浑天仪的原理 图解,浑天仪的原理动画视频

首页 > 美食 > 作者:YD1662024-04-04 03:23:00

我们还会注意到,在美国克拉维尔写的《幕府将军》提到要想远洋航海,就必须有一本《航海手册》或者是葡萄牙领航员,这很好理解,因为最早接触中国(正德十三年,1518年)的就是“佛郎机”(葡萄牙)人,它们使用的也是中国的航海资料,《郑和航海图》详细记录了我国船舶航行于东南亚、印度直到东北非的航程,16世纪初葡萄牙人在东南亚航行时,仍旧用我国的针路。

这就是为什么想要远洋航海的话,西方都想要一本《航海手册》,或者是葡萄牙人领航员的缘故,只有中国有航海技术和资料,当时也只有葡萄牙人从中国这里得到了相关的航海技术资料,否则,西方别想远洋航海,都不熟悉路线、海洋。

因此,它们不可能是“望远镜”的发明者,只能是使用者,才会出现不懂测量经度原理的情况!

这就再一次证明了,为什么西方写的“望远镜”的利伯希申请的专利时间是1608年了!而不是意大利传教士利玛窦到达北京时“带来”了望远镜的1601年!

所以,凡是明清据说是西方传教士“发明”的某样事物,都会出现发明“两遍”的怪事!(当然,还有传教士喜欢“口授”的怪事!)

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望远镜与赤道式装置

在古代中国称为“浑天说”:“浑天如鸡子,地如蛋中黄”, 它是将天地看作一个整体,将这个整体比做一枚鸡卵,将地球比做卵中黄,将环绕地球的天穹比做卵白和卵壳。

“浑天说”是以地体为天地的球心,以南、北两天极为轴心,亦即天地的中心;以缘地球表面向四周延伸的太空为上下四方。以北天极为上,以南天极为下,以与地球赤道相平行的二十八宿为圆形天道,以将二十八宿所标示365又四分之一度等分的十二辰为划分时间的坐标,并在这一立体的“卵壳”上标示日月星辰的运行度数。

也就是说,古人在观测天象方面是以地球为观测点,以日月星辰的视运动为观测对象。当日月星辰东起西落时,在天穹上画了一个半圆,北半球的人们只能看到天空上面的星球运行状态,如果加上观察不到地平线以下的“北方”,就形成了一个环形的圆周运动,这个圆周运动的轨迹,就是我们所说的“黄道”。

所以,在古人的时空观里,是以上南下北、左东右西的,天体的复合运动都是以此为观测基点。

即《开元占经》所说的:“南极北极天轴所在,转运所由,譬车之有轮,所以自行也。众星皆无常,惟北极守中不易,是以知其为天中也,天倾,故极在中北。……天圆地方,极枢中央,动以历静,时乘十二。”

因此可知北极星的位置居于天地的中心,天地是倾斜的,所以(在人的视觉中)极在正北。极就象转轴的轴心,以(相对的)静经历(不停歇的)动,计量出十二时。

这一体系所认知的时空背景是以“极”为枢纽(中心),“时乘十二”。一年的十二月、一日的十二时,都是以极为中心对二十八宿的十二等分。用现代天文学的语言讲就是以“极”为中心对地球赤道和天球赤道365又四分之一度的十二等分。(《测天仪器:赤道式装置浑仪》

制造浑仪依据的原理是“浑天说”。浑天说思想体系的完整表述,见于《浑天仪注》:“浑天如鸡子,天体如弹丸,地如鸡子中黄,孤局于内,天大而地小。”作者用寥寥数语,就让一个宇宙结构模型生动地展现在我们面前。

浑天说的精髓有三点:第一点,天体浑圆,如“鸟卵”或“弹丸”。第二点,地居天球之内,“天大而地小”,犹“壳之裹黄也”。第三点,地如蛋黄,也是圆球形的。

浑天说起源于何时呢?

在战国时期的诸子著作中,可以找到一些朴素的“浑天”思想萌芽。例如《文子·自然》:“天圆而无端,故不得观其形”;“轮转无穷,象日月之运行,若春秋之代谢,日月之昼夜终而复始,明而复晦”等等。

还有,赵国人慎到,是当时法家的代表人物。他曾在齐国的稷下讲学,久负盛名,著有《慎子》。书中讲道:“天形如弹丸,半覆地上,半隐地下,其势斜倚,故天行健。”这句话,用弹丸比喻天,明确地表达出作者认为天体是球形的;“半覆地上,半隐地下”,就是讲天大地小,天包地。

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赤道式装置:璇玑玉衡

我国“赤道式装置浑仪”的出现早于世界各国。《史记五帝本纪第一》记载:“帝尧老,命舜摄行天子之政,以观天命。舜乃在璇玑玉衡,以齐七政。” 璇玑玉衡就是观测天象的古老仪器。

浑仪则是璇玑玉衡之后用来对天体进行观测的仪器,七政指日、月、五星这七个天体。

图 《六经图·玑衡图》的玉衡、望筒

浑天仪的原理 图解,浑天仪的原理动画视频(5)

我国最原始的浑仪可能是由两个圆环组成。一个是固定的赤道环,它的平面和赤道面平行,环面上刻有周天度数。一个是四游环,也叫赤经环,能够绕着极轴旋转,赤经环上也刻有周天度数。在赤经环上附有窥管,窥管可以绕着赤经环的中心旋转。

我国古时就用入宿度和去极度来表示天体的位置,战国时期的《石氏星经》中就有这些数据了,这证明那时就已经有浑仪了。

徐振涛先生指出:“浑仪的基本结构是一个与天球赤道相一致的圆环,——赤道环和一个通过天极、与赤道环垂直而可以转动的圆环——时圈环,再加上一根可以在时圈内徊转的窥管(当然实际的浑仪装置还要复杂些)。

这种装置使得观测者只要转动时圈环和其中的窥管,便可以通过窥管内观测任何一部分天空上的天体,并且可以在时圈环上读出这天体的‘去极度’,在赤道环上读出这天体与另一天体的‘距度’。”

图 古代去极度、入宿度的概念,就是天球坐标系统

浑天仪的原理 图解,浑天仪的原理动画视频(6)

‘去极度’就是赤道的余弧,距度就是两天体的‘赤经差’。如果天体之一换为春分点,距度也就是赤经了。因此,浑仪结构的基本原理,就是使它对应于天体绕天极的圆周运动。

“去极度”,其实就是90°-赤纬。原理一样的。

利用沿“赤道”量度的大圆弧来表示恒星的位置是很方便的,因为所有恒星的周日运动(就是每天的东升西落)都是平行于赤道进行的;但是对于太阳来说就不合适了,因为太阳在恒星背景上的视运动轨道——黄道——和赤道有个二十三度多的交角。

为了更方便地测量太阳的位置,东汉中期的傅安和贾逵(30—101)就又在浑仪上安装了黄道环。可能是张衡又加上地平环和子午环,于是便成了完整的浑仪。

图 浑天仪原理图解

浑天仪的原理 图解,浑天仪的原理动画视频(7)

浑仪从外到里可以分成三层。里面两层可以转(注意红色圈),最内层有一个窥管,可以南北方向移动。整个浑仪的轴指向北天极,也就是与地球自转轴平行。

图 浑仪,换个方向看窥管

浑天仪的原理 图解,浑天仪的原理动画视频(8)

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