浑象

表现天体运动的演示仪器

浑象是一种表现天体运动的演示仪器，类似现代的天球仪，是一种可绕轴转动的刻画有星宿、赤道、黄道、恒隐圈、恒显圈等的圆球，浑象主要用于象征天球的运动，表演天象的变化。浑象与浑仪合称为浑天仪。浑象最初是由中国天文学家耿寿昌发明于公元前2世纪中叶的西汉时期。东汉的张衡水运浑象又对后世浑象的制造影响很大，宋朝的水运仪象台则达到历史上浑象发展的最高峰。中国现存最早的浑天仪制造于明朝，陈列在南京紫金山天文台。

词语概念

清代天球仪，1903年制作，直径三尺，嵌有1449颗恒星，沿袭了中国古代的星名和星座划分，南极圈内的星座为明末从西方传入。类似现代的天球仪。又称浑天仪。

宋沈括《梦溪笔谈·象数一》：“浑象，象天之器，以水激之，以水银转之，置於密室，与天行相符，张衡、陆绩所为。”《清史稿·天文志三》：“自古言天之精者，知日月五星为浑象而已。”

南宋史学家李心传于《建炎以来朝野杂记》甲集卷四：浑天仪，古器也。旧京凡四座，每座约用铜二万斤。至道仪在测验浑仪所，皇祐仪在翰林天文局，熙宁仪在太史局天文院，元祐仪在合台。绍兴三年，工部员外郎晋陵袁正功献浑仪木样，命有司制之，太史局请折半制造，计用铜八千四百馀斤。诏工部侍郎提举，後以巡幸不克成。时资州龙水县士人张大橶以木为盖天，言可备军幕中候验。七年汞，席大光为制置大使，献诸朝。其後，上在容中自作浑仪，然制差小。十四年四月，遂命有司制之，内侍邵谔领其事，久之乃成。三十二年，以授太史局焉。

浑象，在天文学上，是古代根据浑天说用来演示天体在天球上的运动及测量黄赤道坐标差的仪器。虽然名称相似，但浑象与浑仪不同。“浑象”又称“浑天仪”，相当于天球仪，用以演示天体运动；而浑仪则用以协助天文观测，有中空的窥管，功能相当于现代的望远镜，只是没有镜片。

历史发展

公元前4世纪，周朝战国时的石申、甘德最早制作浑象。与此同时，希腊人喜帕恰斯和埃拉托斯特尼也发明了浑仪。

西汉宣帝甘露二年（公元前52年），大司农耿寿昌“铸铜为象，以测天文”。

东汉贾逵、傅安等在圆仪上加上黄道环，称为“黄道铜仪”（公元103年诏书造“黄道铜仪”）。

117年东汉天文学家张衡创制浑象，用漏壶滴出的水发动齿轮，带动浑象绕轴旋转，并使浑象的转动与地球的周日运动相等，可以将天象准确的表示出来。

早期曾有木仪，《隋志》引吴太史令陈苗的话说：“先贤制木为仪，各曰浑天。”以后多为金属铸造。

十六国的前赵刘曜光初六年（323年），史官丞南阳孔挺曾铸造铜浑仪。北魏道武帝天兴初年（398年），太史令晁崇修浑仪，用以观测星象。1至明元帝永兴四年（412年），下诏造候部铁仪。

南北朝时，到宋文帝元嘉十三年（436年），太史令钱乐之铸造了一座浑天铜仪，实际上是一座浑象，即天球仪。元嘉十七年（440年）时，钱乐之又制作了一座小浑天。它的形制，亦是“象天运，而地在其中。” 依旧是“安二十八宿中外星官备足”。宋以后的梁代亦制作过浑天象。浑天象、浑象、浑天仪等，在名称上的区分并不严格，它们都是形象化的星图。它的功能与作用都比星图多，制作亦比星图困难。

