中层是演示天象的浑象下层是使浑仪、浑象随天体运动而报时的机械装置。它兼有观测天体运行演示天象变化以及随天象推移而有木人自动敲钟、击鼓、摇铃准确报时的三种功用。它不仅在国内取得了前无古人的成就而且在三个方面为人类作出了贡献使许多中外科技史专家为之叹服。

先置于水运仪象台上层观测用的浑仪通过“天运单环”与“枢轮”相联使浑仪能随枢轮运转。这与现代天文台转仪钟控制天体望远镜随天体运动的原理是一样的。因此可以说水运仪象台的这套装置是现代天文台跟踪机械——转仪钟的远祖。英国科技史家李约瑟对这一点给以高度评价：“苏颂把时钟机械和观察用浑仪结合起来在原理上已经完全成功。因此可以说1见《进仪象状》。

他比罗伯特·胡克先行了六个世纪比方和斐先行了七个半世纪。”1其次水运仪象台顶部设有九块活动的屋板雨雪时可以防止对仪器的侵蚀观测时可以自由拆开。水运仪象台的活动屋顶是现代天文台圆顶的祖先。所以苏颂与韩公廉又是世界上最早设计和使用天文台观测室自由启闭屋顶的人。

第三水运仪象台的原动轮叫枢轮是一个直径1丈1尺由72根木辐挟持着36个水斗和36个勾状铁拨子组成的水轮。枢轮顶部设有一组叫“天衡”、“天关”、“天权”、“左右天锁”的杠杆装置枢轮靠铜壶滴漏的水推动。当漏壶的水滴满一个枢轮水斗时“枢权”失去平衡“格叉”下倾枢权扬起轮边铁拨子拨开“关舌”拉动“天衡”“天关”上启枢轮下转。由于“左右天锁”的擒纵抵拒作用使枢轮只能转过一辐以次循环往复等时运转。天衡系统对枢轮杠杆的这种擒纵控制与现代钟表的关键机件——锚状擒纵机构（俗称卡子）具有基本上相同的作用。所以说水运仪象台的天衡系统是现代钟表的先驱。

李约瑟在深入研究了水运仪象台之后曾改变了他过去的一些观点。他在《中国科学技术史》中说：“我们借此机会声明我们以前关于‘钟表装置完全是14世纪早期欧洲的明’的说法是错误的。使用轴叶擒纵器重力传动机械时钟是14世纪在欧洲明的。可是在中国许多世纪之前就已有了装有另一种擒纵器的水力传动机械时钟。”1药物学成就嘉祐初年苏颂受诏校定与编撰医书。嘉祐二年（1o57）与掌禹锡、林亿等一起编写了《嘉祐补注神农本草》（简称《嘉祐本草》）。为了改变本草书中混乱和错讹状况他建议：“诸路州县应将产药去处并令识别人仔细辨认根、茎、苗、叶、花、实形色、大小并虫、鱼、鸟、兽、玉石等堪入药用者逐件画图并一一开说著花、结果、收采时月及所用功效。其番夷所采药即令询问榷场、市舶、商客亦依此供析并取逐味各一二两或一二枚封角因入京人差赍送当所投纳以昭凭证。画成本草图并别撰图经所冀与今本草并行使后人用药知所依据。”2朝廷采纳了苏颂的建议并委任他编撰《图经本草》。经过四年的艰苦努力在嘉祐六年（1o61）苏颂编撰完成了《图经本草》21卷。

《图经本草》在药物学上有重大价值。唐《新修本草》的药图和《天宝单方药图》都已散佚殆尽韩保升《蜀本草》的药图也已不存。《图经本草》在这种情况下诞生其意义更加重大。它不仅对药性配方提供了依据而且对历代本草的纠谬订讹作出了新贡献特别是使过去无法辨认的药物可以确认无误。如牛膝《神农本草经集注》说：“其茎有似牛膝故以为名。乃云有雌雄雄者茎紫色而节大为胜尔。”以此很难判断出是什么植物。《图经本草》则写得十分具体：“春生苗茎高二三尺青紫色。有节如鹤膝又如牛膝状以此名之。叶尖圆如匙两两相对于节上生花作穗秋结实1李约瑟：《中国科学技术史》第4卷中译本科学出版社1975年版第456页。1见《中国科学技术史》第4卷第443页。

2见《嘉祐本草》后序。

甚细。”1我们可以根据匙形对生叶细实穗状花节部结牛膝三大特征断定为苋科植物怀牛膝。

为编写《图经本草》而进行的全国性普查其另一重要意义是扩大了药源。如菟丝过去从朝鲜进口现知冤句（山东荷泽）也产此药。奚毒原知只有河南嵩山少室出产而从提供分析的样品中知道四川也有等等。

《图经本草》在生物学上也有较大贡献。如它对动植物形态进行了准确生动的描述：乌贼鱼“形若革囊口在腹下八足聚生口旁只一骨厚三四分似小舟轻虚而白。又有两须如带可以自缆故别名缆鱼。”2真切地反映了头足纲乌贼科动物的特点。

《图经本草》在矿物学与冶金技术方面也有一定贡献。如它记载了丹砂、空青、曾青等1o5种矿物药。丹砂条的描述说：“丹砂生符陵山谷。今出辰州、宜州、阶州而辰州者最胜谓之辰砂。生深山石崖间土人采之穴地数十尺始见其苗乃白石耳谓之朱砂床。砂生石上其块大者如鸡子小者如石榴子又似云母片可析者真辰砂也无石者弥佳。过此皆淘土石中得之非生于石床者。”1这里不仅说明了丹砂这种矿物药的产地和特点而且简要介绍了丹砂矿的开采过程。

《图经本草》中关于冶金技术也有许多记载如关于钢铁冶炼的工艺过程：“初炼去矿用以铸泻器物者为生铁；再三销拍可做鍱者为鑐铁亦为之熟铁；以生柔相杂和用以做刀剑锋刃者为钢铁。”2这简要描述了宋代三种钢铁的冶炼方法及其不同功用。又如对炼银的方法记述说：“银在矿中与铜相杂土人采得以铅再三煎炼方成。”对灰吹法炼银的工艺说：“其初采矿时银铜相杂先以铅同煎炼银随铅出。又采山木叶烧灰开地作炉填灰其中谓之灰池。置铅银于灰上更加火大煅铅渗灰下银住灰上罢火候冷出银。”3这是关于灰吹法炼银的最早最详尽的记载。《图经本草》的科学贡献是多方面的还有待我们进一步地研究和掘。机械图纸苏颂在《新仪象法要》中绘制了有关天文仪器和机械传动的全图、分图、零件图5o多幅绘制机械零件15o多种其中多为透视图和示意图这是我国也是世界上保存至今的最早最完整的机械图纸。正是根据这些图纸