後編纂了英文版，在日本和英國出版。這很快就在海外聲名鵲起。

然後，在1942年(昭和17年)，「米村表」略有修改，「小倉表」被刪除，作為「天文計算表」出版。 關於為什麼刪除「小倉表」 似乎有多種說法，但人們認為這是減少頁數並尋求最低必要體積和重量的結果。

順便說一句，創造「米村表」的海軍軍官 Sueki Yonemura 是一位晉陞到海軍中將軍銜的人，從1925年(大正14年)到1930年(昭和5年)的五年時間裡，他擔任水文局局長一職，這被認為是航海部的最高級別。米村在任的5年裡，致力於修復被1923年(大正12年)關東大地震摧毀的水文部辦公樓(包括他擁有和保存的海圖和水文雜誌)，據說他試圖以學術知識為基礎改造該部門的人員並提高其技術。他親自參加了1929年的國際海道測量會議並處理了相關問題。他還出版了一本名為《航海故事》的書，並在向公眾傳播航海領域的知識方面發揮了重要作用。

Sueki Yonemura(選自《日本水文史》)

在他的書中，米村強調了計算日本「航海曆」(當時稱為「航海年表」)的重要性，以及擁有大炮和魚雷的重要性。由於天文導航是戰時在海洋中作業的艦隊尋找自身位置的唯一手段，如果依賴外國，如果在緊急情況下切斷供應，那將是一個生死攸關的問題，因此海軍制定了「航海年表」作為應急措施，應該作為國家項目實施。

此外，在《天文計算表》中還有一個修改後的表格，有一個太陽高度角修訂表，從6度~ 0度。這個修訂表是日本獨有的，由於太陽光線進入空氣層並發生彎曲，因此針對6度或以上的情況提供了單獨的修正表。這個修改後的表是米村在從日本到澳洲往返航行，從橫濱向西環遊世界，並通過巴拿馬在每個大洋中驗證後完成的。

米村擔任水道部部長時，他制定了第一任水道部主任柳於1871年(明治4年)制定的工作方針(創始方針) (米村是第17代)。方針指出:「一切水文事業都要按照海員精神進行，不能完全仰賴雇用外國人，而應有選擇地利用國外學的術技術和自身的技巧來改進和進步。」根據這一政策，柳從明治2年到1888年(明治21年)在大約20年的時間裡，一直處於海道測量業務的頂端，並發展了海軍的水文事業。

3.海軍水文歷史

據說日本最古老的海圖是一位外國人於1650年繪製的日本周邊海域地圖，它顯示了從伊豆群島到北海道海岸的海深。後來，從1768年到1779年，英國的庫克船長進行了三次偉大的航行，考察了各地的海洋。他在第三次航行中還沒到達日本時，被夏威夷的土著殺害，但一個名叫金船長的人遵從了他的意願，於1779年測量了堪察加半島、千島群島和陸中宮古附近海岸的經緯度，然後進一步向南前往銫子海岸和馬尼拉。這項測量使日本海岸在英國海圖上名列前茅。此外，八重山群島的海圖於1845年由皇家海軍勘測和出版，而美國則在1853年至1855年佩里來到日本時，詳細測量了琉球、伊豆七島、下田和東京灣，然後出版了精確的海圖。

佩里勘測並於1853年出版的沖繩瀨名灣海圖(摘自《航海故事》)

據說俄羅斯甚至更早就測量了千島群島和北海道。然而，日本在明治時代之前，並沒有足夠的海圖可供它們航海，儘管它們已被包含在外國測量和發佈的海圖中。

日本測繪的第一張海圖是1862年(明治2年)，由江戶軍艦訓練中心的教官福岡久右衛門和其他10人組成的測量隊，通過實際測量尾張、伊勢和志摩的海灘而繪製的。此時參加測量會的是柳，他當時是津氏的一員。

柳楢悦(『日本水路史』より)

1855年，德川幕府在長崎建立了海軍訓練學校，來自荷蘭海軍的教官開始教授現代海軍技術。此時，不僅有幕府的學員，還有各地藩主領域的學員參加，柳等津域的12人接受了訓練。先前柳已經在學校學習了數學，掌握了算術和地質技術，並且使用了用於天文觀測的六分儀進行測量，因此他很容易理解荷蘭老師的教學內容。柳在海軍訓練學校完成學業後回到了藩主領域，並在幕府提出第一個測量小組時翻譯荷蘭航海書籍。

此後，時代變遷，明治維新後的1869年(明治2年)，時任軍務部海軍部部長的河村住吉開始設立水道部，邀請柳加入明治政府，並任命他為兵部委員，負責實際的水文測量工作。入伍後，柳在負責水道工程的部門工作，在海軍下設水道測量局和水道測量部時，他始終處於該組織的最高層。最初，柳提議從英國購買所有必要的設備，例如航海曆和測量儀器。在柳的領導下，海軍設立了四個部門：海圖製作、儀器測試、海岸測量和天文觀測。

