世界上最古老的天文钟叫什么？水运仪象台意义

Posted 2021-11-03

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世界上最古老的天文钟叫什么？水运仪象台意义

水运仪象台是中国古代一种大型的天文仪器，由宋朝天文学家苏颂等人创建。它是集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体的综合性观测仪器，实际上是一座小型的天文台。这台仪器的制造水平堪称一绝，充分体现了我国古代人民的聪明才智和富于创造的精神。

　　水运仪象台的简介

　　宋元祐元年（公元1086年）开始设计，到元祐七年全部完成。它是中国古代的卓越创造。其中的擒纵器是钟表的关键部件。因此，英国科学家李约瑟等人认为水运仪象台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。整座仪器高约12米，宽约7米，是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。其中浑仪等为铜制。全台共分三隔。下隔包括报时装置和全台的动力机构等。中隔是间密室，放置浑象。上隔是个板屋，中放浑仪。这台仪器的制造水平堪称一绝，充分体现了我国古代人民的聪明才智和富于创造的精神。

　　水运仪象台的构思广泛吸收了以前各家仪器的优点，尤其是吸取了北宋初年天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处；在机械结构方面，采用了民间使用的水车、筒车、桔槔、凸轮和天平秤杆等机械原理，把观测、演示和报时设备集中起来，组成了一个整体，成为一部自动化的天文台。

　　北宋时代把浑仪、浑象和报时装置结合在一起的大型天文仪器，是苏颂、韩公廉等人在开封设计制造的。宋元祐元年（公元1086年）开始设计，到元祐七年全部完成。它是中国古代的卓越创造。其中的擒纵器是钟表的关键部件。因此，英国科学家李约瑟等人认为水运仪象台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。整座仪器高约12米，宽约7米，是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。其中浑仪等为铜制。全台共分三隔。下隔包括报时装置和全台的动力机构等。中隔是间密室，放置浑象。上隔是个板屋，中放浑仪。

　　整个水运仪象台高12米，宽7米，共分3层，相当于一幢四层楼的建筑物。最上层的板屋内放置着1台浑仪，屋的顶板可以自由开启，平时关闭屋顶，以防雨淋，这已经具有现代天文观测室的雏型了；中层放置着一架浑象；下层又可分成五小层木阁，每小层木阁内均安排了若干个木人，5层共有162个木人，它们各司其职：每到一定的时刻，就会有木人自行出来打钟、击鼓或敲打乐器、报告时刻、指示时辰等。在木阁的后面放置着精度很高的两级漏刻和一套机械传动装置，可以说这里是整个水运仪象台的“心脏”部分，用漏壶的水冲动机轮，驱动传动装置，浑仪、浑象和报时装置便会按部就班地动作起来。

　　水运仪象台的工作原理

　　水运仪象台的构思广泛吸收了以前各家仪器的优点，尤其是吸取了北宋初年天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处；在机械结构方面，采用了民间使用的水车、筒车、桔槔、凸轮和天平秤杆等机械原理，把观测、演示和报时设备集中起来，组成了一个整体，成为一部自动化的天文台。

　　水运仪象台的历史意义

　　苏颂是中国宋代天文学家、药物学家，公元1020年诞生于泉州南安（今福建省南安县），后迁居丹阳（今江苏省镇江）。22岁时与王安石是同榜进士，从此进入仕途。初任宿州（今安徽省宿县）观察推官、江宁知县、南京留守推官等地方官。1053年，苏颂奉调到京城开封任馆阁校勘、集贤校理等职，这虽不是什么重要官职，只是负责编定书籍，但对苏颂来说却是如鱼得水，在这里他有机会博览皇家的各种藏书，在任职的九年里，苏颂每天背诵一段书，回家后默写下来，从不间断，积沙成塔，积累了渊博的知识。宋哲宗登位后，他先任刑部尚书，后任吏部尚书，晚年官至宰相，虽然官居显位，但政绩平平，作为政治家的苏颂远不如作为天文学家的苏颂，特别是他研制的水运仪象台使他的名字载入了世界科技的史册。

　　公元1086年，苏颂奉命检验当时太史局使用的各种浑仪，想到应有表演天象的仪器和浑仪配合使用，于是他罗致人才进行这项研究工作，并向皇帝推荐精通数学和天文学的韩公廉共同研制。在他的策划下，韩公廉写出《九章钩股测验浑天书》，制成大、小木样。后由苏颂和韩公廉请了一批能工巧匠精心打造。这是一座把浑仪、浑象和报时装置三组器件组合在一起的高台建筑，高约13米，底宽约7米，共分三层，仪器由水力推动运转。这座集天文观测、天象表演和报时三种功能为一体的天文台就是苏颂继承和发展了汉唐以来天文学成果，发明创造的水运仪象台，在这一工作中韩公廉的贡献也是不可低估的。

　　水运仪象台代表了中国11世纪末天文仪器的最高水平。它具有三项令世界瞩目的发明，首先它的屋顶被设计成可开闭的，是现代天文台活动圆顶的雏型，其次，它的浑象能一昼夜自动旋转一周是现代天文跟踪机械转移钟的先驱；此外，它的报时装置能在一组复杂的齿轮系统的带动下自动报时，报时系统里的锚状擒纵器是后世钟表的关键部件。英国著名科技史专家李约瑟曾说水运仪象台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先。”大约在1094年，苏颂编撰了《新仪象法要》一书，详细介绍了水运仪象台的设计和建造情况，并把水运仪象台的总体和各部件绘图加以说明。

　　苏颂为了让人们更直观地理解星宿在太空中的出没，又提出设计一种人能进入到浑天象内部来观察的仪器——假天仪，苏颂仍请韩公廉和自己一起设计。用竹木制成的假天仪从外面看就像一盏纸糊的特大号灯笼。“灯笼”面上按照天上星座的位置开孔，人进到里面可以看到点点光亮，仿佛看到夜空中繁星点点。扳动枢轴，“灯笼”便可转动起来，体现天体的东升西落。这和今天天文馆里演示人造星空的天象仪的原理是一样的。世界上第一架天象仪和第一座天文馆是1923年诞生的，在此800多年前我们的古人就研制出天象仪的雏型，这说明中国人确实具有超人的聪明才智。然而，正像我国当代著名天文学史专家席泽宗先生所说的，“我们今天谈论我国古代天文仪器方面的辉煌成就，并不是用祖先的成绩来安慰我们现实的落后，而是要把往昔的光荣，作为今日的激励，鼓舞我们去攀登新的高峰。”