中國古代的天體測量儀器

2023-03-19 科普知識

　　天體，是對宇宙空間物質的真實存在而言的，也是各種星體和星際物質的通稱。人類發射進并在太空中運行的人造衛星、宇宙飛船、空間實驗室、月球探測器行星探測器等則被稱為人造天體。下面是小編為大家整理的中國古代的天體測量儀器，僅供參考，歡迎閱讀。

　　1、渾儀

　　渾儀是以渾天說為理論基礎制造的測量天體的儀器。我國渾儀的發明大約是在公元前四世紀至公元前一世紀之間（即戰國中期至秦漢時期）。早期的渾儀比較簡單，經過歷代天文學家的改進，到了唐代，由天文學家李淳風設計了一架比較精密完善的渾天黃道儀。整個儀器分為三層，外層叫六合儀，包括地平圈、子午圈和赤道圈。中層叫三辰儀，是由白道環、黃道環和赤道環構成。里層叫四游儀，包括一個四游環和窺管。現存明制渾儀基本就是這種結構，所不同的是取消了三辰儀中的白道環，而加上了二分環和二至環。但渾儀的圈環過于復雜，遮掩天區，影響觀測。

　　2、簡儀

　　元代天文學家郭守敬于公元1276年創制的一種測量天體位置的儀器。因將結構繁復的唐宋渾儀加以革新簡化而成，故稱簡儀。它包括相互獨立的赤道裝置和地平裝置，以地球環繞太陽公轉一周的時間365.25日分度。簡儀的赤道裝置用于測量天體的去極度和入宿度（赤道坐標），與現代望遠鏡中廣泛應用的天圖式赤道裝置的基本結構相同。

　　它由北高南低兩個支架，托著正南北方向的極軸，圍繞極軸旋轉的是四游雙環，四游環上的窺管兩端安有十字絲，這是后世望遠鏡中十字絲的鼻祖。極軸南端重迭放置固定的百刻環和游旋的赤道環。為了減少百刻環與赤道環之間的摩擦，郭守敬在兩環之間安裝了四個小圓柱體，這種結構與近代"滾柱軸承"減少摩擦阻力的原理相同。簡儀的地平裝置稱為立運儀，它與近代的地平經緯儀基本相似。它包括一個固定的陰緯環和一個直立的、可以繞鉛垂線旋轉的立運環，并有窺管和界衡各一。這個裝置可以測量天體的地平方位和地平高度。簡儀的底座架中裝有正方案，用來校正儀器的南北方向。在明制簡儀中正方案改為日晷。

　　3、渾象

　　渾象是一種表演天體視運動的儀器。它把太陽、月亮、二十八宿等天體以及赤道和黃道都繪制在一個圓球面上，能使人不受時間限制，隨時了解當時的天象。白天可以看到當時在天空中看不到的星星和月亮，而且位置不差；陰天和夜晚也能看到太陽所在的位置。用它能表演太陽、月亮以及其他星象東升和西落的時刻、方位，還能形象地說明夏天白天長，冬天黑夜長的道理等。

　　我國的第一架渾象大約是公元前70～50年間耿壽昌創制的。后來歷代都十分重視渾象的制造工作，張衡、一行、蘇頌等許多天文學家都曾進行過設計，這些實物現在都沒有了，僅存的清代天體儀可算是古代渾象的仿制品。

　　4、假天儀

　　一般的渾象，大都是人站在球外邊看，這對于計算坐標和觀察星空有它方便的地方，但對于象征天穹來說，還不夠逼真。宋代的蘇頌、韓公廉共同研制了一個能從內部觀看形象的設備。它在球面相應于天空星象的位置鑿有小孔，人進到球內，可以看到點點光亮如天上繁星，轉動球體，則"中星、昏、晚（曉），應時皆見于竅中。"這種假天儀可說是近代天象儀的祖先。

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