
嘿,大家好!今天咱们来聊聊元代那些超厉害的天文仪器,尤其是郭守敬的简仪,这可暗藏着蒙元版的 “星际导航系统” 呢,老有意思啦!
元代在天文历法这块那可是下了大功夫。先是建天文台,像至元八年(1271 年)就搞了上都天文台,这可是最早的回回天文台。为啥建它呢?原来阿拉伯天文学家札马鲁丁有渊博的天文学知识,忽必烈一高兴,就把他编的《万年历》颁行北方,还让他制造了 7 种精巧的天文仪器放在这天文台里。后来,至元十六年(1279 年)又整出了大都天文台,这可不得了,规模、人员、设备啥的,在当时那都是世界上最大、最多、最完善的。这底层是太史院长官办公的 “官府”,中层藏着多种天文仪器和历代天文图集,顶层平台上,就摆着郭守敬设计的简仪、正方案和仰仪等,用来搞实际观测。
说到简仪,那可太牛啦!这是郭守敬在至元十三年(公元 1276 年)搞出来的,是测量天体位置的神器。他是咋弄的呢?原来是把复杂的浑仪给改革、简化了。浑仪虽说一直是重要的测天工具,可装配复杂,环圈还交错,观测起来不方便。所以从北宋开始就有人想改造它,到了金元时期,简仪就诞生啦。金章宗承安四年(公元 1276 年),有个叫丑和尚的人还向朝廷进呈天文仪器图纸,里面就有 “简仪” 这一项,不过后来也不知道做出来没。
郭守敬整的这个简仪,把地平坐标和赤道坐标分成两个独立装置,因为每个装置都简单,所以叫简仪。你瞧,赤道装置里,四游双环的两面刻着周天度数,中间夹着窥管,这窥管能绕四游双环中心转。转动四游双环和窥管,就能观测空中任何方位的天体。地平装置呢,阴纬环代表地平圈,刻着方位;垂直立在阴纬环上的立运双环代表地平经圈,能绕轴旋转,双环中间也有窥管,能绕立运环中心转,这就能同时测量天体的地平方位和地平高度。这么一来,除了北天极附近,整个天空都能看得清清楚楚。
明制简仪总高 2202 毫米、总重 14 吨,主要由赤道装置和地平装置这两个互相独立的装置,再加上支架组成。赤道装置就保留了浑仪里的四游、赤道、百刻三个环,北高南低的两个支架托着正南北方向的极轴,四游双环绕极轴转,中间夹着窥管。南端赤道环面上还有两根铜条叫界衡,和北极轴用细线连着,构成两个赤经平面。地平装置又叫立运仪,在赤道装置北面支柱的横梁底下,有固定的地平环(阴纬环)、能旋转的立运环和窥衡(望筒)。简仪以长方形铜铸框架为基座,四角和中梁部位有四条龙柱和四条云柱支撑,极轴倾斜,北极轴在云柱交叉呈 “A” 形的支架顶端,南极轴及百刻环用云柱交叉呈 “X” 支架和龙柱支承。
这简仪用起来也方便。赤道装置的四游环能测去极度,和赤道环及界衡一起能测入宿度,和百刻环、界衡又能测地方真太阳时,通过计算还能算出黄道坐标,所以黄道圈就省了。而且郭守敬还在赤道环和百刻环之间放了四个圆形短铜棍,把滑动摩擦变成滚动摩擦,转起来更省力。他还在赤道装置上装了候极仪,校正仪器极轴方向,大大提高了观测精确度。
从影响和成就来说,现代化天文台内大望远镜的赤道装置,还有近代工程测量、地形测量、实用天文测量用的经纬仪,甚至航空导航用的天文罗盘,它们最早的基本型式都和简仪有关,现存明制简仪就是最完整的原型。简仪可是中国首先发明的赤道装置,比欧洲人用赤道装置早 500 年左右,比西方丹麦天文学家第谷的同类仪器早 300 多年,简直太牛了!
可惜的是,康熙五十四年(公元 1715 年),德国传教士纪理安为了制造地平经纬仪,把浑仪、简仪等仪器当废铜给熔毁了。现在咱们能看到的,是明代正统二年到七年间的复制品,放在南京紫金山天文台。
你看,元代的天文仪器,特别是郭守敬的简仪,就像一个蒙元版的 “星际导航系统”,在当时的天文观测和研究中发挥了巨大作用,对后世的天文仪器发展也影响深远。不得不佩服古人的智慧啊!好啦,今天关于元代天文仪器考古,特别是郭守敬简仪的事儿就讲到这儿啦。大家记得点赞关注,祝点赞关注的朋友们都发大财哟!