北宋制造出世界上最古老的天文钟 世界上最早的天文钟

世界最早的天文钟有多早?天文钟是一种特别设计的、能用多种形式来表达天体时空运行的仪器 。它是把动力机械和许多传动机械组合在一个整体里,利用几组齿轮系把机轮的运动变慢,使它经常保持一个恒定的速度,和天体运动一致 。天文钟既能表示天象,又能计时 。后世的钟表即由此演变而来 。下面就跟360常识网一起具体看看世界最早的天文钟等相关内容 。

北宋制造出世界上最古老的天文钟 世界上最早的天文钟

文章插图
世界最早的天文钟

北宋哲宗元祐十一年(1088),吏部尚书兼侍读学士苏颂和吏部会史韩公廉等人在开封研制成一种大型仪器设备“水运仪象台”,能用多种形式反映及观测天体的运行 。
水运仪象台一部复杂的机械装置,整个机械系统利用漏壶流水做动力,使仪器经常保持一个恒定的速度,和天体运行保持一致 。又通过一套复杂的齿轮系统获得所需要的各种运动,从而达到既能演示天象,又能以多种形式计时、报时 。欧洲人把这种仪器称为“天文钟” 。后世的钟表就是从这里演变出来的 。
苏颂在1088年至1094年所著《新仪象法要》,详细介绍了水运仪象台的构造,反映了当时中国天文学和机械工程技术的伟大成就 。它的突出贡献有三:为了观测上的方便,屋顶做成活动的,这就是今天天文台圆顶的祖先;浑象一昼夜自转一圈,不仅形象地演示了天的变化,也是现代天文台的跟踪机械——转仪钟的祖先;所创造发明的“天关”、“天衡”和“天锁”等部件组成的杠杆装置,是世界上最早的“擒纵器”,为后世钟表的关键部件,因而它又是钟表的祖先,也是世界上最早的天文钟 。
设计描述
时间显示
大部分天文钟表盘外圈是一个24小时指针式表盘,从罗马数字I(1)到XII(12),然后再从I(1)到XII(12)重复一遍 。当前的时间由一个指针指示,通常在指针的尾部有一个金色的球或者太阳的图片 。本地的中午通常在表盘的正上方,子夜在表盘的正下方 。分针基本不使用 。
指针指示了太阳的方位角和地平纬度 。从方位角来看,表盘的上方表示南方,两个VI(6)表示了东方和西方 。从地平纬度来看,表盘上方是天顶,两个VI(6)决定了水平线 。(这是从地球的北半球来设计的 。)当然,这种设计在春分秋分,即昼夜平分之际是最准确的 。
如果XII(12)不在表盘的上方,或者数字是阿拉伯文而不是罗马文,那么时间显示是意大利时间 。在这种系统里面,0点是太阳落下的时候 。
日历和星座:年通常用12个星座来表示,一般在24小时表盘的里面排成一圈,显示了黄道、太阳和星球在星空运动的轨迹 。
由于地球的地转有倾斜角,黄道星球投影在钟的表面上有点偏离中心,并有一些细微变形 。立体投影的角度是从北极为基点的 。而通常星盘的设计是以南极为基点的 。
确定日期的方法就是通过时针在星座盘的交叉点确定了当前的星座 。这个指示点一年内绕星座盘转动,太阳也就从一个星座移到另一个星座 。以上图的布拉格的表盘为例,太阳盘现在移到了白羊座,东边是双鱼座 。因此时间是3月底或四月初 。
【北宋制造出世界上最古老的天文钟 世界上最早的天文钟】月亮:钟盘上有一圈数字从1到29或30表示月亮的周期:新月是0,满月是15 。通常用一个黑色的半球来指示月亮的位置 。
小时线:不等长计时法通常把白天分成12个等长的小时和黑夜分成另外12个小时 。在欧洲,夏天白天的时间要比晚上长很多,所以白天的小时要比夜晚的小时长一些 。同样的情况在冬天,白天的小时比夜晚的小时短 。这些不等长的小时用钟盘中间的曲线表示,夏天长的小时在圆盘的外周 。
天文钟,别名经纬时控器 。用于路灯照明、广告灯、楼宇照明等等有需要在设定的经纬度下而跟随日出日落变化而有规律改变开关灯时间的场合 。
相关历史
中国的天文钟
北宋时,刑部尚书苏颂与韩公廉在元祐四年(1089年)初制成水运仪象台由稳定的水流提供在基座的枢轮最原始的动力,推动报时系统、浑象(用于演示夜空状况)与浑仪(用于天体测量)的运转,由于具完善的自动化动力与演示系统,并著有《新仪象法要》一书,较详细讲述制造过程,在1956年被英国科学史学者李约瑟称此为“中国的天文钟” 。


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