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。
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)

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。
关联
参考文献
- Joseph Needham, Wang Ling and Derek J. de Solla Price,Heavenly Clockwork: The Great Astronomical Clocks of Medieval China (2nd ed., with supplement by John H. Combridge, 1986)(1960)
- 苏颂,新仪象法要(四库全书本)(约1094—1096)
- 王应麟;脱脱等,玉海·卷四“元祐浑天仪象”;金史·历志下(卷二十二)(13世纪;1344)
- David S. Landes,Revolution in Time: Clocks and the Making of the Modern World(1983)
考据说明部分存疑
- 台高约12米,是依据书中尺寸推算的复原数值。
- 木样与铜仪完成的月份,依据《玉海》所引的《会要》。
- 水运仪象台的擒纵机构能否与欧洲机械钟的擒纵相提并论,尚有争议。
- 南宋仿制失败的记载见于《宋史·天文志》。
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。