【环球时快讯】问天上宫阙，今夕是“何年”——古代浑仪之发展

浑仪与浑象之分

【资料图】

在上古帝王时期，天学就受到重视。上古时代，王权的确立除了军事和经济力量外，还需拥有通天手段——与天（神）沟通。古人相信天与人可以达成交流，天也会带给人们信息，“通天者王”的政治观念也因此产生。古代帝王更在掌权后严禁百姓“私习天文”。考古研究发现，夏商周时期的青铜礼器纹饰可见古人“通天”之线索。而通天最直接的方式就是天学，天文仪器正是其中一部分。

早在17世纪发明望远镜前，浑仪就成了天文学家测定天体方位必备的仪器。中国浑仪是一个历史时期内世界上最先进的观星仪，其所使用的赤道坐标系统是我国古代特有的坐标体系，现已被各国天文台采用。

人们常将浑仪、浑象、浑天仪误解为同一事物，其实，浑仪是用以测量天体坐标的仪器；浑象是用以模拟天体运行、天象变化的演示器。而古人又将浑象和浑仪二者统称为浑天仪。在故宫长画《联珠图》（见图1）中也可见二者不同：观象台上，左边名为“天体仪”的球体，是“浑象”（见图2）。而右边由许多环组成的仪器，是“浑仪”，乾隆皇帝为其命名为“玑衡抚辰仪”。（见图3）

图1 《日月合璧五星联珠图》之观象台部分，图片来源于《日月合璧五星联珠图之仪象与天文考》，中华科技史学会学刊

图2 钦定天体仪，图片来源于《皇朝礼器图式》，卷三

图3 玑衡抚辰仪，图片来源于《皇朝礼器图式》，卷三

化繁为简：浑仪的发展过程

浑仪的发展过程历经多个朝代。相传先秦时期就出现浑仪的雏形；西汉时期，落下闳发明的浑仪带有赤道圈和赤经圈；东汉时期，贾逵又为其增加了黄道环；到了唐初，李淳风增加了三辰仪，包括赤道环、黄道环和白道环；北宋时期，苏颂和韩公廉又发明了元祐浑仪，设置在水运仪象台的上层（见图4）。

可见到宋代为止，浑仪的总体发展历程是逐步复杂化的。比较特殊的是北宋沈括在熙宁年间发明的浑仪。为解决浑仪复杂结构导致的观测误差，沈括对浑仪作了诸多改进，并取消了白道环。“熙宁浑仪”引起天文学家关注“因浑仪环圈太多，使用时容易遮挡天区”的问题。到了元朝，郭守敬又进一步取消了黄道环，将地平和赤道坐标分开安装，便有了简仪的诞生。

图4 水运仪象台（水运浑天仪）复原模型，图片来源于中国科学技术馆

以管窥天：浑仪的构造与现状

浑仪（见图5）主要用以测定天体坐标、观察天象异变等。主要结构包括最外层的六合仪（见图6）（地平圈，子午圈和赤道圈）、中层的三辰仪（见图7）及内层的四游仪（见图8）（由旋转的四游环与窥管组成），正下方鼇云柱及四根飞龙柱是主要支撑，屹立在田字形的趺座之上。另外，在西北、西南、东北、东南四方，设四座云山。其中，浑仪的窥管类似现代所用的天文望远镜，惟不设镜头，是中空管，也印证了古人“以管窥天”一说。

图5 中国科技馆浑仪及结构指示图，图片来源于中国科学技术馆

图6 六合仪环规图，图片来源于《中国古代天体测量学及天文仪器》

图7 三辰仪环规图（图标数字分别为：1.北天极枢；2.南天极枢；3.赤道环；4.通过二分点的环；5.通过二至点的环；6.黄道环），图片来源于《中国古代天体测量学及天文仪器》

图8 四游仪环规图，图片来源于《中国古代天体测量学及天文仪器》

现有的浑仪为明代正统年间（公元1437年）仿造元代浑仪的复制品，保存于南京紫金山天文台（见图9）。清光绪年间（公元1900年），八国联军侵华，德军将浑仪运到德国波茨坦，在第一次世界大战战败后归还中国。公元1921年，浑仪从欧洲被运至北京，后又因“九一八事变”，因担心战乱期间文物遭到破坏，浑仪被国民党迁移至南京，并于1935年搬到紫金山天文台；令人遗憾的是，1937年，南京因战乱沦陷，浑仪遭到日军严重破坏，其附属仪表和零件所剩无几。所幸在改革开放后，国家对古代文物修复和保护高度重视，修建天文台，并对当时被破坏的浑仪和简仪以及其他重要文物进行保护和整修。

浑仪对于我国天文学研究而言尤其重要，作为古人的智慧结晶，为全世界科学做出贡献，也激励后人在科研道路上永不止步。

图9、南京紫金山天文台浑仪，图片来源于网络

参考资料

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