海圖及水文誌製作

海道測量局成立後，首要任務就是協調提供海圖。當時，海軍急需組織完善和艦艇建設。他們需要獲得操作船隻所需的海圖，但由於他們無法自行測量和提供這些海圖，因此他們允許外國船隻測量日本海岸，並出版外國版本的海圖和參考書目。隨後，他獲得了英國海道測量部出版的英國海圖和詹姆斯·伊姆利公司出版的海圖，並將其提供給他的船隻。另外，1873年(明治6年)河村(擔任大輔，相當於海軍副大臣)訪問歐洲時，訂購了2427張英文海圖和99本航海書籍，並於同年11月獲得。

儀器測試

檢驗和供應海軍部船舶必須配備的測量儀器，包括經線儀、指南針、距離計、探空儀器、六分儀、望遠鏡、氣象觀測設備、製圖工具等。主要致力於購買國外製造的測量儀器、進行配置，並自行製造簡單儀器。此外，在1920年(大正9年)，根據該表創建了「船舶測量儀器常數表」並分發給每艘船，從1923年(大正12年)開始，測量儀器和海圖被完成並提供給船舶。

海岸測量

1869 年(明治2年)和1870年(明治3年)，與英國軍艦西爾維亞合作，軍艦「春日」號對瀨戶內海進行了測量，但只完成了原始地圖，沒有作為海圖出版。之後，海軍對釜石港進行了測量，並於1871年(明治4年)將其作為海圖公佈。 據說這是日本製作的第一張海圖。 此後，水文部對日本領土的整個海岸進行了測量，並於 1917年(大正6年)完成了對大東島的測量。

釜石港海圖(摘自《航海故事》)

天文觀測

1878年(明治11年)，柳收到「被派往英國和法國作為天文台觀察員」的命令，並前往視察外國的現狀。因此，我們從各國的天文臺獲得了許多好處。在奧地利，他收到了一本關於天文臺建築的書，一本關於金星運行軌道的書，在荷蘭，他收到了一篇關於天文臺建立的文章，在法國，他收到了一張太陽的照片，在德國，他收到了一本關於天文臺頭部的書，等等，並要求他測試他訂購的儀器，以及一本關於子午線觀測的書和一張恆星根數表。在英國，他在各地的天文臺上接受了培訓，並得到了很多收穫，比如收到了一本關於指南針測試的書。

作為這些訓練的結果，柳提倡天文和氣象觀測的必要性，並被任命為海軍的負責人。天文觀測台於1874年(明治7年)在麻布完工，然後柳前往歐洲。該設備在美國和英國購買和維護，並於1878年(明治11年)觀測到日蝕。在氣象觀測方面，1880年(明治13年)在長崎和兵庫縣建立了觀測設施。 然而，柳於1888年(明治 21年)辭去水文局局長一職後，天文觀測被轉移到文部科學省，氣象觀測被轉移到內務省(氣象廳)。 然而，海軍繼續負責觀測工作，以測量導航和測算航海曆(航海年表)及經線儀(安裝在船上的精確時鐘)的誤差。

麻布的海軍觀測台(摘自《日本水文史》)

4.向歐洲派遣軍艦「精機」和水文訓練

作為海軍水文業務的具體例子，我想介紹一下它與船舶的關係。一個很好的例子是1878年(明治11年)的「精機」號航行，當時第一艘軍艦被派往歐洲，我將介紹其中的一些事蹟。

如上所述，河村於1873年(明治6年)訪問歐洲時，他訂購了2,427張英文海圖和 99本水文誌，這些海圖於同年11月獲得，並提供給每艘船。 水文圖和其他資料來自蘇伊士運河、地中海和其他水域，這些水域沒有供應給船隻，因此存放在水文局的書籍是「精機」載回的。 共有16卷，包括「英國沿海水道誌」、「1868 年地中海水文誌」、「1873年紅海水道雜」和「蘇伊士運河航行條例」。

從1878年(明治11年)開始的一年零三個月裡，「精機」被派往歐洲進行實務研究。 它旨在進行一般水文測量，但只有行動大綱，所有實施細節，均由上尉(井上佳光)自行決定。 按照這個大綱，「精機」遊歷香港，穿越蘇伊士運河和直布羅陀海峽，走訪了歐洲國家(義大利、法國、西班牙、葡萄牙、英國和土耳其)。 此時的歐洲航行得到了一位名叫Ichiro Itsuki的副長的支援，他在英國軍艦上學習和工作了五年，但毫無疑問，水道測量局出版的海圖和水文誌發揮了重要作用。

附屬於《水文誌》第27期(海軍海道測量局，1883年7月)

此外，海道測量部以訓練為由，派出兩名助理中尉(Shigego Miura 和 Wenbin Seki)登上「精機」號。這兩名軍官擔任領航員，為安全航行做出貢獻並收集有關航行的資訊。回國後，兩人應井上上尉水道測量課主任的要求，繼續在「精機」號工作了三個月，整理了與航海有關的所有事務，特別是通過蘇伊士運河等重要的航海記錄，並將其帶回了水文局。這項工作的結果在1883年(明治16年)出版的《水文誌》(第20至第30期)上發表了11次，至今仍可在國立國會圖書館查閱。

