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張衡

   張衡所做的渾天儀是一種演示天球星象運動用的表演儀器。它的外部輪廓有球的形象,合于張衡所主張的渾天說,故名之為渾天儀。這架渾天儀在《晉書·天文志》中有三處記載。一處是在“天體”節中,其中引到晉代科學家葛洪的話說:“張平子既作銅渾天儀,于密室中以漏水轉之,令伺之者閉戶而唱之。其伺之者以告靈臺之觀天者曰:璇璣所加,某星始見,某星已中,某星今沒,皆如合符也。”在“儀象”一節中又有一段更具體的細節描寫:“張衡又制渾象。具內外規,南北極,黃赤道。列二十四氣,二十八宿,中外星官及日、月、五緯。以漏水轉之于殿上室內。星中、出、沒與天相應。因其關戾,又轉瑞輪■莢于階下,隨月盈虛,依歷開落。”這里又稱為渾象,這是早期對儀器定名不規范的反映,并不表示與渾天儀是兩件不同的儀器。第三處則在“儀象”體之末,說到張衡渾天儀的大小:“古舊渾象以二分為一度,凡周七尺三寸半分也。張衡更制,以四分為一度,凡周一丈四尺六寸一分。”
  從這三段記載可知,張衡的渾天儀,其主體與現今的天球儀相仿。不過張衡的天球上畫的是他所定名的444官2500顆星。渾天儀的黃、赤道上都畫上了二十四氣。貫穿渾天儀的南、北極,有一根可轉動的極軸。在天球外圍正中,應當有一條水平的環,表示地平。還應有一對夾著南、北極軸而又與水平環相垂直的子午雙環,雙環正中就是觀測地的子午線。天球轉動時,球上星體有的露出地平環之上,就是星出;有的正過子午線,就是星中,而沒入地平環之下的星就是星沒。天球上有一部分星星永遠在地平環上轉動而不會落入其下。這部分天區的極限是一個以北極為圓心,當地緯度為半徑的小圓,當時稱之為內規。仿此,有一以南極為中心,當地緯度為半徑的小圓,稱之為外規。外規以內的天區永遠不會升到地平之上。
  張衡天球上還有日、月、五星。這7個天體除了有和天球一道東升西落的周日轉動之外,還有各自在恒星星空背景上復雜的運動。要模擬出這些復雜的運動遠不是古代的機械技術所能做到的。因此,應該認為它們只是一種綴附在天球上而又隨時可以用手加以移動的一種附加物。移動的目的就是使日、月、五星在星空背景上的位置和真正的位置相適應。
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