我对我国古代的天文仪器的了解不够详细，现查阅有关资料如下：
我国古代主要使用浑仪，简仪，漏壶，圭表，天体仪、赤道经纬仪、黄道经纬仪、地平经仪、象限仪和纪限仪等。
，北宋从995年到1092年不到百年之中，先后铸成了五架巨型浑仪，每架用铜均达2万斤左右。南宋时期又有多架浑仪问世。这种情况为前代所未见。这些浑仪基本保持了传统的多环圈结构，有的在仪器校正和环圈设置方面进行了某些改革。如从皇祐浑仪（1050年）起，不但沿用北魏孔挺浑仪（412年）在仪器底座开凿水平沟，令底座处于水平位置的旧法，而且还在地平环上开了一圈水平槽，以调节仪器工作部分保持水平状态。又如沈括浑仪（1074年），可通过浑仪南北极轴孔观测北极星的位置，把极轴孔中心调整到北极星轨道的中心点上，使浑仪的极轴得到校正。沈括还取消了白道环，意在减少不十分必要的环圈对天区的遮掩。此外他还曾提出了改变某些环圈安置位置的建议。沈括关于浑仪的改革和设计思想，到元代经郭守敬的努力，得到了充分的发展，遂有简仪的出现。
简仪仅保留了传统浑仪的四种最基本的环圈，并且把它们分成彼此独立的两组分别安装。第一组由赤道环、百刻环和四游环组成，赤道环和百刻环与极轴相垂直，两者重叠安装，其间平放四个圆筒形的短铜棍，使转动灵便，这是世界上滚筒轴承的最早应用。四游环垂直安置于赤道环心之上，在四游环转轴顶端还安有定极环，用来观测北极星，以校正仪器的极轴方向。这是一组赤道坐标装置，是世界上最早的大赤道仪。第二组由阴纬环（即地平环）和立运环（相当于四游环）组成，立运环垂直安置在阴纬环心之上，底座刻有水槽，用来校正阴纬环，使之处于水平面上。它们构成了一组地平坐标装置，与近现代的地平经纬仪相当。简仪所取环圈的减少，以及分组安装法和环心垂直安置法的采用，克服了传统浑仪环圈众多、遮蔽天区的弊端，及多环同心交叉安置法的技术困难和较大误差，显示了适用性、灵活性和准确性的优点。此外，简仪又以窥衡代替传统的窥管，即以两线取齐的照准法代两圆孔面之间的照准法，起到了提高照准精度的作用。
2.燕肃莲花漏和沈括漏壶
在北宋燕肃于1030年发明莲花漏以前，张衡首创的补偿式漏壶一直沿用不衰，只是历代有所改良而已。如晋代使用了三级漏壶，内中有二个补偿壶。又如唐代吕才的漏壶，使用了四级漏壶，其中有三个补偿壶，即夜天池、日天池和平壶，它们依次比较平稳地补充下一级补偿壶漏水的流逝，最终达到保持万分壶水位相对稳定的目的。从理论上讲，补偿壶级数越多，万分壶的水位稳定性越好，但这也势必使漏壶变成十分庞大的漏壶群，从制造和实用上都是有困难的。
燕肃莲花漏是一种新型的漫流式漏壶。为保持下匮（亦称平水壶）流量的稳定，燕肃令上匮的水通过渴乌不断注入下匮，又在下匮上部开孔，由于上匮的流量稍大于下匮的流量，遂使下匮总处于漫溢的状态，多余的水则由竹水筒引入减水盎中。这样就十分圆满地解决了下匮水位保持恒定的问题，既提高了计时精度，又大大简化了漏壶的结构，克服了补偿式漏壶过于庞大的缺点。燕肃以他的巧妙设计，在漏壶发展史上写下了重要的一页。
沈括于1074年制成了新的漏壶，他用一中间带孔（达）的隔板（介），把复壶分成左右两半，相当于两个平水壶，这样可以大大减小复壶右半部中水的扰动程度，是保持复壶漏水流量稳定的又一重要措施。沈括漏壶在燕肃莲花漏的基础上又前进了一步，使漏壶的结构更趋合理与完善。
3.水运仪象台
苏颂和韩公廉在1088年制成的水运仪象台(44)是这一时期出现的大型综合性天文仪器的代表作。台高约12米，宽约7米，从外观上看是一座上狭下宽的塔形木结构建筑物。其外部结构十分复杂，是一台把浑象、浑仪、报时、圭表等仪器集于一体的天文仪器。在一漫流式漏壶流水的推动下，通过一套复杂的齿轮系统的传动，使上述仪器处于协调同步的运动状态中，浑象可以自动地演示天象，浑仪可以自动地跟踪天体，报时机构可以通过击钟、鼓、钲或出现木人等声像形式，自动地显示时、刻、更、筹的推移，圭表可以用来测量日影，等等。台顶则有9块活动屋面板构成，可随时开启。
水运仪象台是用多种形式表达天体时空运行的天文钟的祖先。它开启了近代钟表中锚状擒纵器的先声。它还是近代用来控制望远镜随天球同步运转的转仪钟的先驱，又是望远镜观测室活动屋顶的始祖。它以多方面的创造，在天文仪器史上占有重要的地位。
4.高表的设计和景符的应用
