1、我國是一個歷來都非常重視農(nóng)業(yè)發(fā)展的國家，農(nóng)業(yè)生活的發(fā)展同時促成了歷法和天文觀測的開始，又因為古代中國人對天象都有濃厚的興趣，使中國在早期就形成了比較發(fā)達的天文科技。

2、我國的天文學(xué)發(fā)展具有非常悠久的歷史，伴隨著天文學(xué)的發(fā)展，我國古代的測天儀器也有了飛快的發(fā)展。

(資料圖片)

3、古代測天儀器中，最早的是圭表，在《詩經(jīng)》和《周禮》中都記載了它的使用，可見它的發(fā)明有多早了。

4、古時候的另一種測天儀器叫做渾天，根據(jù)推測它可能開始于戰(zhàn)國，但是并沒有明確的記載。

5、渾儀模仿肉眼所見的天球形狀，把儀器制成多個同心圓環(huán)，整體看就猶如一個圓球，然后通過可繞中心旋轉(zhuǎn)的窺管觀測天體。

6、渾儀的歷史悠久，最早出現(xiàn)“渾儀”這個詞是在《春秋文耀鉤》里，古人的“渾天”是指渾天儀，它既指測量天體的渾儀，也指演示天體的渾象。

7、渾儀的發(fā)展具有一定的歷史，早期結(jié)構(gòu)如何巳沒有記載。

8、而最早有詳細結(jié)構(gòu)記載的是東晉史官丞南陽孔挺在光初六年，即公元323年所造的兩重環(huán)銅渾儀，這架儀器由六合儀和四游儀組成。

9、到了唐貞觀七年，即公元633年，李淳風(fēng)增加了三辰儀，把兩重環(huán)改為三重儀，成為一架比較完備的渾儀，稱為“渾天黃道儀”。

10、渾天儀是渾天說的演示儀器，唐朝以后所造的渾儀，基本上與李淳風(fēng)的渾儀相似，只是圓環(huán)或零部件有所增減而已。

11、隨著渾儀環(huán)數(shù)的增加，觀測時張衡遮蔽的天區(qū)愈來愈多，因此，從北宋開始簡化渾儀，到了元朝郭守敬則對渾儀進行徹底改革，創(chuàng)制出簡儀。

12、渾象的構(gòu)造是一個大圓球上刻畫或鑲嵌星宿、赤道、黃道、恒穩(wěn)圈、恒顯圈等，類似現(xiàn)今的天球儀。

13、渾象又有兩種形式，一種形式是在天球外圍——地平圈，用來象征地。

14、天球轉(zhuǎn)動時，球內(nèi)的地仍然不動。

15、現(xiàn)代著作中把這種地在天內(nèi)的渾象專稱為“渾天象”。

16、通常認(rèn)為渾象最初是由西漢耿壽昌創(chuàng)制。

17、東漢張衡的渾象是他設(shè)計的漏水轉(zhuǎn)渾天儀的演示部分。

18、張衡用一套設(shè)計精巧的漏壺與渾天儀結(jié)合起來使用，讓漏壺推動渾天儀轉(zhuǎn)動。

19、這樣，在屋里觀察渾天儀的轉(zhuǎn)動和圓球上恒星的升落，就可以知道天空中天象的真實情況。

20、張衡還作了《渾天儀圖注》，既是渾天儀結(jié)構(gòu)的詳細說明書，又是渾天說的代表著作。

21、以后，天文學(xué)家還多次制造過渾象，并且和水力機械聯(lián)系在一起，以取得和天球周日運動同步的效果。

22、唐代的曾一行和梁令瓚，宋代蘇頌和韓公廉等人，把渾象和自動計時裝置結(jié)合起來，發(fā)展成為世界上最早的天文鐘。

23、渾天儀運行的原理基礎(chǔ)是利用齒輪和設(shè)計巧妙的水力“滴漏”，帶動渾象繞軸旋轉(zhuǎn)，使渾象的旋轉(zhuǎn)與地球的周日運動相等，渾象每轉(zhuǎn)一圈，也就等于地球自轉(zhuǎn)一圈。

24、但是，當(dāng)時的人們還是很懷疑渾天儀是否真的能觀測天象。

25、張衡為了證明自己設(shè)計發(fā)明的渾天儀真的能觀測天象，進行了一個小測試。

26、他在室內(nèi)依據(jù)渾天儀的顯示說出外面星星的位置，與戶外觀天象的人所看到的星象完全吻合，直到這時，人們才相信渾天儀真的能觀測天象。

27、張衡所發(fā)明的渾天儀是根據(jù)以往的制做研究改進而成的，是相當(dāng)成熟的作品。

28、水運渾天儀分為三層，分別是最底層的動力系統(tǒng)，因為是通過水力傳力而達到運行目的的，所以被稱為是“水運”；第二層的渾象是模擬天體運轉(zhuǎn)的儀器，叫作“象”；而最上面的一層是觀測天體運行的儀器成為“儀”，以這三個主要系統(tǒng)構(gòu)成天文觀測臺，是世界上最早的天文觀測站。

29、在渾天儀中，主要部分有三重，包括六合儀、三層儀和四游儀。

30、除此之外，還包括窺管和座架。

31、其中，六合儀是最外面的一層，由三套聯(lián)結(jié)在一起的環(huán)組成，是固定不動的。

32、他們各個部分的結(jié)構(gòu)特點和原理基礎(chǔ)如下：天元子午圈是正立的雙環(huán)，兩面都刻著周天的度數(shù)而沒有數(shù)字。

33、地平圈是平臥的單環(huán)外弧面，刻干支八卦表示方向，內(nèi)面刻分野，環(huán)的周圍有水渠，用來固定水準(zhǔn)。

34、天常赤道圈，是測立的單環(huán)，上面刻著十二個小時一百刻每時初中各四大刻一小刻。

35、三辰儀，是位于中間的一重，由四套環(huán)組成，可以在六合儀內(nèi)東西旋轉(zhuǎn)。

36、二至圈是南北的雙環(huán)，二面各從南極起刻著半周天一百八十二度多。

37、二分圈是南北方向的單環(huán)，沒有刻度。

38、游旋赤道圈是東西向的單環(huán)，離開兩極各九十一度多，上面刻著二十八星宿。

39、黃道圈，是雙環(huán)，與赤道圈交叉成二十四度角，內(nèi)側(cè)面斜刻著二十八星宿。

40、四游儀是位于最里面的一重。

41、由一套環(huán)和天軸組成，可以在三辰儀里東西旋轉(zhuǎn)。

42、四游圈是南北方向的雙環(huán)，環(huán)面從北極起刻著半周天一百八十二度多。

43、天軸是南北方向的雙條。

44、窺管，形狀呈方形，貫穿于天軸的中心，中間有圓孔，管長與環(huán)正好吻合，可以在四游圈雙環(huán)里以及在天軸雙條中間移動。

45、渾天儀是中國古人為演說渾象說而設(shè)計制造的模仿天體運行的一種天文儀器。

46、自從張衡發(fā)明創(chuàng)造了水運渾天儀以后，三國時期的王蕃、葛衡，晉朝的陸績，南朝的劉宋，南朝的陶宏景，隋朝的耿詢等都制造過。

47、但在唐代曾一行之前，都沒有人能超過張衡的創(chuàng)造。

48、渾天儀的發(fā)明，成為了現(xiàn)代鐘表的祖先，也為中國天文的發(fā)展作出了劃時代的貢獻。

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