第 1284 章(1 / 1)

中国通史 中国通史 2000 汉字|7 英文 字 26天前

加工精度上是比较困难的。郭守敬撤去了柱管的三个面只剩下一面可贴着四游仪环面转动。这一1齐履谦:《知太史院事郭公行状》《元文类》卷五o。

面就像一根尺子故改称窥衡。窥管两头开观测孔的小正方板现在是垂直立在那条尺上的故称为立耳。这样的构造比管子容易加工得多。

由于中国古代测量天体的赤道坐标位置时有自己的特点:相当于现代天文学上所谓赤纬的量中国古代用其余角——去极度来表示;相当于现代天文学上所谓赤经的量中国古代用入宿度(即待测天体与其前在二十八宿中某宿的距星的赤经差)来表示。前者在简仪中的四游仪上可以直接读出;后者在浑仪的情况下是采取二次观测法即把窥管先对准某宿距星从赤道环上读出四游仪所对的读数;然后快转动四游仪把窥管对向待测天体再从赤道环上读出此时四游仪所对的读数。前后两数相减可得天体的入某宿几度的数值。因为二十八宿的距星各有不同的去极度与待测天体的去极度一般来说也都不同因此即使是一个熟练的观测者在前后二次观测之间也都必须用相当一段时间。而天球是在不停转动的。这就使前后二次观测所得的差数并不是这两个天体之间真正的赤经差而是有一定的误差。针对这个情况郭守敬又在简仪上增加了二个部件。它们都是一条长尺称为界衡贴在简仪南部的二个赤道环上中心可绕着四游仪转动轴旋转。每根尺子的两端都用细铜线连接起来细铜线又穿过四游仪的北极轴端。于是二线一尺形成一个平面。观测时可以由两个人分别把一根尺的二条线对向距星或待测天体这样可以同时得到二个读数其赤经差的误差较之浑仪观测所得就可降低。就是在一人观测的情况下因为每次不需要瞄准一个点而是瞄向这个点所经过的线因此所需的瞄准时间也就少得多。这样也就降低了误差。

简仪的刻度也比较精细。古代浑仪刻度一般将圆周分成度或者365141oo刻。每度后来又可分成4等分每刻则分成6等分。这样古代浑仪的最小刻度数是度和刻(古时分刻为分刻即为分)。而简仪上的刻度则度分成等分;刻分成等分即最小读数是度或刻14161611o13616o1o11o136与古浑仪相比读数精度大大提高了一步。

简仪的二个赤道环是重叠在一起的。一个固定不动好像浑仪的仪中的赤道环上刻时刻制度。一个可以转动好象浑仪三辰仪中的赤道环上刻周天度数。为了增加可转环的灵活性郭守敬在二环中间装了四个滚柱这种机械装置可说是近代滚柱轴承的祖先。西方类似的明是郭守敬之后两个世纪的意大利大科学家达·芬奇所作出的。

2.候极仪古人早就知道北极星不在正北极点上在周日运动中北极星绕不动的北极画出一个圆。在安装浑仪时应把浑仪的转动极轴对准这个北极星轨迹的圆心。郭守敬明了候极仪专门用来作这件事。这件仪器的主要功用是校正仪器极轴的安装位置。故在简仪中就包容了它。在简仪南北极轴的大小两圆环中都有斜置的正交十字铜条十字中心就是极轴中心。北极一端的十字上叉处又置一小圆环圆环中有正置的正十字铜条。十字中心离北极轴中心有个固定的距离甲。简仪南极轴处也有一组斜置的正交十字铜条。其上叉处置一方铜板板中心开一小圆孔。圆孔中心和南极轴中心的距离也正是甲。因此从南端的方铜板小孔中心到北端小十字中心的连线正与四游仪的转动轴中心线平行。通过南端小方铜板的中心向北观测应看到北极星在北端的小圆环内。当北极星的轨迹所画出的圆其圆心正好和小十字中心重合时简仪的极轴就被安装正确了。否则就应加以调整。

3.立运仪这是把浑仪中的地平环分离出来而构成的一个独立装置。一个地平环水平地卧在地上(仪器底座上)另一个可转动的环立在地平环的中心名为立运环。立运环的转动轴就是从天顶到地平环中心的铅垂线。立运环上也附有一条窥衡可以用它来观测天体的地平高度(或天顶距它与地平高度互为余角)。至于地平方位角的测定问题则因没有史料留存故只能推测:或许它是和简仪相仿有一条界衡它的两端用细线和立运环转动轴的上端相连。转动界衡让二线与所测天体重合就可从界衡所在读得天体的地平方位角。也可能不用界衡而是从立运环的所在估读出天体的地平方位角。一般而言古代对于地平方位角和地平高度这样的量的测量精度要求不高因此从立运环所在进行估读也不是件不可以的事。现今史料所传这件立运仪是安装在简仪北部的云柱架下的。实际上它是一件简仪的附属装置。虽然如此这件能同时读出地平高度和方位角的仪器在古代世界还是很有意思的。直到清初西方传教士南怀仁在北京制造的6件仪器中有2件是分别测读地平方位角的地平经仪和测读地平高度的地平纬仪。在中国把二者功能合在一起的地平经纬仪则是法国传教士纪里安在康熙五十三年(1714)所制造的。

4.仰仪这是一台铜制的、中空的半球面形仪器形状像口仰天放着的锅。半球的口上刻着东南西北四个方向。半球内面刻着与观测地纬度相应的赤道座标网。半球口上还用一横一竖两根十字交叉的竿子架着一块小板板心开一小孔孔的位置正在半球面的球心上。太阳光通过小孔在球面上投下一个圆形的像坐标网上立即可以读出太阳此时在天球上的位置。更妙的是当生日、月食时仰球上的日像或月像也相应地生亏缺现象。这时从仰仪上可以观测出日、月食生的方位亏缺部分(称为食分)的多少以及各种食相生的时刻等等。这件仪器后来传入了朝鲜朝鲜人民把带小板的十字竿改成一根尖顶的竿尖顶位置则正在半球面的中心。这件改造了的仰仪能更精