我国古代传统的晷影测量一般是用8尺高竖立的表尺。为提高测影精度，增高表长和改善测影方法，是两大途径，元代郭守敬在这两方面都取得了巨大的成功。在河南省登封县，郭守敬巧妙地设计了一座城墙式建筑，以砖砌为台，台上可放置漏壶等天文仪器，其中起测影表尺作用的是台面正中砌成的垂直凹槽，有一横梁置于凹槽上部，相当于表尺的顶端，它与圭面的垂直距离为四丈，即所谓四丈高表。
从理论上讲，日中时，横梁的影子，应投到圭面上，但由于表高影淡，实际上是不能轻易见到影子的。为使影子清晰可辨，郭守敬利用小孔成像的原理，设计成了小巧灵便的景符，令景符在圭面上南北方向移动，当横梁的影子正好平分米粒大小的太阳象圆面时，由影子所当之处，就可读得四丈高表的影长值。下面我们就要讲到高表和景符的创制和应用，对有关天文数据测算的良好影响。
5.星图、星表的绘制
北宋时期，大约从980年到1106年的百余年间，曾进行过七次恒星位置观测工作，其中有三次是对周天恒星进行测量的大规模活动。其部分成果以不同的形式留存至今，它们的精度比前均大有提高。如1049—1053年间，周琮等人所进行的观测结果，收载于马端临的《文献通考》和王安礼等人修订的《灵台秘苑》等书中，包括有360颗恒星的入宿度和去极度值，这就是著名的“皇祐星表”。又如1078—1085年间的观测结果，被分别保留在苏颂所著《新仪象法要》一书的星图中，和苏州石刻星图中。苏颂星图绘星1464颗，对于北极附近天区的极坐标式圆图表示，对于赤道附近天区则以赤道为中轴的横图展示，这种圆、横图相结合的画法，是减少星图失真的有效方法。苏州石刻星图，于1247年刻石，原图绘于1190年，现存苏州历史博物馆。星图面积8×2.5尺，刻星1430余颗。它以北极为中心，绘有三个同心圆，分别代表北极常显圈、南极恒隐圈和天赤道，另有28条辐射线通过二十八宿的标准星，还以一偏心圆表示黄道，并绘有银河。它是一种极坐标式星图。再如，1102—1106年间，姚舜辅等人的观测结果中，二十八宿距度测量的绝对值平均误差只有0.15°，达到了相当高的精度水平。
郭守敬也曾进行过大规模的恒星位置观测工作。就二十八宿距度测量误差而言，较姚舜辅的误差小一半，可见郭守敬工作之精细程度。近年有人发现北京图书馆存明抄本《天文汇抄》中有《三垣列宿入宿去极集》一书，书中绘有星图，共有267星官，1375颗星，内中标有入宿度和去极度数据者，计有739星。据研究认为这当是郭守敬恒星观测成果的幸存者，其入宿度和去极度的偶然误差绝对值平均分别为0.26°和0.22°。从数量和精度上看，郭守敬星表都是当时世界上最优秀的星表之一。
对于新星和超新星的观测和记录，在这一时期也取得了重大成就。如景德三年（1006年）的骑官客星，至和元年（1054年）的天关客星，和淳熙八年（1181年）的传舍客星记录，均已被证认为超新星，并在银河系中找到了与它们相对应的遗迹。其中1054年天关客星的记录尤为翔实可信，依之甚至可以绘出其光度变化的曲线来，著名的蟹状星云就是这次超新星爆发留下的遗迹。这些记录为现代天文学的中子星等理论提供了极宝贵的历史资料，广为现代天文学界所重视和赞誉。
郭守敬一生先后设计制作的天文仪器约有20种，除前已提及的简仪、高表、景符以外，还有仰仪（用于测量地方真太阳时和太阳视赤纬，亦可用于观测日食）、玲珑仪（用于观测日、月的赤道坐标，又有假天仪的功能）、正方案（用于厘定方向和测量地理纬度）、七宝灯漏（自动报时仪）和水浑运浑天漏（自动演示日月星辰运行状况的仪器）等等。它们无不具有结构新颖、实用有效的特点。
用来观测星辰方位角的仪器大约是指南针，而观测星辰的高度角的仪器叫做牵星板。据明代李翊的《戒庵老人漫笔》记载，它由12块乌木板（最大约22×22厘米，依次减小）和一块四角皆缺（缺口大小不一，分别代表某一定角度）的象牙板组成。观测时，左手拿一块乌木板，向前方伸出，右手牵直穿于木板中央的引绳，使绳与木板垂直，又令木板的下边缘与水平线相切，眼在绳端仰视，使木板的上边缘（或置象牙板在木板上边缘以调节之）与星辰相切，由此便可测知星辰的地平高度。
在明代，现象台上使用的是明制浑仪、简仪、浑象等。清康熙八年至十二年（公元1669－1673）新制成了六件人型铜仪，即天体仪、赤道经纬仪、黄道经纬仪、地平经仪、象限仪和纪限仪。新仪制成后安放于现象台上使用，明代仪器搬置台下。康熙五十四年和乾隆几年又先后制成了地平经纬仪和玑衡抚辰仪安放于台上使用，即现在台上的布局。
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Post By：2006/2/7 1:56:00
