地球之最天文篇：最早的自动天文仪器

我国古代的宇宙理论大体分为三种，即盖天说、宣夜说和浑天说。这三种学说中，浑天说被认为是正统的官方学说，在汉代以后的千余年广泛流行。浑天说认为地在天之中，天似蛋壳，地似蛋黄，日月星辰附着在天壳之上，随天周日旋转。为了演示天象并观测天体方位，西汉的耿寿昌发明了浑天仪。

东汉中期，张衡在此基础上大胆创新，于公元117年设计并制造了完整的演示浑天说思想的漏水转浑天仪，这是世界上最早的自动天文仪器。这台仪器用精铜做成，主体是一个空心铜球，代表天球。球内有一根铁轴贯穿球心，代表天轴，球体可以绕着这根轴转动。轴与球面有两个交点，一个代表北天极，一个代表南天极。球外有两个圆环，一个是代表地平线的地平圈，一个是代表子午线的子午圈。球体半露在地平圈以上，北天极高出地平圈36度，这就是东汉都城洛阳的地理纬度。球的表面刻有二十八宿和其他恒星，还刻有天赤道圈和黄道圈，两者成24度夹角。天赤道圈和黄道圈上刻有二十四节气，以冬至日为起点，两个圆周各分为365.25度。

张衡采用齿轮系统把浑象和计时用的漏壶联系起来，用漏壶滴出的水的力量带动齿轮，齿轮带动浑象绕轴旋转，一天一周，与天球同步。这样可以准确地把天象的变化表示出来，人在屋子里看着仪器，就可以知道某星正从东方升起，某星已到中天，某星就要从西方落下了。

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