天球仪

天文仪器

天球仪即天球的模型，是一种用于航海、天文教学和普及天文知识的辅助仪器，人们利用它表述天球的各种坐标、天体的视运动以及求解一些实用天文问题。一般在一个圆球面上绘有全天88星座、低至五等星名、主要星云星团、古中国二十八宿及赤道、黄道、赤经圈和赤纬圈等几种天球坐标系的刻度就制成天球。

制作历史

中国天球仪的制作始于元代，由西域天文学家扎马鲁丁为元朝廷督造，球面上反映了地球表面的海、陆分布状况，属于原始的绘制方法。明万历年间意大利传教士利玛窦来华后，为向中国传授古希腊的地圆说，亲自制作天球仪，并著有《坤舆万国全图》。受其影响，明万历三十一年（1603年），学者李之藻制成一架天球仪。约在崇祯三年（1630年），朝廷也制作了一架天球仪。这些天球仪上绘制了经纬网，扩充了我国此前的天球仪上只有27处观测点的纬度，包括了赤道、南北回归线、南北极圈的整个地球纬度，也弥补了我国此前不知经度的空白，并标注了五洲说，使当朝人能以了解西方天文大发现的新知识。

继明之后，清初康熙皇帝敕命在朝的传教士会同一些朝廷官员制作了此件天球仪，球面的图像、刻度及相关的文字叙述等大体沿用利玛窦的绘制方法。这件仪器的制作从一个侧面反映出“地圆说”理论在中国得到巩固，也反映了当时中国对世界天文知识的认识水平。清朝，欧洲钟表传入中国，清代中叶的科学家齐彦槐模仿其结构，用发条作动力，制作出了自动运转报时报刻的计时仪器。在外部铜球上铸有各个星座。天球仪与铜壶滴漏一样，体现了中国古代利用天象计时的特点，但是，天球仪的制造已经受到欧洲钟表制造的影响。

今天出售的除了有天球仪和地球仪外还有表示月球、火星和金星的仪器。多采用透明塑胶制作，标识完全，内部为地球模型，便于理解天球的概念。适用于大、中学校天文、地理教学。适用于航海及科研。利用它来表述天球的各种坐标，天体的视运动以及求解一些实用的天文问题。

利用价值

天球的模型，一种用于航海、天文教学和普及天文知识的辅助仪器，人们利用它表述天球的各种坐标、天体的视运动以及求解一些实用天文问题。球面上绘有亮星的位置、星名、星座以及几种天球坐标系的标志和度数。天球仪上的星象和从天空中看到的星象正好相反,这是由于从天球外看天球仪的缘故,但这对于了解天象并无影响。天球仪上有一根金属轴贯穿球心，代表天轴，轴的两端为天球的北极和南极。天球仪可环绕天轴旋转。天轴装在一个金属圆圈上，这个支撑轴的金属圈代表子午圈（见天球坐标系），将天球仪放在一个座架上，架中的水平圆环代表地平圈。使用者可根据地理纬度在子午圈上调节天极高度，并且能使天球绕极轴转动，从而看出在不同地理纬度上，在不同日期，不同时刻的星空景象以及某一天体的地平经度（方位角）和地平纬度（地平高度）。同样也可以显示出某一天太阳出没的时刻和方位、经天路径、中天时刻、高度和昼夜的长度。天球仪很有实用价值。陈列在中国北京古观象台上有清代铜制天球仪，铸造于1673年，直径2米,球上有恒星一千多颗，是以三垣二十八宿来划分的。一般使用的天球仪，直径在30厘米左右。

假如一台天球仪制造得非常精确的话它可以不变形地从任何角度来显示星空与一个同样大小的地球仪结合在一起它是一台非常精确和准确的计算仪器早在古代天球和地球仪就出现了，托勒密描写过制造天球仪的方法。在中世纪晚期天球仪非常普及。后来的天球仪也非常注重其艺术表现。许多宫廷天文学家为其雇主制作过天球仪。有些天球仪结合在太阳系仪中，带有机械的驱动。奥地利国家图书馆拥有世界上最大的天球仪的收集。

