戴鵬倫

紫金山天文臺(tái)的簡(jiǎn)儀

河南省登封市告成鎮(zhèn)觀星臺(tái)的仰儀模型

之前你了解了能幫助人類(lèi)更好地探索宇宙的中國(guó)天眼，其實(shí)，我們的祖先也設(shè)計(jì)出了很多巧妙的用來(lái)探索天空奧秘的天文觀測(cè)儀器。接下來(lái)，就讓我們一起再去了解一下古人的“天眼”望遠(yuǎn)鏡吧。

渾儀就是我國(guó)古代天文觀測(cè)中最為重要的工具，在2100多年前的西漢時(shí)期就已經(jīng)有制作渾儀的記載。在南京紫金山天文臺(tái)，有一臺(tái)明代流傳下來(lái)的渾儀。一眼看上去，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這臺(tái)儀器有許多圓環(huán)彼此嵌套，認(rèn)真觀察，你還會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)層有一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的管子，它的名字叫作窺管，類(lèi)似一個(gè)沒(méi)有鏡片的望遠(yuǎn)鏡鏡筒。古人就是通過(guò)窺管精準(zhǔn)地看到某顆天體，然后根據(jù)幾個(gè)圓環(huán)上的刻度來(lái)確定天體位置的。

從西漢以后，歷代渾儀不斷改進(jìn)，元代郭守敬對(duì)渾儀進(jìn)行了外形上的簡(jiǎn)化，創(chuàng)制了簡(jiǎn)儀?？上М?dāng)年郭守敬制造的簡(jiǎn)儀并沒(méi)有保存下來(lái)，但幸運(yùn)的是明代有人對(duì)簡(jiǎn)儀進(jìn)行了仿制，今天，我們?cè)谀暇┳辖鹕教煳呐_(tái)還能看到這件仿制品。

郭守敬對(duì)天文觀測(cè)儀器的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)不止創(chuàng)制了簡(jiǎn)儀，我國(guó)古代另一種重要的天文觀測(cè)儀器——仰儀也同樣是他創(chuàng)制的。仰儀的外形像一口大鍋，它的原理并不復(fù)雜，主要是利用小孔成像的原理使太陽(yáng)成像在“鍋”內(nèi)部的坐標(biāo)體系上，然后通過(guò)讀數(shù)來(lái)確定太陽(yáng)的位置。在日食發(fā)生時(shí)，仰儀還能用來(lái)觀測(cè)日食。

從古至今，我們的日常生活處處離不開(kāi)計(jì)時(shí)，圭表就是古人的一種計(jì)時(shí)儀器，古人通過(guò)表的影子長(zhǎng)短和位置來(lái)簡(jiǎn)單判斷時(shí)間。后來(lái)，古人在圭表的基礎(chǔ)上又制作了準(zhǔn)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(dāng)于表，晷面上有刻度。通過(guò)觀測(cè)晷針的影子在晷面上刻度的位置，就可以判斷時(shí)間。不管是圭表還是日晷，都是利用影子的變化進(jìn)行計(jì)時(shí)的。那在陰天或夜晚古人又是如何計(jì)時(shí)的呢？他們發(fā)現(xiàn)水一滴一滴地落下，與時(shí)間一點(diǎn)一點(diǎn)流逝之間，似乎有著某種聯(lián)系，于是發(fā)明了漏刻來(lái)計(jì)量時(shí)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(shí)間了。

為了解決漏刻計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性問(wèn)題，古人想到了一個(gè)保證立箭勻速上浮的好方法。他們將播水壺的數(shù)量增加，用來(lái)保證受水壺中的水量穩(wěn)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(gè)壺組成的，從上至下分別為三個(gè)播水壺和一個(gè)受水壺。

日晷配合漏刻，計(jì)時(shí)器不斷創(chuàng)新，設(shè)計(jì)日漸精準(zhǔn)，保證了日夜都能計(jì)時(shí)，這些都展現(xiàn)了古人非凡的創(chuàng)造力。

廣州博物館的銅壺滴漏

我的研學(xué)日記：與古老的天文儀器面對(duì)面

紫金山天文臺(tái)位于南京市玄武區(qū)紫金山上，是我國(guó)著名的天文臺(tái)，也是所有天文愛(ài)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(lái)參觀這座歷史悠久的天文臺(tái)。

聽(tīng)媽媽說(shuō)，紫金山天文臺(tái)建成于1934年，是中國(guó)人自己建立的國(guó)內(nèi)第一個(gè)現(xiàn)代天文學(xué)研究機(jī)構(gòu)，被譽(yù)為“中國(guó)現(xiàn)代天文學(xué)的搖籃”，還是全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位呢！

我們?cè)缭绯鲩T(mén)，在紫金山腳下乘坐纜車(chē)上山。纜車(chē)行至半山腰，我們就抵達(dá)了此行的目的地——紫金山天文臺(tái)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(kāi)眼界：稀有的月球隕石、火星隕石，著名的俄羅斯車(chē)?yán)镅刨e斯克隕石……參觀完隕石展廳，我們繼續(xù)前進(jìn)，一座大型的白色圓頂建筑映入眼簾。在這座被稱(chēng)為大臺(tái)的建筑里，放置著20世紀(jì)30年代國(guó)內(nèi)口徑最大的天文望遠(yuǎn)鏡，走進(jìn)大臺(tái)的三層，就能一睹它的真容。

在紫金山天文臺(tái)舊址，我們還能看到鑄造于明代的渾儀、圭表和簡(jiǎn)儀，以及鑄造于清代的天球儀和地平經(jīng)緯儀等見(jiàn)證古代天文事業(yè)發(fā)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(tái)

任務(wù)卡

1.查閱資料，試著給爸爸媽媽講一講紫金山天文臺(tái)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(gè)漏刻。