西西里島東海岸的景觀，摘自《水文誌》第24期(海軍水文局，1883年7月)

當「精機」靠泊英國港口時，柳拜訪了「精機」，因為當時他人在英國。這在《精機》的日誌中也記載: 6月26日，當該船進入英國普雷茅斯港時，柳、鈴木金藏二等三名日本國民上船。如上所述，柳是來英國視察天文臺，而鈴木二等秘書則從倫敦公使館來到了「精機」號。

因此，在1878年(明治11年)，即內戰後的第二年，當海軍的軍艦被派往歐洲一年多時，水文部派遣了兩名軍官提供必要的海圖和其他材料，以促進航行安全，並帶回從長途航行中獲得的資料。 隨著明治11年向歐洲派遣「精機」和柳出差歐洲，海軍從海外獲得了大量資訊，並在水文業務方面取得了長足的進步。

5.海軍水文業務的國產化

1906年(明治39年)，即日俄戰爭後的第二年，日本開始創建天文計算所需的「航海曆」(航海年表)。 不過，與天體位置有關的部分，則以英文版的天文曆為主，水文部門只估算了一部分的時間，例如潮汐時間和日月出沒時間。 隨後，由於第一次世界大戰的影響，原始文件的獲取被推遲，因此決定於1819年(大正8年)在日本進行測算。目標是1825年(大正14年)之後的航海曆。然後，1820年(大正9年)創建的「新高度方位表」開始使用。

此外，隨著大東島的測量，1917年(大正6年)完成了海圖的製作，並有可能是在日本創建它們。此外，從1920年(大正9年)開始，為導航設備準備了「船舶測量儀器常數表」，並以此為基礎開始分發到每艘船，從1923年(大正12年)開始，測量儀器和海圖被整合並供應給船舶。就這樣，柳的創始方針「一切水道建設都要以海員精神為基礎，不能完全仰賴僱用外國人，而是要有選擇地利用外國學術技術和我們自己的技術來改進和進步」得到了忠實的實踐，在此後50年的時間裡，日本國內水文事業取得了長足進步。

1923年的關東大地震(大正12年)就是在這種情況下發生的。地震摧毀了海軍水文部大樓，並失去了大部分重要資產，包括原始海圖和水文期刊。正是Sueki Yonemura通過宣導上述Yanagi的工作政策來恢復這一點。

6.結論（來自米村的軼事）

米村在關東大地震後開始了環球航行，然後被任命為水文局局長。從1924年夏天到1925年，他的軍銜是上校。米村將此描述為「學習現代的航海藝術就是過去的武術，他去歐洲和美國以武士的身份進行訓練，自命不凡地模仿宮本武藏和荒木又右衛門。

行程如下：橫濱→倫敦(日本郵船箱崎丸)、倫敦→蘇格蘭(英國艦艇：皇家斯科特和皇家海軍戰列艦)、漢堡→南安普敦(德國輪船：德國泰爾蘭)、那不勒斯→紐約(法國輪船：Dense)、紐約→巴拿馬→舊金山市(美國輪船：President Garfild)、就金山市→橫濱(東洋汽船：Ginyo Maru)。 在航行過程中，他被允許爬上任何船隻的駕駛台上練習航海藝術，他說：「這確實是一次快樂愉快的海上之旅，在學習方面沒有東方或西方之分。

他當時的印象是，英國海員受過良好的訓練，似乎天生就有航海的天賦，德國船隻的軍官紀律嚴明，法國船長經驗豐富，軍官在天文測量方面很精確，美國船隻的軍官受過良好的教育。 雖然有一些東西需要學習，但從船舶運營的角度來看，日本海員並不比這些人高人一等。另一方面，外國船隻裝備精良，可以進行社交和娛樂，並以娛樂的方式度過白天和黑夜。日本的劣勢在於，船長和船員也在為乘客著想而努力工作。 但由於種族、國情、風俗習慣的差異，沒有必要什麼都模仿，但你可以看到在日本船上的海上旅行是痛苦的，而在外國船隻上是愉快的。 他還表示，在海洋發展方面，前景廣闊的日本應該對其進行修改。 可以說，這種感情一直傳到今天。

這則軼事讓我們得以一窺米村作為航海專家的觀點，不僅在軍艦上，而且在民用船隻上，以及他認為日本的未來在很大程度上受到海洋發展的影響，無論是軍用還是民用。此外，「航海曆」、「天文觀測曆」、「天文計算表」和「天文位置確定圖」的停刊並不意味著天文觀測(天文導航)將不可用。雖然需要獲得英國出版的航海曆，但很容易獲得《天文計算表》作為二手書，天文位置確定圖也可以列印或複製。事實上，如果GPS在海洋中出現故障或衛星的無線電波由於干擾而無法接收，唯一的備份就是天文觀測。在令和元年第二年的海上自衛隊遠洋訓練巡航中，當時被稱為「大航海時代」的指揮官表示，從離開夏威夷開始，作為訓練官，天文觀測訓練的最後一步，GPS被關閉，訓練僅通過天文觀測來進行定位。 這是感性的，但我希望這種嘗試會繼續下去。