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第2章 第163 張衡渾天儀介紹（第1頁）

關于張衡的渾天儀，這里為您提供一份全面而清晰的介紹。

張衡（公元78-139年），東漢時期偉大的科學家、文學家和發(fā)明家，他發(fā)明的渾天儀（又稱“漏水轉渾天儀”）是世界天文史上里程碑式的儀器。它不僅是世界上第一臺利用水力驅(qū)動、能夠精確實時演示天象的儀器，也是現(xiàn)代天文館中天象儀的鼻祖。

一、渾天儀的構成與工作原理

張衡的渾天儀是一個集機械傳動、計時和天體演示于一體的復雜系統(tǒng)。

1。核心結構：渾象

·這是一個巨大的銅球模型，代表我們看到的天球。

·銅球上精刻了南北極、黃道、赤道、二十四節(jié)氣、二十八宿（中國古代星群劃分體系）以及日月星辰等所有當時已知的重要天文標記。

·銅球可以繞著一根貫穿其南北極的軸轉動，模擬天球的日常旋轉。

2。動力系統(tǒng)：水力驅(qū)動

·這是最革命性的部分。張衡利用中國古代先進的漏壺（一種利用水滴計時的工具）作為穩(wěn)定水源。

·水流持續(xù)沖擊一個名為“瑞輪蓂莢”的葉輪，通過一套復雜的齒輪傳動系統(tǒng)，將水流的穩(wěn)定動力轉化為銅球的旋轉動力。

3。演示效果：與天同步

·通過精確的齒輪比例計算，這套裝置使得銅球一天恰好旋轉一周。

·這意味著，坐在屋內(nèi)的觀測者，看著室內(nèi)緩緩轉動的渾象，就能知道窗外真實天空中的星辰到了哪個位置。它完美地將時間的流逝（由漏壺計量）與空間的運動（天球旋轉）聯(lián)系在了一起。

二、誕生的背景：渾天說

張衡發(fā)明渾天儀并非憑空想象，而是基于當時先進的宇宙理論——“渾天說”。

·渾天說思想：該學說認為天地結構像一個雞蛋，“天”如蛋殼，是圓球形的（渾圓如彈丸）；“地”如蛋黃，位于天球中央，靜止不動。天球圍繞著地球日夜不停地旋轉。

·從理論到實踐：張衡是“渾天說”的集大成者。他將這一套理論哲學，通過精密的機械裝置實物化、可視化，從而證明了該理論的合理性，并將其用于實際的天文觀測和歷法推算。

三、歷史意義與成就

1。世界最早的機械天文鐘：比歐洲最早出現(xiàn)的機械天文鐘早了約一千年。它將時間計量與天體運動演示完美結合。

2。天文館的始祖：其功能與現(xiàn)代天文館的天象廳完全一致，即在一個封閉空間內(nèi)模擬真實的星空。

3?？茖W思想的飛躍：它代表了從單純觀測到利用機械模型來理解和預測自然現(xiàn)象的質(zhì)的飛躍，體現(xiàn)了漢代中國極高的數(shù)學、機械制造和天文學水平。

4。實用價值：它不僅用于演示，還能幫助校準歷法，其精確的運轉可以為觀測和計算提供參考。

四、失傳與復原

非常遺憾的是，張衡的渾天儀原件和他的詳細制造圖紙早已失傳于歷史長河中。我們今天對其的了解，主要來源于《后漢書·張衡傳》等歷史文獻中的文字記載。

后世的中國科學家，如唐代的僧一行和元代的郭守敬，都曾根據(jù)文字記載成功復制或改良過渾天儀。現(xiàn)今位于南京紫金山天文臺的一對渾儀和簡儀（明代制造，保存完好），就是在其思想影響下發(fā)展的后代產(chǎn)物，但它們主要是觀測儀器，而非張衡那種水力驅(qū)動的演示儀器。

總結來說，張衡的渾天儀是人類將科學理論、機械工程和藝術想象融為一體的偉大嘗試。它不僅是中華古代科技文明的璀璨明珠，更在世界科學史上寫下了光輝的一頁，彰顯了古代中國在天文探索領域的卓越智慧。

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