閃耀吧！中華寶藏③丨看中國古代“黑科技”如何驚艷世界
更新時間：2023-11-7 20:03:58 來源：大河網(wǎng)
時政要聞
編者按：誰的浮生過往，驚艷了今世年華？透過文物看中原歷史，穿越千年只為體驗(yàn)一朝繁華。即日起，由河南省委網(wǎng)信辦主辦，大河網(wǎng)承辦的“閃耀吧！中華寶藏”網(wǎng)絡(luò)主題宣傳活動正式啟動，通過走進(jìn)河南各地博物館，選取反映中原文明發(fā)展脈絡(luò)的代表性文物，深入挖掘文物背后的故事，讓中華寶藏“活”起來、“火”起來。
大河網(wǎng)訊（記者 趙檬/文 王怡瀟/視頻）晝夜交替，斗轉(zhuǎn)星移。充滿智慧的中國古人在很早以前就開始探索時間的奧秘，發(fā)明了一系列的報(bào)時工具。比如，利用太陽光影來測定時間的日晷以及利用水滴來計(jì)時的銅壺滴漏。
到了宋代，國力強(qiáng)盛，科技人才輩出，古人探索天文地理的能力也達(dá)到了新的高度，發(fā)明出了被稱為中國第五大發(fā)明的“水運(yùn)儀象臺”，在開封博物館的展廳內(nèi)陳列的一個大型的古代設(shè)備即它的模型。11月3日，記者來到開封博物館，與志愿講解員楊瑩一起登上這個“龐然大物”，為大家探尋古代“黑科技”的精妙之處。
為啥說它是“黑科技”
說起鐘表，大家都不陌生。很多人非常喜歡鐘表內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)，認(rèn)為層層疊疊的齒輪咬合有一種獨(dú)具韻味的美感。其實(shí)在我國古代，就已經(jīng)產(chǎn)生過這種齒輪套齒輪的機(jī)械裝置，這就是水運(yùn)儀象臺。
楊瑩介紹道，北宋時期，天文學(xué)家蘇頌和韓公廉等科技達(dá)人組成“科研團(tuán)隊(duì)”，經(jīng)過了多年的努力，終于在北宋元祐七年在汴京(今河南省開封市)制成了這座杰出的天文計(jì)時儀器。它集天文觀測、天象表演（演示）和報(bào)時三種功能于一身，就像是一臺以水力驅(qū)動的小型天文臺。可以說，它不僅是中國古代最精密、最復(fù)雜的儀器之一，也被認(rèn)為是“世界時鐘的鼻祖”。而且，因?yàn)樗\(yùn)儀象臺中應(yīng)用了擒縱器，所以也有一些西方科學(xué)家認(rèn)為這件來自中國古代的精密儀器，很有可能是世界史上首個真正意義的天文鐘。
水運(yùn)儀象臺長啥樣
據(jù)了解，蘇頌在制成水運(yùn)儀象臺后，將全部資料編成《新儀象法要》一書，并配以圖式。據(jù)書中記載，整座水運(yùn)儀象臺高約12米、寬約7米，是一座上狹下廣、呈正方臺形的木結(jié)構(gòu)建筑，共分三層，以扶梯上下。最上層放置渾儀和圭表，用來觀測天象；中層放置渾象，用以演示天象；最下一層放置報(bào)時儀器和全臺的動力機(jī)構(gòu)等。從規(guī)模來看，與其稱其為儀器，倒不如說這是一座天文建筑。
報(bào)時裝置在臺南部，有5層木閣，可以通過搖鈴、打鐘、敲鼓、擊鉦或出現(xiàn)木人等聲像形式，報(bào)告時、刻、更、籌的推移。下層后部是動力裝置，有一個直徑3米多的巨大樞輪，上面裝有36個水斗，樞輪邊上有一個漏水相當(dāng)快的漏壺，壺水流入水斗，斗滿后，樞輪即往下轉(zhuǎn)，在樞輪頂部有一個擒縱裝置，控制著樞輪只能轉(zhuǎn)過一個水斗。樞輪轉(zhuǎn)動后，帶動一根貫通上、中、下3隔的轉(zhuǎn)動軸，并通過齒輪裝置帶動渾儀跟蹤天體，帶動天球儀按24小時一周轉(zhuǎn)動，帶動報(bào)時裝置準(zhǔn)確報(bào)時。
5層木閣里的木人能夠表演出精彩、準(zhǔn)確的報(bào)時動作，是靠一套復(fù)雜的機(jī)械裝置“晝夜輪機(jī)”帶動的。而整個機(jī)械輪系的運(yùn)轉(zhuǎn)依靠水的恒定流量，推動水輪做間歇運(yùn)動，帶動儀器轉(zhuǎn)動。
