张思训的太平浑仪

在我国天文仪器发展史上,有许多杰出的发明创造对世界科学的发展产生过积极影响。但是也有些重要成果,由于人们研究和宣传不够,而被人们所忽略,张思训的“太平浑仪”,就是典型事例之一。

目前国内外研究中国科学史的学者都认为北宋末期苏颂(1020--1101)和韩公庞千1090年设计制成的“水运仪象台”是一项卓越成就,颇受称赞,例如说:“这是世界上第一座结构复杂的活动天文台”[2]“是一部自动化的天文台”[3],英国学者李约瑟也说:“苏颂把时钟机械和观测用浑仪结合起来,在原理上已经完全成功,因此可以说,他比罗伯特·胡克先行了六个世纪,比方和斐早了七个半世纪。”[4]这些说法有一部分是正确的,有些问题还应重新考虑。实际上,早在“水运仪象台”一百多年前张思训设计的“太平浑仪”已完全具备了“水运仪象台”的特点,都是多层楼阁式、多功能的复合仪象台,它们的差别仅在于:“水运仪象台”的上层为浑仪,而“太平浑仪”的上层可能是假天仪,当然在大与小、简单与复杂等方面也有所不同。可以说由唐代张遂(683-727)和梁令琐的“水运浑仪”到“水运仪象台”之间,:“太平浑仪”起着关键的作用。苏颂本人对这一问题讲的比较清楚,他在《进仪象状》中指出, “今则兼采诸家之说,备存仪象之器,共置一台中”,对千七曜运行的装况“用一行、思训所说,而增损之也”。这里所谓的“诸家”实际是以“太平浑仪”为模特儿,吸收其他人制造的类似仪器的优点,进而发展为更加完善的宏大的“水运仪象台”。因此,“太平浑仪”比“水运仪象台“有更大的创新性,可以说没有“太平浑仪”就没有“水运仪象台”。

张思训,今四川巴县一带人(今天四川省巴中市恩阳区原石城乡人),太平兴国二年十二月通过国家考试被留在国家天文机构司天台,从事天文仪器研制工作。经过一年的努力,设计成功一座仪器模型,于太平兴国四年(公元979年)正月献给宋太宗,“太宗召工造千禁中,逾年而成,诏置文明殿东鼓楼下;题曰‘太平浑仪’”,思训被任命为司天浑仪丞。[5]

张思训的“太平浑仪”在宋元时代受到一致称赞,对共评价远远超过“水运仪象台”。苏颂说:“旧法日月行度,皆人所运,新制成千自然,尤为精妙。”宋袁褧说: “其制与旧仪不间,最为巧捷。”[6]这些评价完全符合实际,“太平浑仪”颇多创造性,在我国天文仪器史上占有重要地位。

“太平浑仪”的构造与后来的“水运仪象台”非常相近,在“水运仪象台”的基础上逆推对于理解“太平浑仪”有极大的好处。为此,有必要先把“水运仪象台”做个概要介绍。

“水运仪象台”分上、中、下三层,上层安装浑仪,完全采用李淳风的六合仪、三辰仪和四游仪三重。井于“三辰仪上设天运环,以水运之”,使三辰仪运转。中层为浑象与地柜,浑象半在地上半在地下,其上绘有全天恒星1464颗,东西绕以黄赤二道、二十八舍相距于四方,日月五星所行,在浑球中南北方向贯以枢轴并使其正对北极不动点。下层是报时系统叫做“木阁”,又分五层,“第一层,时初木人左摇刻铃,至中击鼓,时正右扣钟。第二层木人出报时初及时正。第三层:木人出报十二时中百刻。第四层,夜漏击金钉。第五层;分布木人出报夜漏箭。”木阁的正面做成塔形,内部为“昼夜机轮”由垂直立千水平放设的“地极”上的轮机轴和以它为轴的上下水平排列的“钟鼓轮”、“初正轮”、“百刻轮”、“拨牙轮”、“金钰轮”、“夜箭轮”、“更等轮”及顶端的“天轮”所组成,报时的木人立在相应的轮盘上绕轮机轴旋转,按时出现在各层的正而塔窗中进行报时。“地极”之上还有两个“天足”垫支着。轮机轴全长宋尺一丈九尺兀寸,在“天轮”之下有一个“天束”,是一水平安装的长条形木板,两端由两立柱支架,轮机轴从“天束“正中间的圆孔里穿过,“天束”起约束轮机轴直立的作用。“天轮”上与浑象“天运轮”相接千轮之南柄,上衔“天轴”,由“天轴”拨其千使浑象运转。“天轴”在“天轮”与“天运轮”中间起调节方向的作用,即使“天轮”与“天运轮”的运转具有相同方向。

水运仪象台
水运仪象台
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张思训的太平浑仪
在我国天文仪器发展史上,有许多杰出的发明创造对世界科学的发展产生过积极影响。但是也有些重要成果,由于人们研究和宣传不够,而被人们所忽略,张思……
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