浑仪

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  中国科学院紫金山天文台(即南京紫金山天文台)于1934年9月建成,其前身是成立于1928年2月的国立中央研究院天文研究所.它是我国自己建立的第一个现代天文学研究机构,被誉为“中国现代天文学的摇篮”.到南京紫金山天文台参观,人们会看到许许多多奇特的古代仪器,浑仪就是其中之一(如图1).
  我们在图1中所看到的浑仪建造于明代,是我国珍贵的文化遗产.它高约2.75 m,长约2.48 m,宽约2.46 m,用青铜铸成,结构牢固,工艺华美,近看高大,远看玲珑,是我国古代科学技术、冶铸技巧、机械制造等方面高度发展的结晶,真是巧夺天工的天文仪器,罕见的艺术珍品.
  浑仪是我国古代的一种天文观测仪器,是以浑天说为理论基础制造的.浑天说是我国古代的一种重要宇宙理论,认为“浑天如鸡子,天体圆如蛋丸,地如鸡中黄”,也就是说天是圆的,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.浑仪将天的大圆分为365.25°,浑天旋轴两端分别称为南极、北极,赤道垂直于天极,黄道斜交着天的大圆,黄赤道交角为24°.浑仪正是以此为基础而设计的.
  
  我国浑仪的发明大约是在公元前4世纪至公元前1世纪之间(即战国中期至秦汉时期).早期的浑仪比较简单,只有三个圆环和一根金属轴(如图2).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,为了便于观测太阳、行星和月球等天体,历代天文学家又对浑仪进行了改进,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.到了唐代,天文学家李淳风设计了一架比较精密完善的浑天黄道仪,整个仪器分为三层,外层叫六合仪,包括地平圈、子午圈和赤道圈;中层叫三辰仪,是由白道环、黄道环和赤道环构成;里层叫四游仪,包括一个四游环和窥管.现存明制浑仪基本就是这种结构,所不同的是取消了三辰仪中的白道环,而加上了二分环和二至环.
  在岁月沧桑中,浑仪饱经风霜.1900年八国联军进占北京,德军将浑仪抢到德国波茨坦,到1921年才归还我国.“九一八”事变后,浑仪迁至南京紫金山,日军占领南京后肆意损毁仪器,新中国成立后,这些仪器才得到很好的保护.
  责任编辑 蔡华杰
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