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| 中外科学家发明家丛书：郭守敬 （十四） | 发布于:2014/11/24 | |
| 其次，他创造了一个叫“景符”的仪器，使照在圭表上的日光通过一个 小孔，再照射到圭面上，这样，阴影的边缘就很清楚，可以量取准确的影长， 比以前测量的结果又增加了两位有效数字，因而他的工作是极为精密的。 郭守敬的圭表改进工作大概完成于 1277年，这年冬天已由它来观测日 影。因观测的急需，最初的表竿是木制的，后来才攻成用金属制的。可惜， 这座圭表已毁灭，我们已无法再看到它了。幸而现在河南省登丰县还保存着 一座砖石结构的观星台，其主要部分是郭守敬制造的圭表。这圭表与大都的 圭表又略有不同，它因地制宜，就利用这座高台的一边作为表，台下用 36 块巨石铺成一条长10多丈的圭面。当地人给这圭表起了一个很豪迈的名字， 叫“量天尺”。 圭表的改进只是郭守敬开始天文工作的第一步，以后他还有更多的创造 和发明！下面就谈一谈他对浑仪的改进。 早在战国时代，我国便已有了自己的测天仪器——浑仪。浑仪也叫浑天 仪，是由7、8层环圈套叠起来的一种大型仪器，形状象征着天球。天球是什 么东西呢？当人们抬头观看四周天空时，天穹似半个圆球覆盖着大地，地平 线下似乎还有半个圆球。太阳和月亮好象在这个圆球上东升，西落，并且不 断地在星空背影上交换着位置，星星也好似是缀附在这个圆球面上转动。这 种从视觉反映出来的表面现象，并不代表着实际运动。为了便于记录、计算 和探讨天体运行的现象，就把这天穹叫天球，实际上是不存在的。浑仪便是 模拟天球的测天仪器。仪器上的各个环，有的代表地平线和南北子午线，有 的代表着赤道和黄道等等。仪器中心有轴，两头指向天球的北极和南极。这 些环，有些是固定的，有些则能转动。有的环上刻有刻度、时刻或方位。最 里面的一道叫四游环，能围绕南北极的枢轴旋转。双环中间夹着一根空长管， 外方内圆，能在环缝之间转动，叫做窥管。窥管犹如近代的天文台上的望远 镜，只是没有透镜罢了。若是东西转动四游环，同时南北向转动窥管，能从 窥管中瞄准天球上的任何一点，随便观测哪个天体。 浑仪的作用虽大，却美中不足。用它进行观测，主要靠那根窥管和四游 环。然而，这内环之外，还有6、7道重重套叠围箍着的外环！外层几道环称 为6合仪，中层几道环称为三辰仪，最里面的四游环亦叫四游仪。这些环都 有1、2寸的宽度。人在窥管下好端端地观测时，常常发现要瞄准的天体被一 道环挡住了，实在不方便。有时，会把一个难得的或很巧的观测机会错过去， 那是很遗憾的。这种仪器自发明以来，由简单趋向复杂，已经有着大约 16 个世纪之久。郭守敬根据自己的实际观测经验，针对浑仪的不足之处做了大 胆的革新创造。 郭守敬改造浑仪的主要想法是简化结构。他把这些重重叠叠套装的圆环 省去一些，以免互相掩蔽，阻碍观测。那时候已发明了球面三角法的计算， 有些星体的运行位置可以从数学计算求得，不必在这浑仪中装上圆环来直接 观测。这样，就使得郭守敬在浑仪中省去一些圆环的想法得以实现。 郭守敬只保留了浑仪中最主要也是最必需的两个圆环系统；并且把其中的一组圆环系统分出来，改成另一独立的仪器；把其它圆环完全取消。这样 就根本改变了浑仪的结构。再把原来罩在外面作为固定支架用的那些圆环完 全撤除，用一对弯拱形的柱子和另外四条柱子承托着留在这个仪器上的一套 主要的圆环系统。这样，圆环就四面凌空，一无遮拦了。这种结构，比起原 来的浑仪来，又实用，又简单，所以取名叫“简仪”。简仪的这种结构，同 现代称为“夹图式望远镜”的结构基本上是一致的。在欧洲，象这种结构的 测天仪器，要到18世纪以后才开始从英国流传开来。 |
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