从古到今，人们对天空的探索从未停止，先贤的观天仪器就是证明

Posted 2022-12-28 浑仪

篇首语：胸怀万里世界，放眼无限未来。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了从古到今，人们对天空的探索从未停止，先贤的观天仪器就是证明相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

从古到今，人们对天空的探索从未停止，先贤的观天仪器就是证明

本文系作者发慌的喵独家原创，未经允许禁止转载重视观测实践，是我国古代天文学家一贯的优良传统。为了使观测效果达到较令人满意的程度，他们努力地接受着来自生活的一切启示，制造出了一系列富有想象力和创造性的天文仪器。西周末年，我们的祖先采用主表来测量日影。他们拿一杆标竿垂直于地面（称之为表），再拿一块带有南北方向尺度的板铺在表的下端地面（称之为圭）。每当正午的阳光照射地面，表的日影落在圭面上，人们就用这日影的长度来确定季节：一年中正午日影最长的那天定为冬至，日影最短的那天则为夏至；依此方法，还可推算一年的日数。古代的圭表但因日光的散射，表端影子落在圭面上时，常常模糊不清，不便于人们观测。于是北宋时沈括建议人们使用「 ”副表”，以增加影子的清晰度，同时期的苏颂也提出了「 ”于午正以望筒指日，令景（影）透筒窍，以窍心之景（影），指圭面之尺寸为准”的方法，但问题还是没得到很好解决。同时，因表太矮，表影太短，计算出来的结果往往与实际情况有不小的偏差。到了元朝，郭守敬把传统的8尺高的表一下子增为40尺，把圭长也相应增加到128尺。郭守敬改进的圭表这样，影子长增加到原来的5倍，测量误差就大大减小了。他在表的顶端用二龙擎着一根横梁，还沿着当年苏颂的思路，依据小孔成像的原理，发明了「 ”景符”这一重要的测影器具。「 ”景符”是安在一个小架子上的、可以转动的薄铜片，中间开有小孔。当太阳过子午线时，把景符放在圭面上移动并转动铜片，让太阳光透过小孔，在圭面上形成一个米粒大的、中间带有细而清晰的横梁影子的太阳像。当横梁影子平分太阳像时，梁影所在即4丈高表的顶端。郭守敬的这些方法的采用，使测影的精确度大大提高。圭表上的景符到了明代，邢云路干脆把表高增至6丈。他所测得的回归年长度值，与理论值仅相差两秒，达到了我国古代该值测量的最高精度。浑仪是观测天体的一种仪器。在17世纪望远镜发明以前，我国天文学家都是用它来测定天体方位的。为了使测量结果更加准确，浑仪在天文学家的手中走过了一条由原始到先进的道路。我国浑仪的前身，可能是传说中舜时创造的「 ”璇玑「 ”（xuánji，音旋机），而同时发明的「 ”玉衡”则，是原始的窥管。人们透过窥管的小孔去观测天体，就能排除侧光的干扰，使被观测物清晰地现于眼前。古代浑仪古来有「 ”以管窥天”的说法，《淮南子》中也提到：「 ”人欲知高下而不能，教之用管欲知远近而不能，教之用「 ”金目，（金属制的窥管）。”可见窥管的使用是有悠久历史的。春秋时期所使用的简单浑仪，是由两个圆环组成的：固定的赤道环和能绕着极轴旋转的四游环（也叫赤经环），还附有可在四游环内旋转的窥管。观测天体时，先旋动四游环对准所测天体，再按四游环和赤道环、窥管和四游环的位置变动，求得天体坐标。《淮南子》东汉时期，为了使测量太阳位置的工作显得更为方便，傅安在简单的两重式浑仪上加了一道黄道环。后来张衡又加上了地平环和子午环。到了唐代，李淳风进一步把浑仪由两重变为三重，仪器上就有了7个环了。这样一来，浑仪能表现的概念倒是越来越多了，但仪器上的环圈相互交错，却遮掩了相当一部分的观测天区。于是，北宋沈括着手把仪器简化了。他一方面减去了月道环，另一方面又改变一些环的位置，使其不再遮掩视线。简仪到了元代，郭守敬又沿着沈括开拓的仪器简化的道路，另辟蹊径设计了一种简仪。他断然取消了原来浑仪的许多环，并扬弃了将四游环和赤道环按同心圆形式安装的传统方法，把赤道环搁到四游环的南端，为现代天文望远镜赤道装置提供了思路。简仪的窥管两端架有十字线，这一发明成为现代望远镜中十字线的祖先。不论从设计构思还是仪器本身所达到的水平和精度来看，简仪当时在世界上都是十分先进的，它把浑仪的发展推向了高峰。参考文献《淮南子》