其中，動力系統(tǒng)的核心是樞輪和天柱，樞輪頂部和邊上附設(shè)一組杠桿裝置，它們相當(dāng)于鐘表中的擒縱器，與歐洲17世紀(jì)出現(xiàn)的錨狀擒縱器在設(shè)計(jì)原理上非常相似，以至于英國著名學(xué)者李約瑟深入研究了水運(yùn)儀象臺之后，在《中國科學(xué)技術(shù)史》中說：“我們借此機(jī)會聲明，我們以前關(guān)于‘鐘表裝置……完全是十四世紀(jì)早期歐洲的發(fā)明’的說法是錯誤的，使用軸葉擒縱器重力傳動機(jī)械時鐘是十四世紀(jì)在歐洲發(fā)明的。可是，在中國許多世紀(jì)之前，就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動機(jī)械時鐘。”
復(fù)刻的腳步從未停止
水運(yùn)儀象臺建成約40年后，北宋滅亡，都城汴梁被金兵攻陷，水運(yùn)儀象臺也隨之被毀，但其影響依然存在。金與南宋都想再把它復(fù)制出來，秦檜就曾派人尋找蘇頌后人并訪求蘇頌遺稿，還請教過朱熹，想把水運(yùn)儀象臺恢復(fù)起來，可是蘇頌遺存的手稿因無人理解其中方法，以致無人能仿造，復(fù)制水運(yùn)儀象臺的事情經(jīng)過歷朝歷代也始終沒有成功。
1958年，中國考古學(xué)家王振鐸最先復(fù)原水運(yùn)儀象臺模型，并發(fā)表《揭開了中國“天文鐘”的秘密》論文并繪制復(fù)原詳圖存世。開封市博物館陳列的水運(yùn)儀象臺是目前國內(nèi)唯一在室內(nèi)完全按照原工藝1∶1比例復(fù)原的模型，儀象臺上方的星空頂是按照蘇頌《新儀象法要》中的星空圖建造的，并采用燈光投影實(shí)現(xiàn)了星空變換演示。
無論是對于時間的越來越準(zhǔn)確地計(jì)算，還是對于天象的不斷探索，都是我們在不斷了解自然的道路上做出的探索。這樣不懈的探索追求深深地刻在我們民族的血脈中，直到今天，我們?nèi)匀蛔咴阡J意創(chuàng)新、不斷求索的探索之路上。
從水運(yùn)儀象臺可以看出我們祖先的智慧，出于對自然的好奇，為了更好地探索自然而建造的水運(yùn)儀象臺，從來都不是簡簡單單的“黑科技”，更多的是對于生活的熱愛和執(zhí)著的追求。
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大河網(wǎng)訊（記者 趙檬/文 王怡瀟/視頻）晝夜交替，斗轉(zhuǎn)星移。充滿智慧的中國古人在很早以前就開始探索時間的奧秘，發(fā)明了一系列的報(bào)時工具。比如，利用太陽光影來測定時間的日晷以及利用水滴來計(jì)時的銅壺滴漏。
到了宋代，國力強(qiáng)盛，科技人才輩出，古人探索天文地理的能力也達(dá)到了新的高度，發(fā)明出了被稱為中國第五大發(fā)明的“水運(yùn)儀象臺”，在開封博物館的展廳內(nèi)陳列的一個大型的古代設(shè)備即它的模型。11月3日，記者來到開封博物館，與志愿講解員楊瑩一起登上這個“龐然大物”，為大家探尋古代“黑科技”的精妙之處。
為啥說它是“黑科技”
說起鐘表，大家都不陌生。很多人非常喜歡鐘表內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)，認(rèn)為層層疊疊的齒輪咬合有一種獨(dú)具韻味的美感。其實(shí)在我國古代，就已經(jīng)產(chǎn)生過這種齒輪套齒輪的機(jī)械裝置，這就是水運(yùn)儀象臺。
楊瑩介紹道，北宋時期，天文學(xué)家蘇頌和韓公廉等科技達(dá)人組成“科研團(tuán)隊(duì)”，經(jīng)過了多年的努力，終于在北宋元祐七年在汴京(今河南省開封市)制成了這座杰出的天文計(jì)時儀器。它集天文觀測、天象表演（演示）和報(bào)時三種功能于一身，就像是一臺以水力驅(qū)動的小型天文臺。可以說，它不僅是中國古代最精密、最復(fù)雜的儀器之一，也被認(rèn)為是“世界時鐘的鼻祖”。而且，因?yàn)樗\(yùn)儀象臺中應(yīng)用了擒縱器，所以也有一些西方科學(xué)家認(rèn)為這件來自中國古代的精密儀器，很有可能是世界史上首個真正意義的天文鐘。
