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奇观

水运仪象台

Su Song's Astronomical Clock Tower

一座为朝廷历法与礼制而造的水力天文钟,靖康之变后再没有人能把它复原。

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北宋元祐年间苏颂与韩公廉在汴京建造的水力天文钟,1092年建成,复原推算高约12米,上置浑仪,中置浑象,下设报时木人,以水轮和“天衡”擒纵机构驱动。

年代
1088年造木样,1092年建成
地点
北宋·汴京
文明
中华
领域
天文·地理·航海、材料·化学·制造

为台三层,上设浑仪,中设浑象,下设司辰,贯以一机,激水转轮,不假人力。时至刻临,则司辰出告。

—— 《宋史·苏颂传》(卷三百四十,1345年成书)
《新仪象法要》中的水运仪象台内部结构图,可见驱动全台的枢轮、供水的天池与浑象。据李约瑟转载。
《新仪象法要》中的水运仪象台内部结构图,可见驱动全台的枢轮、供水的天池与浑象。据李约瑟转载。公有领域,维基共享资源 来源

历史

所谓水运仪象台,是一座用水力驱动、把天文观测、天象演示和报时合为一体的木构高台。元祐元年(1086)冬苏颂受命考订浑仪,举荐韩公廉负责机械设计;次年设局,元祐三年(1088)先后造成小样和原大木样,安置于集英殿昼夜校验;元祐四年三月诏令改用铜铸,元祐七年六月建成,召宰执观看。台分三层,顶层平台放置观测用的浑仪,上覆可拆卸的板屋;中层是半露于木柜之上、随天旋转的浑象;下层前部是五层木阁,木人按时摇铃、扣钟、击鼓,并出牌报告时辰与刻数。动力来自直径一丈一尺的枢轮,轮上挂36个受水壶,水以恒定流量注入,每个水壶注满到一定重量,便压动杠杆组,由“天衡”“天关”放行枢轮转过一格,随即重新卡住,李约瑟称之为“水轮联动擒纵机构”;运动再经长一丈九尺五寸的铁链“天梯”传到顶层的浑仪。1127年金军攻陷汴京后把它拆运到燕京,机轮、报时木人等部件逐渐弃毁,只有铜浑仪立在太史局的候台上,1214年金朝南迁时也被丢弃。

史论

讨论水运仪象台,常集中在擒纵机构上。李约瑟视之为欧洲机械钟擒纵的先驱,并推测有关消息可能传到西方;兰德斯批评这一推测缺乏证据,并指出它的计时基准仍是恒定的水流,擒纵只是把水的重量分批放行,与欧洲以摆动部件控制节拍的擒纵属于不同思路,两者之间没有已知的传播路径。争议较少的是它的性质。它是太史局的法器,用来校验天象、支撑历法、显示天命所归,并不为公众报时,所以随政权兴替而存亡。南宋绍兴年间朝廷曾召苏颂之子苏携依父书仿制,未能成功,朱熹也曾钻研水运之法而不得要领,《宋史》说苏颂之书于尺寸多不记载。今天能看到的可运转实物,如台中自然科学博物馆的原尺寸复原,都是现代依据《新仪象法要》的重建。

关联

前因1

互相呼应2

参考文献

考据说明部分存疑