计算时间的方法有哪些,时间计算有几种计算方法( 二 )
水运浑天仪
古代文献中有汉武帝时(公元前140~前87)洛下闳、鲜于妄人作浑天仪之说, 但未提到它的结构 。
《晋书·天文志》记载东汉张衡 (公元78~139)制造浑天仪, 说在密室中用漏水驱动, 仪器指示的星辰出没时间与天文观察的结果相符 。
《新唐书·天文志》对唐开元十三年(725)僧一行和梁令瓒设计的浑天仪有较详细的记述 。 仪器上分别装有日、月两个轮环, 用水轮驱动浑象 。 浑象每天转一周, 日环转1/365周, 仪器还装有两个木偶, 分别击鼓报刻, 是一座上狭下广的木建筑 。
水运浑天仪是一具依靠水力而使其运转, 能模仿天体运行的仪器, 并可以测定时间 。 这个浑天仪改进了汉代科学家张衡的设计, 注水激轮, 令其自转, 昼夜一周, 除了表现星宿的运动以外, 还能表现日升月落, 当然比张衡的水运浑象仪更加精巧、复杂了 。 所以, 当水运浑天仪造成之后, 置于武成殿前, 文武百僚观看后, 无不为其制作精妙, 测定朔望、报告时辰准确而叹服, 共称其妙 。
特别需要提出的是在水运浑天仪上, 还设有两个木人, (相关文物遗迹“商州铜佛龛”)用齿轮带动, 一个木人每刻(古代把一昼夜分为一百刻)自动击鼓, 一个木人每辰(合现在两个小时)自动撞钟 。 这两个木人当然应该说是运用机械原理而制成的古代机器人 。 这是一个十分巧妙的计时机械, 是世界上最早的机械时钟装置, 是现代机械类钟表的祖先, 比公元1370年西方才出现的威克钟要早六个世纪, 这充分显示了中国古代劳动人民和科学家的聪明才智 。
尽管这架水运浑天仪在使用了一段时间后, 便因铜铁渐涩, 不能自转而进入博物馆了 。 但是, 僧一行和梁令瓒却以获得天文钟的发明权而永垂史册 。 英国著名科技史家李约瑟博士在《中国科学技术史》第四卷中说:僧一行和梁令瓒所发明的平行联动装置, 实质上就是最早的机械时钟, 是一切擒纵器的祖先, 走在欧洲14世纪第一具机械时钟的前面;西方关于钟表装置是14世纪早期欧洲的发明这一说法, 是完全错误的 。
水运浑天仪上刻有二十八宿, 注水激轮, 每天一周, 恰恰与天体周日视运动一致 。 水运浑天仪一半在水柜里, 柜的上框, 有如地则自然撞钟 。 整个水运浑天仪既能演示日、月、星辰的视运动, 又能自动报时,有二木人, 每刻(古代把一昼夜分做一百刻=0.24小时=14,4分钟)击鼓, 每时辰(合现在两小时)撞钟 。 这是世界上最早将擒纵装置应用于计时, 比外国自鸣钟的出现早了六百多年 。 一行等人的成就又超过了张衡 。 (也是最早的报时机器人) 。
一行等以新制的黄道游仪观测日月五星的运动, 测量一些恒星的赤道坐标和对黄道的相对位置, 发现这些恒星的位置同汉代所测结果有很大变动 。
水运仪象台
为北宋元祐三年(1088)苏颂、韩公廉等人所制 。 他们于绍圣(1094~1097)初年著《新仪象法要》, 载有总图和部件图多幅 。 这台水运仪象台高三丈五尺余, 宽二丈一尺, 是一座上狭下广的木建筑 。 台的下层有提水装置, 由人力推动河车, 带动升水上轮和下轮(筒车), 将水提到天河(受水槽), 注入天池(蓄水池) 。 台中平水壶保持水位恒定, 并通过一定截面的水管向枢轮(水轮)上的受水壶流泄恒定流量的水, 推动枢轮 。 枢轮通过传动齿轮带动昼夜机轮、浑象和浑仪 。
水运仪象台有一套比较复杂的齿轮传动系统 。 在枢轮的上方和圆周旁有“天衡”装置──擒纵机构, 这是计时机械世界史上继一行之后的重大创造的继续, 它把枢轮的连续旋转运动变为间歇旋转运动 。
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