第三層木閣專刻報的時間。共有96個司辰木人,其中有24個木人報時初、時正,其餘木人報刻。比如子正的和醜初的初刻、二刻、三刻等。
第四層木閣報告晚上的時刻。木人可以根據四季的不同擊鉦報更數。
第五層木閣裝置有38個木人,木人位置可以隨著節氣的變更,報告昏、曉、日出以及幾更等詳細情況。
5層木閣裏的木人能夠表演出這些精彩、準確的報時動作,是靠一套複雜的機械裝置“晝夜輪機”帶動的。而整個機械輪係的運轉依靠水的恒定流量,推動水輪做間歇運動,帶動儀器轉動,因而命名為“水運儀象台”。
蘇頌主持創製的水運儀象台是當時我國傑出的天文儀器,也是世界上最古老的天文鍾。
國際上對水運儀象台的設計給予了高度的評價,認為水運儀象台為了觀測上的方便,設計了活動的屋頂,是現在天文台活動圓頂的祖先。
李約瑟在深入研究了水運儀象台之後,曾改變了他過去的一些觀點。他在《中國科學技術史》中說:
我們借此機會聲明,我們以前關於“鍾表裝置……完全是14世紀早期歐洲的發明”的說法是錯誤的。使用軸葉擒縱器重力傳動機械時鍾是14世紀在歐洲發明的。可是,在中國許多世紀之前,就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動機械時鍾。
渾象一晝夜自轉一圈,不僅形象地演示了天象的變化,也是現代天文台的跟蹤器械轉儀鍾的祖先;水運儀象台中首創的擒縱器機構是後世鍾表的關鍵部件,因此它又是鍾表的祖先。
從水運儀象台可以看出,我國古代力學知識的應用已經達到了相當高的水平。
[旁注]
韓公廉 北宋時期人。活躍於11世紀後期。韓公廉是水運儀象台和假天儀的主要設計者,他參與製造的這兩件儀器,經近人研究,均具有許多開創性的設計構思,如前者中的水運渾象是世界天文鍾的直接祖先,後者則是近代天文館中星空演示的先驅。
州學 宋代在州中設立的學校。宋代州學在宋代各地的文化活動中,城鎮扮演了重要角色,各種形式的官辦教育基本集中於城鎮,尤其是州縣城市。州縣學是宋代官辦教育的主體,盡管其教育對象麵向城鄉求學者,但這類學校均設在州縣,因而成為城市教育的主要組成部分。
時初 古時人們將一個時辰分為8刻,就有時初、時正、時末的分別。比如,子時是夜半,又名子夜、中夜,是12時辰的第一個時辰。它的時間是夜晚23時至1時,時初就是23時,時正就是夜半零時,時末就是1時。其他12時辰類推。
鉦 我國古代打擊樂器。形似鍾而狹長,上有柄,用銅製成,可執柄敲擊,幾個大小不同的鉦組合在一起,成為“編鉦”。我國古代曾使用“擊鼓進軍”、“鳴金收兵”來指揮戰鬥。“鳴金”中的“金”就是指軍隊中作戰作信號用的樂器鉦。
轉儀鍾 是驅動望遠鏡以天體周日運動的速度繞極軸旋轉的機械轉動裝置。19世紀時,儀器轉動的動力來自重錘或發條,儀器速度的恒定也是靠機械離心調速來達到。現代的大型望遠鏡或普及型望遠鏡一般都采用各式的電機驅動,經過變速而達到恒動的目的。
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水運儀象台完成後,蘇頌又在翰林學士許將的提議及家藏小樣的啟發下,決定製造一種人能進入其內部觀察的儀器,儀器的具體推算設計由韓公廉負責。
此儀象經數年製作而成,它的天球直徑有一人高,結構可能為竹製,上糊絹紙。球麵上相應於天上星辰的位置處鑿了一個個小孔,人在裏麵就能看到點點光亮,仿佛夜空中的星星一般。
當懸坐球內扳動樞軸,使球體轉動時,就可以形象地看到星宿的出沒運行。這是我國曆史上第一架記載明確的假天儀。
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