张 造浑象 　　 浑象是一种表现天体运动的演示仪器。它最初是在公元前 ２ 世纪中叶的 西汉时，由天文学家耿寿昌创制的，而东汉著名科学家张 浑 发展史 上做出了重要的贡献。 浑象的基本构成是一个可以旋转的中空圆球，上面按观测到的实际天象 布列星辰。转动圆球，即可演示天体的运动，其作用相当于近代的天球仪， 堪称天球仪的始祖。 张 造了第一台自动的天文仪器——水运浑象。它以一直径 ５ 尺（约 １．１８ 米，东汉 １ 尺约 ２３．５ 厘米）的空心铜球表示天球，上面画有二十八宿， 中外星官，互成 ２４ 度交角的黄道和赤道等，黄道上又标明有二十四节气。紧 附于天球外的有地平环和子午环等。天体半露于地平环之上，半隐于地平环 之下。天轴则支架在子午环上，天球可绕天轴转动。同时，又以漏 出的 水作动力，通过齿轮系的传动和控制，使浑象每日均匀地绕天轴旋转一周， 从而达到自动地、近似正确地演示天象的目的。此外，水运浑象还带动有一 个日历，能随着月亮的盈亏演示一个月中日期的推移，相当于一个机械日历。 张 水运浑象对后世浑象的制造影响很大，宋代的水运仪象台则达到 历史上浑象发展的最高峰。历 造的浑象大都已经毁亡，现存仅有两架， 一架在南京紫金山天文台，一架在北京建国门古观象台，均是清代铸造的。 除了天球仪式的浑象外，中国古 创制有假天仪式的浑象，开了近 象 仪之先河。 现在北京天文馆里，有一个大圆顶的天象厅。当你坐在里面仰观屋顶， 便会感到宛如置身于无涯的苍穹之中，看到繁星点点，其布列与实际天象一 致。假天仪的功能和作用即与此相似。假天仪何时发明，现尚有争议，有人 认为三国时即已问世。但有明确记载的，则以北宋时苏颂主持制造的浑天象 为最早。 浑天象是苏颂主持创制水运仪象台后的又一杰作。它的天球直径有一人 多高，在球面上相应于星辰的位置处凿有一个个镂空的小孔，外面的光线漏 进后，人坐在球内就好像看到天上闪闪发光的星星。天球亦是由水力机械带 动的，可控制其旋转与天体运行同步。与现代天象仪所不同的是，浑天象的 光源在外，表演内容比较单一，而天象仪的光源在内，且能表演众多复杂的 天象。 　　　 世界第一座天文钟 　　 １０９２ 年，在北宋都城开封的西南部，出现了一座形状奇特的木构建筑 物。它就是“元 浑天仪象”，一般通称之为“水运仪象台”，由当时著名 政治家、科学家苏颂所主持创制。这是中国古 宏伟、最复杂的一座天文
仪器，在古代世界上也是绝无仅有的。 水运仪象台的形状呈正方形， 上狭下广， 高三十五尺六寸五分 （约近 １１． ３ 米，宋代一尺约 ３１．６ 厘米），底宽二丈一尺（约 ６．６４ 米）。台分 ３ 重， 第一、二重安装水力驱动系统和报时系统，第三重安装浑象。台顶平台上安 装浑仪，浑仪由“板屋”覆盖，板屋上装有 ９ 块可以启闭的活动屋面板。由 此可以看到，整座水运仪象台集观测、演示、计时等功能于一体，实际上成 了一座小型的天文台。 水力驱动系统包括有提水机构、注水机构、回水机构和枢轮等部分，可 以使水周而复始均匀流动，并驱动枢轮运转。枢轮直径十一尺 （约 ３．４８ 米）， 是全台机械装置的原动轮。其顶部附设有一组杠杆装置，起着控制枢轮定时 转动，以及转动固定的距离的作用，相当于近现代机械钟表中的“擒纵器”。 它和欧洲 １７ 世纪的锚状擒纵器非常相似，堪称擒纵器之始祖。 报时系统的前部建造成半座 ５ 层木楼阁式建筑的形状。第一层是昼夜钟 鼓轮，轮上有 ３ 个不等高的小木柱，可按时拨动 ３ 个木人的拨子，拉动木人 手臂，一刻钟木人击鼓一次，时初摇铃，时 钟。第二层是昼夜时初正轮， 轮边有 ２４ 个司辰本人，随着转子的转动，木人按时在木阁门前出现，表示 １ 日 １２ 个时辰的时初、时 相当于现今的 ２４ 小时。第三层是报刻司辰轮， 轮边有 ９６ 个木人，每一刻出现一人。第四层是夜漏金钲轮，可以拉动木人击 钲报更，并可以按 调整，以适应昼夜长短的变化。第五层是夜漏司辰轮， 轮边设有 ３８ 个木人，木人位置可以按节气调整，从日落到日出按更筹排列， 依次出现。 浑象为一球体，直径四尺五寸六分（约 １．４４ 米）。球面上绘有 ２８３ 个星 座，１４６４ 颗星辰，并绘有银河，黄赤道和二分、二至的位置。浑象下有木柜， 使之一半露于柜外，一半隐于柜中。浑 传动机构与驱动系统相连，可随 机轴由东向西转动，和天体的视运动一致，使球面上星辰的位置和实际天象 相合。 浑仪亦经由传动机构与驱动系统相连，可随天球转动，以观测天象。这 是现 文台跟踪仪器——转仪钟的先驱。其覆盖的活动屋板，则开了现代 天文台自由启闭式屋顶的先河。 整个水运仪象台结构精密、巧妙，标志着中国当时的天文仪器和机械制 造的高超水平。现国内外学者已公认它是世界第一座天文钟，并认为是现代 天文钟的直接祖先。 　　　 最早的指南针 　　 李约瑟论证了磁罗盘是从中国传到欧洲去的论点。在欧洲的文字记载 中，首次提到磁罗盘是在公元 １１９０ 年。当时亚历山大??尼卡姆在《来自大自 然》一书中写道：“海上航行的水手们在晴天可以靠阳光导航，但是遇上阴

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