古人的“天眼”望遠鏡

戴鵬倫

紫金山天文臺的簡儀

河南省登封市告成鎮觀星臺的仰儀模型

之前你了解了能幫助人類更好地探索宇宙的中國天眼，其實，我們的祖先也設計出了很多巧妙的用來探索天空奧秘的天文觀測儀器。接下來，就讓我們一起再去了解一下古人的“天眼”望遠鏡吧。

渾儀就是我國古代天文觀測中最為重要的工具，在2100多年前的西漢時期就已經有制作渾儀的記載。在南京紫金山天文臺，有一臺明代流傳下來的渾儀。一眼看上去，你會發現這臺儀器有許多圓環彼此嵌套，認真觀察，你還會發現內層有一個長長的管子，它的名字叫作窺管，類似一個沒有鏡片的望遠鏡鏡筒。古人就是通過窺管精準地看到某顆天體，然后根據幾個圓環上的刻度來確定天體位置的。

從西漢以后，歷代渾儀不斷改進，元代郭守敬對渾儀進行了外形上的簡化，創制了簡儀?？上М斈旯鼐粗圃斓暮唭x并沒有保存下來，但幸運的是明代有人對簡儀進行了仿制，今天，我們在南京紫金山天文臺還能看到這件仿制品。

郭守敬對天文觀測儀器的貢獻遠不止創制了簡儀，我國古代另一種重要的天文觀測儀器——仰儀也同樣是他創制的。仰儀的外形像一口大鍋，它的原理并不復雜，主要是利用小孔成像的原理使太陽成像在“鍋”內部的坐標體系上，然后通過讀數來確定太陽的位置。在日食發生時，仰儀還能用來觀測日食。

從古至今，我們的日常生活處處離不開計時，圭表就是古人的一種計時儀器，古人通過表的影子長短和位置來簡單判斷時間。后來，古人在圭表的基礎上又制作了準確性更高的日晷。日晷通常由晷針和圓形的晷面組成，晷針相當于表，晷面上有刻度。通過觀測晷針的影子在晷面上刻度的位置，就可以判斷時間。不管是圭表還是日晷，都是利用影子的變化進行計時的。那在陰天或夜晚古人又是如何計時的呢？他們發現水一滴一滴地落下，與時間一點一點流逝之間，似乎有著某種聯系，于是發明了漏刻來計量時間。

漏刻主要由播水壺和受水壺兩部分組成。播水壺底部有小孔，可以滴水，流入受水壺，受水壺里有立箭，箭上有刻度。箭隨蓄水逐漸上升，露出刻度，人們就可以知道此刻的時間了。

為了解決漏刻計時的準確性問題，古人想到了一個保證立箭勻速上浮的好方法。他們將播水壺的數量增加，用來保證受水壺中的水量穩定，流速均勻。廣州博物館收藏了一件元代銅壺滴漏，就是由大小不等的四個壺組成的，從上至下分別為三個播水壺和一個受水壺。

日晷配合漏刻，計時器不斷創新，設計日漸精準，保證了日夜都能計時，這些都展現了古人非凡的創造力。

廣州博物館的銅壺滴漏

我的研學日記：與古老的天文儀器面對面

紫金山天文臺位于南京市玄武區紫金山上，是我國著名的天文臺，也是所有天文愛好者向往的去處，我同樣也不例外。今年暑假，我終于登上了紫金山，來參觀這座歷史悠久的天文臺。

聽媽媽說，紫金山天文臺建成于1934年，是中國人自己建立的國內第一個現代天文學研究機構，被譽為“中國現代天文學的搖籃”，還是全國重點文物保護單位呢！

我們早早出門，在紫金山腳下乘坐纜車上山。纜車行至半山腰，我們就抵達了此行的目的地——紫金山天文臺舊址。

我的第一站是隕石展廳。在展廳中，各式各樣的隕石讓我大開眼界：稀有的月球隕石、火星隕石，著名的俄羅斯車里雅賓斯克隕石……參觀完隕石展廳，我們繼續前進，一座大型的白色圓頂建筑映入眼簾。在這座被稱為大臺的建筑里，放置著20世紀30年代國內口徑最大的天文望遠鏡，走進大臺的三層，就能一睹它的真容。

在紫金山天文臺舊址，我們還能看到鑄造于明代的渾儀、圭表和簡儀，以及鑄造于清代的天球儀和地平經緯儀等見證古代天文事業發展的儀器。今天，它們都安靜地“站”在這里，仿佛在向我們講述著它們的故事。

紫金山天文臺

任務卡

1.查閱資料，試著給爸爸媽媽講一講紫金山天文臺上的古代天文儀器背后都有哪些坎坷的故事。

2.利用手邊的材料，如礦泉水瓶、吸管、塑料片、膠帶、錐子、秒表等，自制一個漏刻。