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世界最古老天文钟——水运仪象台成功复原

来源:宋韵茶香  2018-04-09 09:58:54  我要评论(0  

导读:

水运仪象台是中国古代天文学家发明的一种大型天文仪器,由北宋天文学家苏颂等人创建。

水运仪象台是中国古代天文学家发明的一种大型天文仪器,由北宋天文学家苏颂等人创建。水运仪象台建于北宋元祐年间(元祐元年为公元1086年),距今900多年,台址位于北宋京城东京,也就是今天的河南开封,是一座集计时报时、天文观测和星象显示三项功能于一体的大型天文钟。

宋元佑元年(公元1086年)开始设计,到元佑七年全部完成。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"。

整个水运仪象台高近12米,台底7米见方,是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。水运仪象台的建造工作由当时的宰相苏颂领导,由通晓天文和机械技术的官员韩公廉等人负责设计,并带领能工巧匠施工,于公元1092年建成。公元1127年,金兵攻入汴京之后,将它拆解运至燕京(今北京)重新构建,但是不能运转。1214年后金都南迁,这座存在了120多年的精美之作最后毁于战火。所幸苏颂编撰了《新仪象法要》一书,记述了水运仪象台的工作原理、尺寸与构造,让后人可以了解到这一伟大发明,但书中有一些缺漏之处,这也给后来的研究者们留下了讨论的空间。

水运仪象台分为三层:顶层为浑仪,用于观测星空,上方的屋形面板在观测时可以打开;中层为浑象,用于显示星空;底层为动力装置及计时、报时机构,通过齿轮传动系统与浑仪、浑象相联,使这座三层结构的天文装置环环相扣,达到与天体同步运行。水运仪象台正面的底层,为塔形报时装置,塔的最上一层有3个木人,中间着绿衣那个每到一刻击鼓一声,右侧穿红衣的每到时初摇铃一次,左侧紫衣木人每到时正叩钟一下;最下两层为夜间值更者,举牌显示更点,并敲击金钲告诉人们某个更点已至。

水运仪象台的动力来源是水,但并非一般想象的用水冲击水轮,而是通过精巧的机械设计,利用流量稳定的水流实现等时精度很高的回转运动,藉以计时,并采用水车、筒车、桔槔(jié gāo)、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,组成一个整体。水运仪象台堪称当时世界上最先进,技术综合程度最高的大型机械装置,可见我国古代劳动人民的聪明才智和创造精神。

国际上对水运仪象台的设计给予了高度的评价,认为浑象一昼夜自转一圈,不仅形象地演示了天象的变化,也是现代天文台的跟踪器械 - 转仪钟的祖先;水运仪象台中首创的擒纵器机构是后世钟表的关键部件,因此它又是钟表的祖先。水运仪象台为了观测上的方便,设计了活动的屋顶,是今天天文台活动圆顶的祖先。

水运仪象台是十一世纪末我国杰出的天文仪器,也是世界上最古老的天文钟。从水运仪象台可以反映出中国古代力学知识的应用已经达到了相当高的水平。

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