渾天儀
渾天儀是渾儀和渾象的總稱。渾儀是測(cè)量天體球面坐標(biāo)的一種儀器，而渾象是古代用來(lái)演示天象的儀表。它們是我國(guó)東漢天文學(xué)家張衡所制的。
渾儀模仿肉眼所見(jiàn)的天球形狀，把儀器制成多個(gè)同心圓環(huán)，整體看猶如一個(gè)圓球，然后通過(guò)可繞中心旋轉(zhuǎn)的窺管觀測(cè)天體。渾儀的歷史悠久，有人認(rèn)為西漢落下閎、鮮于妄人、耿壽昌都造過(guò)圓儀，東漢賈逵、傅安等在圓儀上加黃道環(huán)，改稱“黃道銅儀”。早期結(jié)構(gòu)如何已沒(méi)有記載。而最早有詳細(xì)結(jié)構(gòu)記載的是東晉史官丞南陽(yáng)孔挺在光初六年，即公元323年所造的兩重環(huán)銅渾儀，這架儀器由六合儀和四游儀組成。到了唐貞觀七年，即公元633年，李淳風(fēng)增加了三圾儀，把兩重環(huán)改為三重儀，成為一架比較完備的渾儀，稱為“渾天黃道儀”。
唐朝以后所造的渾儀，基本上與李淳風(fēng)的渾儀相似，只是圓環(huán)或零部件有所增減而已。隨著渾儀環(huán)數(shù)的增加，觀測(cè)時(shí)遮蔽的天區(qū)愈來(lái)愈多，因此，從北宋開(kāi)始簡(jiǎn)化渾儀，到了元朝郭守敬則對(duì)渾儀進(jìn)行徹底改革，創(chuàng)制出簡(jiǎn)儀。
渾象的構(gòu)造是一個(gè)大圓球上刻畫或鑲嵌星宿、赤道、黃道、恒穩(wěn)圈、恒顯圈等，類似現(xiàn)今的天球儀。渾象又有兩種形式，一種形式是在天球外圍---地平圈，以象征地。天球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球內(nèi)的地仍然不動(dòng)?，F(xiàn)代著作中把這種地在天內(nèi)的渾象專稱為“渾天象”。通常認(rèn)為渾象最初是由西漢耿壽昌創(chuàng)制。東漢張衡的渾象是他設(shè)計(jì)的漏水轉(zhuǎn)渾天儀的演示部分。以后，天文學(xué)家還多次制造過(guò)渾象，并且和水力機(jī)械聯(lián)系在一起，以取得和天球周日運(yùn)動(dòng)同步的效果。唐代的一行和梁令瓚，宋代蘇頌和韓公廉等人，把渾象和自動(dòng)極時(shí)裝置結(jié)合起來(lái)，發(fā)展成為世界上最早的天文鐘。
關(guān)于天體結(jié)構(gòu),曾有三種學(xué)說(shuō),即宣夜說(shuō),廿天說(shuō),渾天說(shuō)。渾天說(shuō)認(rèn)為天是一個(gè)圓球,把地包在球中,圓球不停轉(zhuǎn)動(dòng)。此說(shuō)近于實(shí)際,故為史官所用。
渾天說(shuō)的代表人物,是東漢的太史令張衡。他不但是有名的文學(xué)家和反讖緯的思想家,也是杰出的科學(xué)家。張衡在西漢天文學(xué)家落下,耿壽晶等人創(chuàng)造的渾天儀的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種(漏水轉(zhuǎn)渾天儀)。這種渾天儀于順永建五年前創(chuàng)制,是早期的渾天儀。
渾天儀是用精銅鑄成的球體模型。它利用齒輪,帶動(dòng)渾象繞軸旋轉(zhuǎn),并使渾象的轉(zhuǎn)動(dòng)與地球的周日運(yùn)動(dòng)相等,這樣就可以把當(dāng)時(shí)肉眼能觀測(cè)到的天體現(xiàn)象,幾乎全部表示出來(lái)。人們坐在屋里看儀器,可以清楚地觀察到日月星辰起落的現(xiàn)象,這在當(dāng)時(shí)確是一項(xiàng)了不起的創(chuàng)造。后來(lái),在此基礎(chǔ)上,先后經(jīng)過(guò)唐代僧一行,未代張思訓(xùn)和蘇頌等人的改進(jìn),制造了世界上最早天文鐘,在中國(guó)科技史上又寫上了光輝的一筆。
到了唐貞觀七年,天文學(xué)家李淳風(fēng)在東晉史官丞南陽(yáng)孔挺所造的(兩重環(huán)銅渾儀)的基礎(chǔ)上,增加了三辰儀,把兩重環(huán)改為三重環(huán),成為一架比較完備的渾儀,稱為(渾天黃道儀)。三重環(huán)分別為:一,外重環(huán),包括地平環(huán),子午還,赤道環(huán),總為(六合);二,中間重環(huán),包括黃道環(huán),赤道環(huán),白道環(huán),總稱為(三辰儀),各環(huán)之間的相對(duì)位置固定,而整個(gè)環(huán)組則可以繞軸旋轉(zhuǎn);三,內(nèi)重環(huán),包括極軸,赤經(jīng)只環(huán),窺管,總稱為(四游儀)。唐代以后所造的渾天儀,基本上與李淳風(fēng)的渾天儀相似,只是規(guī)環(huán)或零部件有所增減而已。從北未開(kāi)漿,渾天儀漸漸簡(jiǎn)化,到了元代,郭守敬更進(jìn)行徹底改革,創(chuàng)制出(簡(jiǎn)儀)?，F(xiàn)時(shí)陳列在中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)的一具渾天儀,為明英完正統(tǒng)二年到七年間仿制而成的。左圖為北京古觀象臺(tái),當(dāng)中位于中間的是建于明正統(tǒng)七年的渾天儀。