天文应用

在太阳照射下地球自转与公转引起了地球上日照区的移动。这个移动产生了很多天文现象。这些现象对人类生存太重要了。人们需要了解它认识它，了解这些现象的信息。根据这些需要研制了天文天球仪。它仿真地球自转与公转产生的日照区在地球表面的移动。这种移动产生了天文信息——昼、夜、日出、日落、节气（季节）、极昼区域、极夜区域、太阳直射点位置、地方时、世界时、时差等。这些信息都是人们日常生活须知的。过去人们利用钟表、天球仪或地图和日历的综合使用得到了部分信息，但不同区域日出日落的时间、随节气（季节）变化的昼夜长短、日照角度等信息还是无法得到，只能实测或问天文台。天文天球仪能给出这些信息。地球上实际存在着昼夜变化，但天球仪没有这种信息的显示，日出日落的时间只能实测或问天文台。天文天球仪给出了这些信息，可以让你在宾馆、家中或办公室内便予知了。节气（季节）过去由日历给出，天文天球仪不仅给出了节气（季节）而且给出了相应各个地域的日出日落时间和昼夜长短，同时给出了太阳直射点的所在纬度。极昼、极夜区域以前只是在学习地理知识或夏季去高纬地区旅游时才提到。天文天球仪随时给出极昼、极夜区域的信息，这对于旅游事业空前发展的今天有很大的实际意义。人们去高纬地区旅游前就知道极昼、极夜区域的情况了。太阳直射点过去只有在南北回归线之间的人们有体会，广州还有一个太阳到北回归线的测量建筑物。有了天文天球仪人们可以通过它体会太阳直射点的含意。它处在光照区的中心，可以用它的纬度变化反映日照区的纬度移动，显示节气（季节）。地方时、世界时、时差等，以前的显示只是挂了许多钟，标上钟所指时间的城市。这样显示多少城市就要挂多少个钟，太繁琐了，所以往往只给出几个城市的地方时，很不全。也有在地图上挂钟显示的，这就要占很大面积。天文天球仪可以给出全世界地域的地方时、世界时、时差等信息，而且是按时间定义（太阳中心相继两次上中天的间隔时间）给出的，形象逼真。同时给出产生各个天文信息的时间，不仅使人们获得了时间信息，同时又增加了知识。至于地球日照区的形象以前人们是无从知晓的，天文天球仪可以给出仿真它们的形象。人们可以从各个角度去欣赏这大自然的美景，启发你对太空的想象。天文天球仪是个全新的产品，它的使用功能有待进一步开发，会有更多用途的。

天文天球仪的服务对象比较广泛。从行业上说，交通旅游业、教学科普业、科研、军事、工农业、办公、居家等，从规模上说，天文天球仪是系列产品，可大可小，大到大厅甚至广场，小到斗室都可以用。在交通旅游业中用它取代世界钟是最佳方案。大厅摆上它不仅增加了服务功能，也豪华气派了，特别在邮轮大厅中摆上它不仅满足了游客对信息的需求，而且它的艺术造型还焕发了游客对天空、海洋的想象力。教学科普使用它就使书本知识形象化、平面图解立体化、示意轨迹运动化、变严肃的教学兴趣化了。可以大大提高教学效果，缩短教学时间。科学与军事都需要地理天文时间等信息，它可以形象的提供，并提供说明问题的示意方法。工农业生产也需要它，特别是农业更明显，几千年按节气下种，实际上是按日照区的纬度下种。天文天球仪不仅显示节气（季节）同时显示日照角度和每天的光照时间长短。办公与居家都需要知晓日常的天文、时间等信息，它作办公室与居家的陈设品也十分雅致，标致主人的文化素质。特别在住房越来越宽畅的前提下，为它的陈设创造了条件。

相关文物

金嵌珍珠天球仪

年代：清乾隆时期（公元1711—公元1799年）

级别：国家一级文物

现藏于：北京故宫博物院

乾隆时期的稀世珍宝--金嵌珍珠天球仪，是乾隆皇帝命令清宫造办处用纯金打造而成，通高82厘米，工艺精良，极具奢华。

天球仪的球径约30厘米，由金叶锤打的两个半圆合为一体，接缝处为赤道，球的两端中心为南北极。北极有时辰盘，距赤道23度左右。赤道与黄道相交，相交点为春分、秋分。球外正立的圈为子午圈，球体上饰列星辰，位置分布得十分科学。

据乾隆年间的《仪象考成》记载，天球仪有3垣、28宿、300个星座，3242颗星。采用赤金点翠法，以大小不同的珍珠为星，镶嵌于球面之上并刻有星座的名称。比例恰当，位置准确，反映出中国清代高超的天文科技水平。

天球仪的支架成高脚酒杯状，用9条不同姿态的行龙支撑球体，上为4条头上尾下的腾龙擎住球体，下为头下尾上的倒海翻江的降龙，形成支架稳固球体，中间一龙连结上下部分，成游龙抱柱状。9条行龙采用锤牒法，形成中空的圆雕，龙的表面则以抽丝法形成龙鳞、龙髯、龙睛的纹饰。行龙吞云吐雾，形态生动，细部錾雕精细，栩栩如生。

球仪的基座为圆形珐琅盘底座，通体以细丝盘出缠技花纹，嵌以烧蓝和淡蓝的珐琅釉，以丰富多彩的色调改变了纯金的单调。景泰蓝座足又以四个龙首为形，采用高浮雕法，极富装饰性。底座盘上是奔腾的海水波浪，托盘中心则是指南针。支架的9龙与底盘4龙浑然一体，顾盼有神，与底座内奔涌的海水形成群龙共舞，翻江倒海的宏伟气势，科学的严谨和工艺的浪漫和谐集于一体，珠联璧合，是一件绝无仅有的艺术珍品。

这件天球仪高82厘米，藏于故宫博物院。以金为主，天球表面嵌有3242颗宝珠，珠星旁都标有名称，是极其珍贵的文物。我们可以说上面最大的珍珠象征着天上最亮的1等星。然后依次的往下降，最小的是天上的6等星。由西方引进来的。从这个仪器可以看出中西方文化相互交流的特点。

再有一个最大的特点就是外面看是一个天球仪。但是天球仪的球壳里面实际是钟表的机心，在天球仪顶端南部有三个孔。这三个孔放进钥匙之后经过悬拧，天球仪就可以漫漫的旋转。这样就不仅可以看到天球仪是一个天文仪器，还能够生动的看到它不断的旋转，演示出天球仪星象活动的景观。这也是乾隆时期做天球仪的一个新的发展。

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