探索世界上最早的天文钟-水运仪象台

公元1088年,北宋著名政治家,医学家,机械学家,天文学家苏颂,带着他的团队,发明了“水运仪象台”,这台机器既可以进行天文观测,又可以进行天体演论,还可以进行精准报时,可以称得上世界上最早的时钟了。

苏颂出生于1020年,字子容,福建路泉州府同安县人,就是现在的厦门市同安区,家里是当地的名门望族,1042年考中进士,跟王安石是同一科中进士的同学,苏颂博学多才,不仅诗词歌赋写得好,而且精通天文,地理,算术,医药,音律,机械制造等学科,可以说是一个全才,被誉为“同安之子”。

水运仪象台整体大概12米高,底部是一个7米左右宽的正方形,然后往上,边长渐渐缩小,看上去像一个正方台型的房子,一共有三个大层,最上层是一个圆形的浑仪,浑仪就是古代的天文观测仪器的叫法,通过齿轮和拉环使浑仪运转,可以跟踪观测天体运动,跟现在的天文台转仪钟控制天文望远镜,来观测星体运动的原理是一模一样的,也就是说,这个浑仪就是古代版的转仪钟。

中间一层是一个密封的木制结构,放着浑象,浑象是古代天文演示仪器的叫法,通过齿轮带动浑象转动,不同的时刻,浑象位于不同的位置,一个白天加一个晚上正好可以转一圈,演绎了天体的运动规律。

水运仪象台装有一个直径一丈一尺的木齿轮,一丈一尺大概相当于现在的3.3米左右,木齿轮有72块木板,装有36个水斗,以及36个钩形铁拔子,转轮顶部设有一组杠杆装置,当铜壶滴漏的水滴满一个水斗时,水斗下倾带动杠杆运动,拉开铁拔子,带动其他杠杆运动,因为左右两边都有卡子卡住,转轮运转一周之后,又恢复原状,然后等下一次水滴满水斗之后,又可以运转一周,周而复始,反复循环,跟现在的钟表原理是一样的。

根据水滴情况,仪器可以自动报时,每一个时辰的第一秒到来的时候,就会有个穿红衣服的木头人摇铃,然后每个时辰刚好一半的时候,又有一个穿紫色衣服的木头人撞钟,然后每一刻钟刚到的时候,就会有一个穿绿衣服的木头人敲鼓。

古代一个时辰对应现在的两个小时,半个时辰对应现在的一个小时,一刻钟对应现在的15分钟,想要知道现在是什么时候,只需要看一下仪器上面的时辰牌就行了。

水运仪象台可以精准地报出每一个时辰,每一刻钟,这在那个年代,绝对算得上神迹了,宋哲宗听说了之后,带着满朝文武大臣跑来观看,大家都赞叹不已。

但是总会有一些爱挑刺的人,当时的太史局直长赵齐良问苏颂,这个仪器叫什么名字?苏颂说叫水运仪象台,然后赵齐良开始挑刺了,说大宋朝崇尚“火德”,你却弄个水运仪象台,这个也太不吉利了吧?有诅咒宋朝的嫌疑啊。

苏颂一听,吓出了一身的冷汗,连忙跪下向皇帝辩解,说自己绝无此意啊,这时有些人也开始落井下石了,说要把苏颂革职问罪什么的,不过宋哲宗还算英明,没有听信这些无中生有的陷害之词,还特地给这台仪器赐名为“元祐浑天仪象”,不过宋哲宗为了保险起见,还是把水运仪象台放在了开封府西南部的天文台,因为西方属金,南方属火,金火可以克水,放在西南方位,就可以镇住“水运”了。

几十年之后,靖康之变,金国抢到了这台仪器,然后运回北京,一直放在司天台,后来1214年,金国被蒙古打得怕了,然后迁都开封,想避开蒙古兵锋,因为水运仪象台太笨重了,于是便把这台仪器给扔掉了。

而南宋朝廷也想复原这台机器,于是找了苏颂的助手袁惟几,他就是当年的研究团队成员之一,不过袁惟几水平差苏颂太多了,当年也并没有参与到核心部件的制造,最终没有研制成功,苏颂的儿子苏携虽然保存着苏颂的手稿,但是当时没人看得懂,以至于后来一直没人能够再造出来了。

新中国建立后,许多学者开始仿制“水运仪象台”,1958年,中国考古学家王振铎先生复原了水运仪象台,并且绘制了复原的详细图纸,后来改复原件一直保存在中国历史博物馆。这些年来,英国,日本,美国等多个国家的学者,也对水运仪象台进行了研究和复制。

苏颂这个名字,许多现代人听都没听说过,更不知道水运仪象台了,可是这个900多年前的古代人,就已经发明出了世界上最早的天文钟,而且获得了全世界的认可,载入了吉尼斯世界纪录。

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页面更新:2024-05-11

标签:水运   浑象   浑仪   天文钟   木头人   天体   杠杆   时辰   齿轮   天文   仪器

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