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苏颂等建成水运仪象台

苏颂是中国北宋时期的天文学家和药学家,生于宋真宗天禧四年(1020年)。他的祖父、父亲、伯父、两位堂叔伯先后都登了进士。苏颂本人是宋仁宗庆历二年(1042年)与王安石同榜的进士,当时他才23岁。他起先做地方官,后来做过中央政府各部的官员,曾掌管财政,主持法院,代皇帝起草文件,为皇帝讲课,整理皇家图书和档案等。

北宋天文学家苏颂画像Ⓦ

宋哲宗元祐七年(1092年),年逾七旬的苏颂官拜右宰相,达到了一生政治生涯的顶峰。9年后,他在润州(今江苏镇江)逝世。

苏颂一生有两项非常重要的科技活动。第一项是他曾校勘整理皇家藏书长达9年之久,在此期间奉命修撰了《嘉佑补注神农本草》;还整理了全国各地呈上的大量药物图和相关说明,撰成《图经本草》一书。这些成就是对中药学的巨大贡献。

第二项是元祐元年(1086年)他奉命检验皇家的新旧浑仪,趁汇报鉴定结果之便提出了自己新建议。他指出,自东汉张衡以来直至当朝已多次建造水运浑天仪。但这类演示用的仪器必须与观测用的浑仪相配合,才能充分发挥天文仪器之妙。为此,苏颂提议建造一件将铜浑仪与水运浑天仪合在一起的仪器,即“水运仪象台”。翌年,朝廷批准此事,并命苏颂专门组建一个“水运浑仪所”,负责制造仪器。

苏颂早先曾了解到有一位名叫韩公廉的吏员,擅长天文学与计算。于是,他就让韩公廉担任了大致相当于总工程师的职务。他们设计的水运仪象台,是一座集浑仪、浑象和报时装置于一体的大型综合性天文仪器,最终于元祐七年(1092年)建成。水运仪象台高约12米、宽约7米,是上狭下广的正方台形木结构建筑,外观宏伟而精美。

水运仪象台分三层:上层是个板屋,置铜制浑仪,用来测量天体的位置。板屋顶部由9块活动面板组成,可随意摘除,是近代望远镜观测室活动屋顶的先驱。中层为一密室,内置浑象。下层包括一套计时报时系统和全台的动力机构。整个仪器以漏壶的流水为动力,通过巧妙的齿轮传动和一组类似近代钟表擒纵器的机构的控制,使浑仪、浑象、计时报时系统全都与天体的周日运动同步运转。浑仪自动跟踪天体的装置堪称后世转仪钟的雏形;浑象可自动地演示星辰的位置;计时报时系统通过敲钟、打鼓、击钲或轮番出现木人等形式,自动地显示时、刻、更、筹的推移,它是世上最早的天文钟。

1937年商务印书馆出版的

《新仪象法要》中的水运仪象台机构

水运仪象台是中国古代的杰出创造。它建成后,苏颂又撰写了图文并茂的《新仪象法要》一书。书中既给出水运仪象台的整体结构图像,又条理分明地绘制出各个部件,并附文说明它们的尺寸及彼此间的关系。这是一部高水准的天文仪器机械图集,并为后世复原水运仪象台提供了极重要的依据。

2012年8月在北京举办 75dWRb5p7Hfioyhr9n5aDiK/cq6K6JLm2LT/7iM8xBfJxqfE3bIcYbv7aGCCwQc1

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