渾儀是一種專門用於觀測星星等天體方位的儀器。
無論是簡單的還是複雜的渾儀,都是由一些窺管與一些環圈構成的。表演天體運動的儀器主要是渾象等。
窺管,顧名思義,就是直接用來觀測天體的一根管子,很可能最初是起源於竹管,後來進化為銅管。如果在管子裏裝上一組透鏡,就是現代的望遠鏡了。窺管本身也安裝在一個環圈上,能夠自由地任方向轉動,所以這個環圈被稱為四遊環。再有其他的環,就都是表示天體的不同坐標。環圈上都有刻度,通過窺管的轉動,就能在環圈上讀到不同的數值,這也就是星星等天體的方位數值。
在天文學上,根據不同的需要,建立起了許多的天體坐標圈。但不同的國家與地區,都會選擇一個不同的主要基準坐標。如我國古代選擇的是赤道坐標,而西方選擇的是黃道坐標,從而形成了不同的天文坐標體係。這當然是自然形成的不同風格。古代中國最早的渾儀產生在戰國時代,它的結構當然是很簡單的,很可能隻有一個赤道環與一個四遊環(環上自然裝有窺管),甚至有可能隻有一個赤道環與窺管。
後來的發展,主要是複雜化,增加越來越多的環圈。環圈增加的好處,就是一次觀測能獲得更多的數據。但環圈的越來越多,也有它的缺陷,就是過於擁擠,使得觀測十分的不便。於是,就有了恢複簡略的變革,但這個變革決不能是倒退。元代的著名科學家郭守敬,在1276年底將複雜的渾儀一分為二,使其成為兩個互相獨立而又有機相聯的裝置,稱之為“簡儀”。簡儀的結構,不僅在當時居於世界領先地位,而且也是現代赤道式天文望遠鏡的鼻祖,這是我們的先人對世界天文學的一個重大貢獻!
渾象則是一種演示天體狀況與教學的儀器,也就是現代天球儀的鼻祖。渾象的主體是一個象征天球的圓球,上麵繪刻有諸多的星星,使人們不管白天或黑夜都能直觀而形象地看到各種天體在天空中的實際位置。
第一台渾象,是公元前1世紀西漢早期的耿壽昌創製的。到東漢時期,著名的科學家張衡又發明了第一台水運渾象。這是以水流為動力,通過一係列的連杆與齒輪的傳動與“瑞輪鋆英”的時間控製裝置,使得整個渾象能與實際天象同步運轉,這更是絕妙的創造!到三國時期,葛衡又獨辟蹊徑地發明了“假天儀”。他將渾象放大、掏空,使人能夠進入球體內,球壁上天體所在的位置則打穿。這樣,人在裏麵,就宛如真的在夜空中遙望星星一般。這個發明創造真是令人叫絕,堪稱現代天文館中天象儀的始祖。
言行導航
渾儀是一種專門用於觀測星星等天體方位的儀器。它的發展首先是複雜化,增加越來越多的環圈。環圈增加的好處,就是一次觀測能獲得更多的數據。但環圈的越來越多,也有它的缺陷,就是過於擁擠,使得觀測十分的不便。於是,就有了恢複簡略的變革,但這個變革決不能是倒退。元代的著名科學家郭守敬,將複雜的渾儀一分為二,稱為“簡儀”。可見,無論是簡單化還是複雜化,其出發點還是為了更好的觀測。我們如果要進行發明創造,就應記住這個原則。