南宋史学家李心传于《建炎以来朝野杂记》甲集卷四有以下的记载：

浑天仪，古器也。旧京凡四座，每座约用铜二万斤。至道仪在测验浑仪所，皇祐仪在翰林天文局，熙宁仪在太史局天文院，元祐仪在合台。绍兴三年，工部员外郎晋陵袁正功献浑仪木样，命有司制之，太史局请折半制造，计用铜八千四百余斤。诏工部侍郎提举，后以巡幸不克成。时资州龙水县士人张大橶以木为盖天，言可备

军幕中候验。七年汞，席大光为制置大使，献诸朝。其后，上在容中自作浑仪，然制差小。十四年四月，遂命有司制之，内侍邵谔领其事，久之乃成。三十二年，以授太史局焉。

在西方，浑仪在希腊文明中诞生，约公元前3世纪时用作教具。

水运浑象

喜帕恰斯（约前190年-前120年）（可能在1世纪斯特拉波的《地理学》一书里提到，喜帕恰斯著作皆失传）将第一位发明表示天球的浑象归功于希腊人埃拉托斯特尼（前276年-前194年）。然而，汉朝（前202年）大司农耿寿昌于前52年独立发明了浑象，而东汉学者张衡（78年-139年）是第一位将一组由水车传动复杂齿轮用于驱动浑像这种动机付诸实现的科学家。这种水车的动力是由流入的水钟提供持续不断的压力产生。后来张衡在储水器与流入容器间加了个额外的补偿水箱改进了水钟。

历史上最早记载制造浑象的是耿中丞，即耿寿昌，他是西汉宣帝时的大司农中丞，大概是因为农业生产同天象变化关系密切，他对天文学也有研究。

他把从浑天说认识到的天球形象化地表现出来，可见浑象的大体形状应该是个大圆球，在球上布列了许多星辰，大圆球的旋转就表演出天象的变化。可惜，耿寿昌的浑象和著作都未能保留下来，我们无从知道它的具体结构。

有关浑象的最早记载为东汉张衡的《浑天仪图注》。张衡在前人制造浑象的基础上也制作了一架水运浑天仪（又叫“漏水转浑天仪”，），实际上就是一个浑象。那是一个大圆球，周长为1丈4尺6寸1分，相当于4分为1 度，周天共365.25度，上面标有二十八宿中外星官、南北二极、黄赤二道，北极周围有恒显圈，南极附近有恒隐圈，还有二十四节气，日、月、五大行星等。整个浑象以水力推动，与天球转动合拍，这是在我国古代历史上一个很著名的创造。

张衡的仪器当然由于年湮代远而不能见到了，但是张衡浑象的式样已被历代继承下来。

张衡以后许多天文学家，如三国时陆绩、王蕃，南北朝时钱乐三，唐代一行、梁令瓒，元代郭守敬等都曾制造过浑象，而且都同水力和机械联系在一起，以取得与天球的周日转动同步的效果。

历代制造的浑象大都已经毁亡，现存仅有两架，一架在南京紫金山天文台，一架在北京建国门古观象台（南怀仁所造），均是清代铸造的。

组成结构

浑象的基本形状是一个圆球，象征天球，圆球上布满星辰，画有南北极、黄赤道、恒显圈、恒隐圈、二十八宿、银河等等，另有转动轴以供旋转，还有象征地平的圈（在圆球之外）或框，或有象征地体的块（在圆球之内）。

工作原理

浑象是另一种古代天文仪器，主要用于象征天球的运动，表演天象的变化，有时也称浑天象或浑天仪，甚至称为浑仪，同用于观测的浑仪互相混淆。

浑象由于圆球的转动带动星辰也转，在地平以上的部分就是可见到的天象。它把太阳、月亮、二十八宿等天体以及赤道和黄道都绘制在一个圆球面上，能使人不受时间限制，随时了解当时的天象。白天可以看到当时在天空中看不到的星星和月亮，而且位置不差；阴天和夜晚也能看到太阳所在的位置。用它能表演太阳、月亮以及其他星象东升和西落的时刻、方位，还能形象地说明夏天白天长，冬天黑夜长的道理等。

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