水運(yùn)儀象臺長啥樣
據(jù)了解，蘇頌在制成水運(yùn)儀象臺后，將全部資料編成《新儀象法要》一書，并配以圖式。據(jù)書中記載，整座水運(yùn)儀象臺高約12米、寬約7米，是一座上狹下廣、呈正方臺形的木結(jié)構(gòu)建筑，共分三層，以扶梯上下。最上層放置渾儀和圭表，用來觀測天象；中層放置渾象，用以演示天象；最下一層放置報(bào)時儀器和全臺的動力機(jī)構(gòu)等。從規(guī)模來看，與其稱其為儀器，倒不如說這是一座天文建筑。
報(bào)時裝置在臺南部，有5層木閣，可以通過搖鈴、打鐘、敲鼓、擊鉦或出現(xiàn)木人等聲像形式，報(bào)告時、刻、更、籌的推移。下層后部是動力裝置，有一個直徑3米多的巨大樞輪，上面裝有36個水斗，樞輪邊上有一個漏水相當(dāng)快的漏壺，壺水流入水斗，斗滿后，樞輪即往下轉(zhuǎn)，在樞輪頂部有一個擒縱裝置，控制著樞輪只能轉(zhuǎn)過一個水斗。樞輪轉(zhuǎn)動后，帶動一根貫通上、中、下3隔的轉(zhuǎn)動軸，并通過齒輪裝置帶動渾儀跟蹤天體，帶動天球儀按24小時一周轉(zhuǎn)動，帶動報(bào)時裝置準(zhǔn)確報(bào)時。
5層木閣里的木人能夠表演出精彩、準(zhǔn)確的報(bào)時動作，是靠一套復(fù)雜的機(jī)械裝置“晝夜輪機(jī)”帶動的。而整個機(jī)械輪系的運(yùn)轉(zhuǎn)依靠水的恒定流量，推動水輪做間歇運(yùn)動，帶動儀器轉(zhuǎn)動。
其中，動力系統(tǒng)的核心是樞輪和天柱，樞輪頂部和邊上附設(shè)一組杠桿裝置，它們相當(dāng)于鐘表中的擒縱器，與歐洲17世紀(jì)出現(xiàn)的錨狀擒縱器在設(shè)計(jì)原理上非常相似，以至于英國著名學(xué)者李約瑟深入研究了水運(yùn)儀象臺之后，在《中國科學(xué)技術(shù)史》中說：“我們借此機(jī)會聲明，我們以前關(guān)于‘鐘表裝置……完全是十四世紀(jì)早期歐洲的發(fā)明’的說法是錯誤的，使用軸葉擒縱器重力傳動機(jī)械時鐘是十四世紀(jì)在歐洲發(fā)明的。可是，在中國許多世紀(jì)之前，就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動機(jī)械時鐘。”
復(fù)刻的腳步從未停止
水運(yùn)儀象臺建成約40年后，北宋滅亡，都城汴梁被金兵攻陷，水運(yùn)儀象臺也隨之被毀，但其影響依然存在。金與南宋都想再把它復(fù)制出來，秦檜就曾派人尋找蘇頌后人并訪求蘇頌遺稿，還請教過朱熹，想把水運(yùn)儀象臺恢復(fù)起來，可是蘇頌遺存的手稿因無人理解其中方法，以致無人能仿造，復(fù)制水運(yùn)儀象臺的事情經(jīng)過歷朝歷代也始終沒有成功。
1958年，中國考古學(xué)家王振鐸最先復(fù)原水運(yùn)儀象臺模型，并發(fā)表《揭開了中國“天文鐘”的秘密》論文并繪制復(fù)原詳圖存世。開封市博物館陳列的水運(yùn)儀象臺是目前國內(nèi)唯一在室內(nèi)完全按照原工藝1∶1比例復(fù)原的模型，儀象臺上方的星空頂是按照蘇頌《新儀象法要》中的星空圖建造的，并采用燈光投影實(shí)現(xiàn)了星空變換演示。
無論是對于時間的越來越準(zhǔn)確地計(jì)算，還是對于天象的不斷探索，都是我們在不斷了解自然的道路上做出的探索。這樣不懈的探索追求深深地刻在我們民族的血脈中，直到今天，我們?nèi)匀蛔咴阡J意創(chuàng)新、不斷求索的探索之路上。
從水運(yùn)儀象臺可以看出我們祖先的智慧，出于對自然的好奇，為了更好地探索自然而建造的水運(yùn)儀象臺，從來都不是簡簡單單的“黑科技”，更多的是對于生活的熱愛和執(zhí)著的追求。
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