水運渾天儀

水運渾天儀也稱漏水渾天儀，簡稱渾天儀。是古代漢族科學家創製的一件天文儀器，屬於水運渾象。用一個直徑四尺多的銅球，球上刻有二十八宿、中外星官以及黃赤道、南北極、二十四節氣、恆顯圈、恆隱圈等，成一渾象，再用一套轉動機械，把渾象和漏壺結合起來。以漏壺流水控制渾象，使它與天球同步轉動，以顯示星空的周日視運動，如恆星的出沒和中天等。它還有一個附屬機構即瑞輪冥菜，是一種機械日曆，由傳動裝置和渾象相連，從每月初一起，每天生一葉片；月半後每天落一葉片。它所用的兩級漏壺是現今所知最早的關於兩級漏壺的記載。漏水轉渾天儀對中國後來的天文儀器影響很大，唐（一行、梁令瓚）宋（蘇頌）以來就在它的基礎上發展出更複雜更完善的天象表演儀器和天文鐘。

基本介紹

• 中文名：水運渾天儀
• 外文名：water-driven celestial globe

意義

漏水轉渾天儀是有明確歷史記載的世界上第一架用水力發動的天文儀器。在渾天儀中套用到的齒輪機構和凸輪機構十分複雜，這中間的轉動如果不使用逐漸減速的齒輪系統，很難作到。遠在一千八百多年前的時候，古代漢族人民就可以造出這樣複雜的儀器是很值得自豪的。可惜的是，這套複雜的傳動系統因為年代久遠沒有能夠流傳下來。

理論學說

漢前三說

在漢代以前，我國的宇宙理論，大體分為三種，分別是蓋天說、宣夜說和渾天說。在這三種學說中，渾天說在我國古代一直占據著主要地位，被認為是正統的官方學說。從漢代開始以後的千餘年中長期廣泛流行，支配著歷代的天文觀測和曆法的指定。渾天說認為地在天之中，天似蛋殼、地似蛋黃，日月星辰附著在天殼之上，隨天周日旋轉。為了演說渾象並觀測天體方位，西漢耿壽昌發明了渾天儀。東漢中期，張衡在前人製作的基礎上，大膽創新，於公元117年設計並製造了完整的演示渾天說思想的漏水轉渾天儀。

唐代渾天儀

後來，一行和梁令瓚等又設計製造水運渾象。這個以水力推動而運轉的渾象，附有報時裝置，可以自動報時，稱為"水運渾天"或"開元水運渾天俯視圖"。

水運渾天儀是一具依靠水力而使其運轉，能模仿天體運行的儀器，並可以測定時間。這個渾天儀改進了漢代科學家張衡的設計，注水激輪，令其自轉，晝夜一周，除了表現星宿的運動以外，還能表現日升月落，當然比張衡的水運渾象儀更加精巧、複雜了。所以，當水運渾天儀造成之後，置於武成殿前，文武百僚觀看後，無不為其製作精妙，測定朔望、報告時辰準確而嘆服，共稱其妙。

特別是在水運渾天儀上，還設有兩個木人（相關的商州銅佛龕文物遺址仍存），用齒輪帶動，一個木人每刻（古代把一晝夜分為一百刻）自動擊鼓，一個木人每辰（合現在兩個小時）自動撞鐘。這兩個木人是運用機械原理而製成的古代機器人。這是一個十分巧妙的計時機械，是世界上最早的機械時鐘裝置，是現代機械類鐘錶的祖先，比公元1370年西方才出現的威克鐘要早六個世紀，這充分顯示了中國古代勞動人民和科學家的聰明才智。

儘管這架水運渾天儀在使用了一段時間後，便因銅鐵漸澀，不能自轉而進入博物館了。但是，一行和梁令瓚卻以獲得天文鐘的發明權而永垂史冊。英國著名科技史家李約瑟博士在《中國科學技術史》第四卷中說：高僧一行和梁令瓚所發明的平行聯動裝置，實質上就是最早的機械時鐘，是一切擒縱器的祖先，走在歐洲14世紀第一具機械時鐘的前面；(西方關於鐘錶裝置是14世紀早期歐洲的發明這一說法，是完全錯誤的。)

水運渾天儀上刻有二十八宿，注水激輪，每天一周，恰恰與天體周日視運動一致。水運渾天儀一半在水櫃裡，櫃的上框，有如地則自然撞鐘。整個水運渾天儀既能演示日、月、星辰的視運動，又能自動報時,有二木人，每刻(古代把一晝夜分做一百刻=0.24小時=14,4分鐘)擊鼓，每時辰（合現在兩小時）撞鐘。這是世界上最早將擒縱套用於計時的裝置，比外國自鳴鐘的出現早了六百多年。一行等人的成就又超過了張衡。（也是最早的報時機器人）。

一行等以新制的黃道游儀觀測日月五星的運動，測量一些恆星的赤道坐標和對黃道的相對位置，發現這些恆星的位置同漢代所測結果有很大變動。