渾天儀

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更新時間: 2013-09-23

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渾天儀是渾儀和渾象的總稱。渾儀是測量天體球面坐標的一種儀器,而渾象是古代用來演示天象的儀錶。它們是中國東漢天文學家張衡所制的。西方的渾天儀最早由埃拉托色尼於公元前255年發明。 葡萄牙國旗上畫有渾儀。自馬努埃一世起渾天儀成為該國之象徵。

渾天儀 -簡介
渾天儀渾天儀
渾天儀是用精銅鑄成的球體模型。它利用齒輪,帶動渾象繞軸旋轉,並使渾象的轉動與地球的周日運動相等,這樣就可以把當時肉眼能觀測到的天體現象,幾乎全部表示出來。人們坐在屋裡看儀器,可以清楚地觀察到日月星辰起落的現象,這在當時確是一項了不起的創造。後來,在此基礎上,先後經過唐代僧一行,未代張思訓和蘇頌等人的改進,製造了世界上最早天文鐘,在中國科技史上又寫上了光輝的一筆。

到了唐貞觀七年,天文學家李淳風在東晉史官丞南陽孔挺所造的(兩重環銅渾儀)的基礎上,增加了三辰儀,把兩重環改為三重環,成為一架比較完備的渾儀,稱為(渾天黃道儀)。三重環分別為;一,外重環,包括地平環,子午還,赤道環,二,中間重環,包括黃道環,赤道環,白道環,總稱為(三辰儀),各環之間的相對位置固定,而整個環組則可以繞軸旋轉;三,內重環,包括極軸,赤經只環,窺管,總稱為(四游儀)。唐代以後所造的渾天儀,基本上與李淳風的渾天儀相似,只是規環或零部件有所增減而已。從北未開漿,渾天儀漸漸簡化,到了元代,郭守敬更進行徹底改革,創製出(簡儀)。現時陳列在中國科學院紫金山天文台的一具渾天儀,為明英完正統二年到七年間仿製而成的。

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渾天儀 -張衡與渾天儀

在漢代以前,中國的宇宙理論,大體分為三種,分別是蓋天說、宣夜說和渾天說。在這三種學說中,渾天說在中國古代一直佔據著主要地位,被認為是正統的官方學說。從漢代開始以後的千餘年中長期廣泛流行,支配著歷代的天文觀測和曆法的指定。渾天說認為地在天之中,天似蛋殼、地似蛋黃,日月星辰附著在天殼之上,隨天周日旋轉。為了演說渾象並觀測天體方位,西漢耿壽昌發明了渾天儀。東漢中期,張衡在前人製作的基礎上,大膽創新,於公元117年設計並製造了完整的演示渾天說思想的漏水轉渾天儀。

渾天儀渾天儀

漏水轉渾天儀的主體是一個球體模型代表天球。球裡面有一根鐵軸貫穿球心,軸的方向就是天球的方向,也是地球自轉軸的方向。軸和球有兩個交點,一個是北極(北天極),一個是南極(南天極)。

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北極高出地平面成36度角,這正是當時東漢首都洛陽的地理緯度。在球的外表面上刻有二十八星宿和其它恆星。在球面上還有地平圈和子午圈,天球半露在地平圈之上,半隱在地平圈之上。另外還有黃道圈和赤道圈,互成24度的交角。在赤道和黃道上,各列有二十四節氣,並從冬至點起,刻分成三百六十五又四分之一度,每度又分四格,太陽每天在黃道上移動一度。

為了讓渾天儀能自己轉動,張衡採用齒輪系統把渾象和記時用的漏壺聯繫起來,用漏壺滴出來的水的力量帶動齒輪,齒輪帶動渾象繞軸旋轉,一天一周,與天球同步轉動。這樣,就可以準確地把天象的變化表示出來,人在屋子裡看著儀器,就可以知道某星正從東方升起,某星已到中天,某星就要從西方落下。

漏水轉渾天儀是有明確歷史記載的世界上第一架用水力發動的天文儀器。在渾天儀中應用到的齒輪機構和凸輪機構十分複雜,這中間的轉動如果不使用逐漸減速的齒輪系統,很難作到。遠在一千八百多年前的時候,中國古人就可以造出這樣複雜的儀器是很值得自豪的。可惜的是,這套複雜的傳動系統因為年代久遠沒有能夠流傳下來。

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