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发布者:wanglei 发布时间:2019-5-20 阅读:604次 
世界最早天文仪器,发明者中国宋代苏颂,领先科技九百年举世闻名

在中国历史博物馆里,陈列着一座根据原始实物复制的能用多种形式来表达天体时空运行,既能表示天象又能计时的大型天文仪器,它的名字叫“水运仪象台”。这座受到国际上高度评价、蜚声中外的“水运仪象台”,是世界上最早的天文钟,是后来欧洲中世纪天文钟的祖先,它的主要设计、制造者,是宋代的苏颂。

苏颂,字子容,泉州(今福建)人。他精通天文学和药物学,对金属冶炼,特别是“灌钢”的冶炼有精深的研究,是一位卓越的科学家,也是一个心灵手巧、才智出众的巧匠。北宋时期,在农业生产发展的客观要求下,天文学发展到了新的高峰。苏颂就是适应客观形势的需要,带领吏部的韩公廉、太史局的周日严、生员袁惟几、学生侯永和等人,经过精心研究,通力协作.于宋哲宗元祐三年(公元1088年),在汴京(今河南开封)制造成功“水运仪象台”,完成这一重大科学技术发明。

水运仪象台,是一座利用水轮为原动力来带动各样仪器运转的自动化天文钟。苏颂认真吸收了汉唐以来我国天文学的优秀成果,充分利用了北宋时代民间丰富、高超的机械制造技术,因此,“水运仪象台”制造得巧夺天工,奇妙异常。它利用复杂的机械构造,十分巧妙地使机械的运动保持一定速度,与天体的运动相一致,并通过几组机械的转动,表达了天体时空的运行。整个仪象台高三十五尺六寸五分,宽二十一尺,是一座正方形上狭下广收分的木均建算。全台分为上、中、下三层。

在下层,苏颂主要设了四组装置:一組是由升水下轮升水下壶、升水上轮、升水上壺、河车以及天河三的要水机械,苏颂通过转动河车,把水由升水下轮逐級提开入到“天河”(受水槽)中。一组是由天池(水槽)和平水童(水槽)组成的“调滴漏”式装置,在平水壶的上口处,苏颂安袋了泄水管,这样,就能使平水壶经常保持一定的水位,平水壶下端出水口就能保持恒定的流量。一组是直径十ー尺,由三十六个水斗和钩状铁子组成的水轮,称为枢轮,它是全台机械结构的原动轮,由水力推动。在枢轮顶部,苏颂安装了一套与现代钟表里面的“摘器”具有相同作用的杠杆。在枢轮下画,苏设置了一个水壶,并用水管將退水壶和第一组装置星的升水下童相注,这样,周而复始,水流循环一周泄水槽又成了水源了。

当枢轮水斗注满一斗的时候,它的重量使枢权失去平衡,枢轮就向下转动,由于左右天锁的擒纵抵拒的作用,枢轮每注满ー斗水,只转动一个水斗。枢轮运转的速度是由漏壶的流量决定和由格又、枢衡等一套擒纵器控制的。枢轮则通过几组齿轮使计时仪器和天文仪器分別按一定的速度运转。

一组是名叫昼夜机轮的计时仪器装置。它是由五层木阁、一百五十八个身穿、紫、绿三种颜色衣服的木人和四十四个手臂能活动、能分別敲击钟、鼓、铃、钲 (音zheng又名“丁宁”,是一种形似钟而获长、有长柄可执的古代乐器)的木人组成的。第一层木阁是昼夜钟鼓轮,苏颂在轮上安装了起凸轮作用的三个不等高的小木柱,可按时拔动三个木人的按子,拉动木人的手臂,一刻钟木入打鼓,时初摇铃,时正敲钟;第二层木阁是昼夜时初正轮,苏颂在轮边安装上了二十四个司辰木人,表示十二个时辰的时初、时正,相当于二十四个小时,随着轮子的转动,每过一小时,轮上的二十四个木人中就有一个出现在这层木阁的门前第三层木阁是报刻司辰轮,苏颂在轮边安装上了九十六个司辰木人,每过一刻钟,这层木阁的门前就出现一个木人;第四层木阁是夜漏金钲轮,可以随着木轮的转动拉动木人的手臂,按更击钲报更数,并可按季节进行调整来适应昼夜长短的变化;第五层木阁是夜漏司辰轮,苏颂在轮边设了三十八个司辰木人,木人的位置可以按节气变动,从日入到日出按更筹排列。

在水运仪象台的中层,苏颂安置了一座浑象。浑象是个球体,在球面布列天体的星宿位置,苏颂把它和下层中的昼夜机轮轴相连接,随机轴由东向西转动,和天体运动样,使得球面星座位置和天象相一致。在水运仪象台的上层,苏颂设了一座观察天体运行的浑仪,通过齿轮把它和下层的枢轮轴相连接起来,使它也能随天球转动。同时,苏颂又创造性地在浑仪的第二重仪器中增设了“天运单环”,使浑仪能随枢轮运转。在浑仪的顶上,苏颂又巧妙地覆盖了一个活动板屋,它的九块屋面板在观察天象时可以拿掉,仿佛今天天文台的球形台顶可以开启一样。

苏颂在九百年前能设计制造出如此精妙复杂的自动化天文钟,确实是一个非常了不起的成就,在我国和世界的科技发展史上具有重大的意义,其功绩是不可磨灭的,值得我们每一个中国人引以为豪。

 

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