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)絡主題宣傳活動正式啟動，通過走進河南各地博物館，選取反映中原文明發(fā)展脈絡的代表性文物，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時的銅壺滴漏。
到了宋代，國力強盛，科技人才輩出，古人探索天文地理的能力也達到了新的高度，發(fā)明出了被稱為中國第五大發(fā)明的“水運儀象臺”，在開封博物館的展廳內陳列的一個大型的古代設備即它的模型。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部的機械結構，認為層層疊疊的齒輪咬合有一種獨具韻味的美感。其實在我國古代，就已經(jīng)產(chǎn)生過這種齒輪套齒輪的機械裝置，這就是水運儀象臺。
楊瑩介紹道，北宋時期，天文學家蘇頌和韓公廉等科技達人組成“科研團隊”，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時儀器。它集天文觀測、天象表演（演示）和報時三種功能于一身，就像是一臺以水力驅動的小型天文臺。可以說，它不僅是中國古代最精密、最復雜的儀器之一，也被認為是“世界時鐘的鼻祖”。而且，因為水運儀象臺中應用了擒縱器，所以也有一些西方科學家認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。
水運儀象臺長啥樣
據(jù)了解，蘇頌在制成水運儀象臺后，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、呈正方臺形的木結構建筑，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；最下一層放置報時儀器和全臺的動力機構等。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快的漏壺，壺水流入水斗，斗滿后，樞輪即往下轉，在樞輪頂部有一個擒縱裝置，控制著樞輪只能轉過一個水斗。樞輪轉動后，帶動一根貫通上、中、下3隔的轉動軸，并通過齒輪裝置帶動渾儀跟蹤天體，帶動天球儀按24小時一周轉動，帶動報時裝置準確報時。
5層木閣里的木人能夠表演出精彩、準確的報時動作，是靠一套復雜的機械裝置“晝夜輪機”帶動的。而整個機械輪系的運轉依靠水的恒定流量，推動水輪做間歇運動，帶動儀器轉動。
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一組杠桿裝置，它們相當于鐘表中的擒縱器，與歐洲17世紀出現(xiàn)的錨狀擒縱器在設計原理上非常相似，以至于英國著名學者李約瑟深入研究了水運儀象臺之后，在《中國科學技術史》中說：“我們借此機會聲明，我們以前關于‘鐘表裝置……完全是十四世紀早期歐洲的發(fā)明’的說法是錯誤的，使用軸葉擒縱器重力傳動機械時鐘是十四世紀在歐洲發(fā)明的。可是，在中國許多世紀之前，就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動機械時鐘。”
復刻的腳步從未停止
水運儀象臺建成約40年后，北宋滅亡，都城汴梁被金兵攻陷，水運儀象臺也隨之被毀，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，想把水運儀象臺恢復起來，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，復制水運儀象臺的事情經(jīng)過歷朝歷代也始終沒有成功。
1958年，中國考古學家王振鐸最先復原水運儀象臺模型，并發(fā)表《揭開了中國“天文鐘”的秘密》論文并繪制復原詳圖存世。開封市博物館陳列的水運儀象臺是目前國內唯一在室內完全按照原工藝1∶1比例復原的模型，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，并采用燈光投影實現(xiàn)了星空變換演示。
無論是對于時間的越來越準確地計算，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，我們仍然走在銳意創(chuàng)新、不斷求索的探索之路上。
從水運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時的銅壺滴漏。
到了宋代，國力強盛，科技人才輩出，古人探索天文地理的能力也達到了新的高度，發(fā)明出了被稱為中國第五大發(fā)明的“水運儀象臺”，在開封博物館的展廳內陳列的一個大型的古代設備即它的模型。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部的機械結構，認為層層疊疊的齒輪咬合有一種獨具韻味的美感。其實在我國古代，就已經(jīng)產(chǎn)生過這種齒輪套齒輪的機械裝置，這就是水運儀象臺。
楊瑩介紹道，北宋時期，天文學家蘇頌和韓公廉等科技達人組成“科研團隊”，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時儀器。它集天文觀測、天象表演（演示）和報時三種功能于一身，就像是一臺以水力驅動的小型天文臺。可以說，它不僅是中國古代最精密、最復雜的儀器之一，也被認為是“世界時鐘的鼻祖”。而且，因為水運儀象臺中應用了擒縱器，所以也有一些西方科學家認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。
水運儀象臺長啥樣
據(jù)了解，蘇頌在制成水運儀象臺后，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、呈正方臺形的木結構建筑，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；最下一層放置報時儀器和全臺的動力機構等。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快的漏壺，壺水流入水斗，斗滿后，樞輪即往下轉，在樞輪頂部有一個擒縱裝置，控制著樞輪只能轉過一個水斗。樞輪轉動后，帶動一根貫通上、中、下3隔的轉動軸，并通過齒輪裝置帶動渾儀跟蹤天體，帶動天球儀按24小時一周轉動，帶動報時裝置準確報時。
5層木閣里的木人能夠表演出精彩、準確的報時動作，是靠一套復雜的機械裝置“晝夜輪機”帶動的。而整個機械輪系的運轉依靠水的恒定流量，推動水輪做間歇運動，帶動儀器轉動。
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一組杠桿裝置，它們相當于鐘表中的擒縱器，與歐洲17世紀出現(xiàn)的錨狀擒縱器在設計原理上非常相似，以至于英國著名學者李約瑟深入研究了水運儀象臺之后，在《中國科學技術史》中說：“我們借此機會聲明，我們以前關于‘鐘表裝置……完全是十四世紀早期歐洲的發(fā)明’的說法是錯誤的，使用軸葉擒縱器重力傳動機械時鐘是十四世紀在歐洲發(fā)明的。可是，在中國許多世紀之前，就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動機械時鐘。”
復刻的腳步從未停止
水運儀象臺建成約40年后，北宋滅亡，都城汴梁被金兵攻陷，水運儀象臺也隨之被毀，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，想把水運儀象臺恢復起來，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，復制水運儀象臺的事情經(jīng)過歷朝歷代也始終沒有成功。
1958年，中國考古學家王振鐸最先復原水運儀象臺模型，并發(fā)表《揭開了中國“天文鐘”的秘密》論文并繪制復原詳圖存世。開封市博物館陳列的水運儀象臺是目前國內唯一在室內完全按照原工藝1∶1比例復原的模型，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，并采用燈光投影實現(xiàn)了星空變換演示。
無論是對于時間的越來越準確地計算，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，我們仍然走在銳意創(chuàng)新、不斷求索的探索之路上。
從水運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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