北宋時期誕生的“水運(yùn)儀象臺”不僅是我國古代科學(xué)技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造，更是一個世界科技文明的劃時代創(chuàng)舉！但是這個實(shí)物隨著朝代的更迭，早已淹沒在時間的長河中。在現(xiàn)代，我國最早研究“水運(yùn)儀象臺”并且發(fā)表論文的是清華大學(xué)劉仙洲教授。國家有關(guān)部門于1958年做成1：5的模型，現(xiàn)存于中國國家博物館。另外，福建同安縣（1988年復(fù)制原大的1：8，陳列于蘇頌紀(jì)念館）、北京天文臺、中國臺灣臺中自然博物館（1993年復(fù)制）、蘇州古代天文計時儀器研究所（1997年復(fù)制原大的1/5，現(xiàn)存河南博物院）等也先后制作了按比例縮小的模型。近幾十年來，國外也有人研究它，如國際著名研究中國科技史的專家李約瑟博士，也復(fù)制了一座模型和一臺單獨(dú)的擒縱機(jī)構(gòu)演示模型，陳列于英國南肯辛頓科學(xué)博物館。
“水運(yùn)儀象臺”被譽(yù)稱為“世界時鐘鼻祖”，為人類作出了巨大貢獻(xiàn)，被尊為中國古代第五大發(fā)明。中國古代的日晷、水鐘、火鐘、銅壺滴漏等只能算計時器，而北宋宰相蘇頌在1090年制造的水運(yùn)儀象臺不但計時準(zhǔn)確，而且有擒縱器，只有擒縱器工作時才會發(fā)出嘀嗒嘀嗒的聲音，這也就是鐘表與計時器的根本區(qū)別。瑞士鐘表最權(quán)威的第一品牌刊物《百達(dá)翡麗》也明確無誤地承認(rèn)：“中國宋朝人蘇頌在1090年做了‘水運(yùn)儀象臺’，里邊裝置了全世界第一個擒縱器，歐洲運(yùn)用這個原理發(fā)展鐘表，是在中國這個擒縱器問世3個世紀(jì)以后的事情。”現(xiàn)在，“水運(yùn)儀象臺”已經(jīng)出現(xiàn)在全世界很多權(quán)威鐘表書籍的封面上。英國科技史家李約瑟在他的書中這樣寫道：“蘇頌把鐘表機(jī)械和天文觀察儀器結(jié)合以來，在原理上已經(jīng)完全成功。他比羅伯特·胡克先行了6個世紀(jì)，比方和斐（與胡克同被西方認(rèn)為是天文鐘表的發(fā)明人）先行7個半世紀(jì)。”
尤其值得一提的是，日本精工等公司用了8年和大約6億日元，成功仿制了“水運(yùn)儀象臺”，并且于1997年3月17日正式對外展出，引起國際計時儀器史學(xué)界的極大關(guān)注，也令今人能夠目睹這一發(fā)明的偉大之處。它坐落于日本長野縣的“儀象堂”（Gishodo）博物館，其紅色的外表在藍(lán)天、綠樹的掩映下，顯得更加醒目而神秘。更加重要的是，它不僅是按照實(shí)物大小進(jìn)行完全復(fù)原，而且能夠經(jīng)久不息地運(yùn)轉(zhuǎn)。充分體現(xiàn)了中國北宋時期的科技水平，這是中華民族的驕傲，也是水運(yùn)儀象臺的故鄉(xiāng)——開封人民的榮耀。
水運(yùn)儀象臺始末
在北宋統(tǒng)治的168年間，前后頒行了七部歷法。熙寧七年（公元1074年），沈括對舊渾儀進(jìn)行改造，取消白道環(huán)，校正渾儀軸，雖取得很大進(jìn)步，但熙寧八年（公元1075年）頒行的《壽元?dú)v》等均不盡人意。沈括上書解釋，要求制作精密觀測儀器。因?yàn)橛^測數(shù)據(jù)和推算方法是編制歷法準(zhǔn)確度的關(guān)鍵，而觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度又取決于觀測儀器的精度，這是促使蘇頌研制水運(yùn)儀象臺的重要原因。
北宋元祐元年（公元1086年），朝廷批準(zhǔn)了蘇頌制造水運(yùn)儀象臺的報告，向朝廷推薦精通數(shù)學(xué)運(yùn)算和天文學(xué)的韓公廉等人共同研制。宋元祐三年（公元1088年）5月，蘇頌制成了全部儀器的小木樣。經(jīng)過檢驗(yàn)之后，在當(dāng)年的12月又制成了大木樣。大木樣制成以后，朝廷命令把大木樣放置在皇宮內(nèi)的集英殿，同時又命令翰林學(xué)士許將前來鑒定。許將率領(lǐng)水運(yùn)渾儀所里的天文學(xué)者周日嚴(yán)、苗景等人檢測了3個多月，認(rèn)為這臺水運(yùn)儀象臺與實(shí)際天象是相合的。于是朝廷命令用銅來制造正式的儀器。
蘇頌水運(yùn)儀象臺高按宋時木矩尺計算是三丈五尺六寸（約12米），寬兩丈一尺（約7米），是一座以水為動力，集渾儀、渾象、報時為一體的，上窄下寬呈長方形的木結(jié)構(gòu)建筑，用木板做臺壁，板面畫有飛鶴，在當(dāng)時屬大型設(shè)備，其中制作渾儀等鑄銅件就用了一萬多公斤的銅材。由于傳動系統(tǒng)復(fù)雜，要求動靜態(tài)平衡及相互配合。既要解決水動力能源，時間顯示精度，又要準(zhǔn)確調(diào)整與天體運(yùn)行同步。特別是在當(dāng)時全靠手工制作、裝配，其難度是非常大的。
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