渾天儀
渾天儀是渾儀和渾象的總稱。渾儀是測量天體球面坐標的一種儀器，而渾象是古代用來演示天象的儀表。它們是我國東漢天文學家張衡所制的。
渾儀模仿肉眼所見的天球形狀，把儀器制成多個同心圓環(huán)，整體看猶如一個圓球，然后通過可繞中心旋轉(zhuǎn)的窺管觀測天體。渾儀的歷史悠久，有人認為西漢落下閎、鮮于妄人、耿壽昌都造過圓儀，東漢賈逵、傅安等在圓儀上加黃道環(huán)，改稱“黃道銅儀”。早期結(jié)構(gòu)如何已沒有記載。而最早有詳細結(jié)構(gòu)記載的是東晉史官丞南陽孔挺在光初六年，即公元323年所造的兩重環(huán)銅渾儀，這架儀器由六合儀和四游儀組成。到了唐貞觀七年，即公元633年，李淳風增加了三圾儀，把兩重環(huán)改為三重儀，成為一架比較完備的渾儀，稱為“渾天黃道儀”。
唐朝以后所造的渾儀，基本上與李淳風的渾儀相似，只是圓環(huán)或零部件有所增減而已。隨著渾儀環(huán)數(shù)的增加，觀測時遮蔽的天區(qū)愈來愈多，因此，從北宋開始簡化渾儀，到了元朝郭守敬則對渾儀進行徹底改革，創(chuàng)制出簡儀。
渾象的構(gòu)造是一個大圓球上刻畫或鑲嵌星宿、赤道、黃道、恒穩(wěn)圈、恒顯圈等，類似現(xiàn)今的天球儀。渾象又有兩種形式，一種形式是在天球外圍---地平圈，以象征地。天球轉(zhuǎn)動時，球內(nèi)的地仍然不動?，F(xiàn)代著作中把這種地在天內(nèi)的渾象專稱為“渾天象”。通常認為渾象最初是由西漢耿壽昌創(chuàng)制。東漢張衡的渾象是他設計的漏水轉(zhuǎn)渾天儀的演示部分。以后，天文學家還多次制造過渾象，并且和水力機械聯(lián)系在一起，以取得和天球周日運動同步的效果。唐代的一行和梁令瓚，宋代蘇頌和韓公廉等人，把渾象和自動極時裝置結(jié)合起來，發(fā)展成為世界上最早的天文鐘。
關于天體結(jié)構(gòu),曾有三種學說,即宣夜說,廿天說,渾天說。渾天說認為天是一個圓球,把地包在球中,圓球不停轉(zhuǎn)動。此說近于實際,故為史官所用。
渾天說的代表人物,是東漢的太史令張衡。他不但是有名的文學家和反讖緯的思想家,也是杰出的科學家。張衡在西漢天文學家落下,耿壽晶等人創(chuàng)造的渾天儀的基礎上,設計了一種(漏水轉(zhuǎn)渾天儀)。這種渾天儀于順永建五年前創(chuàng)制,是早期的渾天儀。
渾天儀是用精銅鑄成的球體模型。它利用齒輪,帶動渾象繞軸旋轉(zhuǎn),并使渾象的轉(zhuǎn)動與地球的周日運動相等,這樣就可以把當時肉眼能觀測到的天體現(xiàn)象,幾乎全部表示出來。人們坐在屋里看儀器,可以清楚地觀察到日月星辰起落的現(xiàn)象,這在當時確是一項了不起的創(chuàng)造。后來,在此基礎上,先后經(jīng)過唐代僧一行,未代張思訓和蘇頌等人的改進,制造了世界上最早天文鐘,在中國科技史上又寫上了光輝的一筆。
到了唐貞觀七年,天文學家李淳風在東晉史官丞南陽孔挺所造的(兩重環(huán)銅渾儀)的基礎上,增加了三辰儀,把兩重環(huán)改為三重環(huán),成為一架比較完備的渾儀,稱為(渾天黃道儀)。三重環(huán)分別為:一,外重環(huán),包括地平環(huán),子午還,赤道環(huán),總為(六合);二,中間重環(huán),包括黃道環(huán),赤道環(huán),白道環(huán),總稱為(三辰儀),各環(huán)之間的相對位置固定,而整個環(huán)組則可以繞軸旋轉(zhuǎn);三,內(nèi)重環(huán),包括極軸,赤經(jīng)只環(huán),窺管,總稱為(四游儀)。唐代以后所造的渾天儀,基本上與李淳風的渾天儀相似,只是規(guī)環(huán)或零部件有所增減而已。從北未開漿,渾天儀漸漸簡化,到了元代,郭守敬更進行徹底改革,創(chuàng)制出(簡儀)?，F(xiàn)時陳列在中國科學院紫金山天文臺的一具渾天儀,為明英完正統(tǒng)二年到七年間仿制而成的。左圖為北京古觀象臺,當中位于中間的是建于明正統(tǒng)七年的渾天儀。
