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發布者:wanglei 發布時間:2019-5-20 閱讀:50次 
世界最早天文儀器,發明者中國宋代蘇頌,領先科技九百年舉世聞名

在中國曆史博物館裡,陳列着一座根據原始實物複制的能用多種形式來表達天體時空運行,既能表示天象又能計時的大型天文儀器,它的名字叫“水運儀象台”。這座受到國際上高度評價、蜚聲中外的“水運儀象台”,是世界上最早的天文鐘,是後來歐洲中世紀天文鐘的祖先,它的主要設計、制造者,是宋代的蘇頌。

蘇頌,字子容,泉州(今福建)人。他精通天文學和藥物學,對金屬冶煉,特别是“灌鋼”的冶煉有精深的研究,是一位卓越的科學家,也是一個心靈手巧、才智出衆的巧匠。北宋時期,在農業生産發展的客觀要求下,天文學發展到了新的高峰。蘇頌就是适應客觀形勢的需要,帶領吏部的韓公廉、太史局的周日嚴、生員袁惟幾、學生侯永和等人,經過精心研究,通力協作.于宋哲宗元祐三年(公元1088年),在汴京(今河南開封)制造成功“水運儀象台”,完成這一重大科學技術發明。

水運儀象台,是一座利用水輪為原動力來帶動各樣儀器運轉的自動化天文鐘。蘇頌認真吸收了漢唐以來我國天文學的優秀成果,充分利用了北宋時代民間豐富、高超的機械制造技術,因此,“水運儀象台”制造得巧奪天工,奇妙異常。它利用複雜的機械構造,十分巧妙地使機械的運動保持一定速度,與天體的運動相一緻,并通過幾組機械的轉動,表達了天體時空的運行。整個儀象台高三十五尺六寸五分,寬二十一尺,是一座正方形上狹下廣收分的木均建算。全台分為上、中、下三層。

在下層,蘇頌主要設了四組裝置:一組是由升水下輪升水下壺、升水上輪、升水上壺、河車以及天河三的要水機械,蘇頌通過轉動河車,把水由升水下輪逐級提開入到“天河”(受水槽)中。一組是由天池(水槽)和平水童(水槽)組成的“調滴漏”式裝置,在平水壺的上口處,蘇頌安袋了洩水管,這樣,就能使平水壺經常保持一定的水位,平水壺下端出水口就能保持恒定的流量。一組是直徑十ー尺,由三十六個水鬥和鈎狀鐵子組成的水輪,稱為樞輪,它是全台機械結構的原動輪,由水力推動。在樞輪頂部,蘇頌安裝了一套與現代鐘表裡面的“摘器”具有相同作用的杠杆。在樞輪下畫,蘇設置了一個水壺,并用水管將退水壺和第一組裝置星的升水下童相注,這樣,周而複始,水流循環一周洩水槽又成了水源了。

當樞輪水鬥注滿一鬥的時候,它的重量使樞權失去平衡,樞輪就向下轉動,由于左右天鎖的擒縱抵拒的作用,樞輪每注滿ー鬥水,隻轉動一個水鬥。樞輪運轉的速度是由漏壺的流量決定和由格又、樞衡等一套擒縱器控制的。樞輪則通過幾組齒輪使計時儀器和天文儀器分別按一定的速度運轉。

一組是名叫晝夜機輪的計時儀器裝置。它是由五層木閣、一百五十八個身穿、紫、綠三種顔色衣服的木人和四十四個手臂能活動、能分別敲擊鐘、鼓、鈴、钲 (音zheng又名“丁甯”,是一種形似鐘而獲長、有長柄可執的古代樂器)的木人組成的。第一層木閣是晝夜鐘鼓輪,蘇頌在輪上安裝了起凸輪作用的三個不等高的小木柱,可按時拔動三個木人的按子,拉動木人的手臂,一刻鐘木入打鼓,時初搖鈴,時正敲鐘;第二層木閣是晝夜時初正輪,蘇頌在輪邊安裝上了二十四個司辰木人,表示十二個時辰的時初、時正,相當于二十四個小時,随着輪子的轉動,每過一小時,輪上的二十四個木人中就有一個出現在這層木閣的門前第三層木閣是報刻司辰輪,蘇頌在輪邊安裝上了九十六個司辰木人,每過一刻鐘,這層木閣的門前就出現一個木人;第四層木閣是夜漏金钲輪,可以随着木輪的轉動拉動木人的手臂,按更擊钲報更數,并可按季節進行調整來适應晝夜長短的變化;第五層木閣是夜漏司辰輪,蘇頌在輪邊設了三十八個司辰木人,木人的位置可以按節氣變動,從日入到日出按更籌排列。

在水運儀象台的中層,蘇頌安置了一座渾象。渾象是個球體,在球面布列天體的星宿位置,蘇頌把它和下層中的晝夜機輪軸相連接,随機軸由東向西轉動,和天體運動樣,使得球面星座位置和天象相一緻。在水運儀象台的上層,蘇頌設了一座觀察天體運行的渾儀,通過齒輪把它和下層的樞輪軸相連接起來,使它也能随天球轉動。同時,蘇頌又創造性地在渾儀的第二重儀器中增設了“天運單環”,使渾儀能随樞輪運轉。在渾儀的頂上,蘇頌又巧妙地覆蓋了一個活動闆屋,它的九塊屋面闆在觀察天象時可以拿掉,仿佛今天天文台的球形台頂可以開啟一樣。

蘇頌在九百年前能設計制造出如此精妙複雜的自動化天文鐘,确實是一個非常了不起的成就,在我國和世界的科技發展史上具有重大的意義,其功績是不可磨滅的,值得我們每一個中國人引以為豪。

 

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