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【魅力江苏】浓缩古代天文学之辉煌——探访国立紫金山天文台旧址(下)

2020-08-21 16:26
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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紫金山天文台不仅是我国现代天文学的摇篮,而且还浓缩了中国古代天文学的辉煌。

这里完好地保存了明清两代天文学家实测所用的五件古代仪器,其中明代正统年间铸造的浑仪、简仪和圭表最为珍贵,它们是现存的国内外绝无仅有的最大的古代青铜天文仪器。这些珍贵的天文仪器,共同凝聚着中华民族在古代天文学领域的智慧和创造力,是中国古代科技领先世界的有力证明。

浑仪

浑仪,是测量星体在天空中位置和运动的仪器,是我国传统的测天仪器。早在战国初年,我国就有了原始的浑仪,西汉天文学家洛下闳也曾制作过浑仪。随着时代的推移,浑仪的制作越来越精密,结构越来越合理、适用。唐代天文学家李淳风创造了由三层同心圆环组成的浑仪,使浑仪结构臻于完善。此后历代所造的浑仪都保持着这种科学结构。

紫金山天文台内保存的明制浑仪主体由三层同心圆环组成,外层为三道固定不动的圆环,称为“六合仪”;中层为四道圆环组成的一个整体,称为“三辰仪”;内层是一平行双环,中间夹装一个方形窥管,可绕双环圆心任意转动,称为“四游仪”。窥管相当于现代的天文望远镜,通过窥管圆孔可以观测天上的星辰,并可通过四游、三辰两仪圆环上的刻度测定天体的方位。这台明制浑仪不仅是一架古老精密的科学仪器,也是一件精美绝伦的艺术珍品,它由四龙柱、一云柱支撑,四角台则以四云山装饰,造型紧凑协调,浑然天成。龙柱强健雄伟,盘旋上腾,云山耸起,两相呼应,相得益彰。基座四侧刻铸奇花异兽,线条流畅。

我国古代传统标志星体天文坐标的两个基本数据--入宿度和去极度,就是用浑仪测定出来的,刊载于历朝正史天文志和律历志中,成为研究我国古代天文学发展历史的珍贵资料。

简仪

简仪,是从浑仪简化发展而来的测量天体的仪器。它解脱了浑仪的复杂圈环,各环组分别架立,在观测时既避免了圈环互掩,又能作多种观测。简仪原由元代天文学家郭守敬创制,操作简单易行,测量精度倍增,为我国天文仪器制造史上的一次飞跃。

紫金山天文台内保存的明制简仪,主要由被称为“赤道坐标系”的斜向安置的一组环圈,(可以测定星体在天空中的赤道坐标值)和被称为“地平坐标系”的直立安置的一组环圈(可测定星体的地平坐标值)两部分组成。两组环圈可同时进行观测,互不干扰,非常有效。

此台简仪造型疏朗开阔,全仪由四龙柱、四云柱连接支撑,舒展而华贵,与浑仪可谓环肥燕瘦,竞相生辉。

圭表

圭表,是我国最古老的传统测天仪,早在3000多年前就已创制,其主要作用在于测量日影长度的变化,以确定一年四季二十四节气的准确日期,从而制定出合乎天时并能指导农业生产的历法。此外,由日影长度变化的周期还可测定出一年含有的天数(365.25天)。

紫金山天文台内保存的明制圭表,由一卧圭、一立表组成,南北向水平摆置、面上有“尺”“寸”刻度的称“圭”,垂直竖立于南端的铜柱则称为“表”,表的上端有一圆孔,每当晴天正午,日光通过此孔,投影在圭面中央,其表度和日期可由圭上的刻度测出。

天球仪

紫金山天文台除保存着明代天文仪器外,还有一件清代的天文仪器--天球仪。

天球仪古称浑象,现代称天球仪。东汉张衡、三国王蕃、南朝钱乐之都曾造过这种仪器。它的主体为一铜球,上面嵌满铜钉,用以表现恒星和星座的位置,并能演示天体的周日运动。现存天球仪为清朝1903年的复制品,球径三尺,嵌有1449颗铜钉,代表人类肉眼所能看见的1449颗较为明亮的星星。上面还刻有赤道、黄道以及用小点点表示的茫茫银河。铜球安装在轴上,可以旋转;轴的两端分别代表南北天极。它沿袭了中国古代的星名和星座划分,整个仪体安装在由子午圈和地平圈组成的框架中,两圈分别刻以度分和12时32方位。天球仪用来演示天体的东升、西落,以及一年四季的昼夜长度变化,使观者如临其境,亲身感受地球自转的基本原理。(嵇刊/文 刘成贺/图)

原标题:《【魅力江苏】浓缩古代天文学之辉煌——探访国立紫金山天文台旧址(下)》

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