马伟宏 2008年04月26日 19:30
浑仪,中国铜铸天文仪器,主要用于测定天体的赤道坐标,也能测黄道经度和地平坐标。公元1437年仿制,现陈列于南京紫金山天文台(如图)。
“浑仪”是我国古代的一种天文观测仪器。在古代,“浑”字含有圆球的意义。古人认为天是圆的,形状像蛋壳,出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸,地球则是蛋黄,人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置。因此,把这种观测天体位置的仪器叫做“浑仪”。它是由一重重的同心圆环构成,整体看起来就像一个圆球。有资料表明,在公元前4世纪中叶,中国就已经使用浑仪观测天象了,比古希腊约早60年。
浑仪的最基本构件是四游仪和赤道环。四游仪由窥管和一个双重的圆环组成。窥管是一根中空的管子,类似于近代的天文望远镜,只是没有镜头。
最初,浑仪的结构很简单,只有三个圆环和一根金属轴。最外面的那个圆环固定在正南北方向上,叫做“子午环”;中间固定着的圆环平行于地球赤道面,叫做“赤道环”;最里面的圆环可以绕金属轴旋转,叫做“赤经环”;赤经环与金属轴相交于两点,一点指向北天极,另一点指向南天极。在赤经环面上装着一根望筒,可以绕赤经环中心转动,用望筒对准某颗星星,然后,根据赤道环和赤经环上的刻度来确定该星在天空中的位置。
后来,古人为了便于观测太阳、行星和月球等天体,在浑仪内又添置了几个圆环,也就是说环内再套环,使浑仪成为多种用途的天文观测仪器。浑仪是现代天文观测仪器的始祖。
浑仪的改进和完善,经历了一个由简而繁,而又由繁而简的历程。从汉代到北宋,浑仪的环数不断增加。首先增加的是黄道环,用以观测太阳的位置。接着又增加了地平环和子午环,地平环固定在地平方向,子午环固定在天体的极轴方向。这样,浑仪便形成了二重结构。唐代起,浑仪又发展成三重结构。最外面的一层叫六合仪,由固定在一起的地平环、子午环和外赤道环组成,因东西、南北、上下6个方向叫六合,故名。第二重叫三辰仪,由黄道环、白道环和内赤道环组成,可以绕极轴旋转。其中白道环用以观测月亮的位置。最里层是四游仪。北宋时,又增加有二分环和二至环,即过二分(春分、秋分)点和二至(夏至、冬至)点的赤经环。
多重环结构的浑仪虽是一杰出的创造,在天文学史上也起过重要的作用,但其自身也存在着两大缺陷。一是要把这么多的圆环组装得中心都相重合,十分困难,因而易产生中心差,造成观测的偏差。一是每个环都会遮蔽一定的天区,环数越多,遮蔽的天区也越大,这就妨碍观测,降低使用效率。
现在,人们还可以在南京紫金山天文台,看到明代正统二年到七年(1437~1442)间制造的浑仪 。