宋代在以水運(yùn)儀象臺為代表的天文科技研究方面處于當(dāng)時(shí)世界領(lǐng)先水平。北宋時(shí)期，蘇 頌領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)制的水運(yùn)儀象臺，是一座集計(jì)時(shí)報(bào)時(shí)、天文觀測和星象顯示三項(xiàng)功能于一體的大型天文鐘，堪稱當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)、技術(shù)綜合程度最高的大型機(jī)械裝置，是 北宋科技發(fā)展高峰的重要標(biāo)志，更是世界科技文明的劃時(shí)代創(chuàng)舉。其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的天衡裝置與歐洲17世紀(jì)出現(xiàn)的錨狀擒縱器在設(shè)計(jì)原理上非常相似，但比歐洲人早 了六七個(gè)世紀(jì)，水運(yùn)儀象臺因此被譽(yù)為“世界時(shí)鐘之祖”。水運(yùn)儀象臺是中國古代科技史上的一項(xiàng)非凡創(chuàng)舉，為人類做出了巨大貢獻(xiàn)，有人稱之為中國古代“第五大 發(fā)明”。
水運(yùn)儀象臺魅力無限
10月18日，在清明上河園大宋水運(yùn)儀象臺主題展館內(nèi)，偌大的大宋水運(yùn)儀象臺模型吸引了眾多游客的目光。得知它是“世界時(shí)鐘之祖”之后，游客紛紛駐足觀看并與之合影留念。
北宋水運(yùn)儀象臺建于元祐年間，由蘇頌領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)制，有“世界時(shí)鐘之祖”和中國古代“第 五大發(fā)明”之稱，是一座集計(jì)時(shí)報(bào)時(shí)、天文觀測和星象顯示三項(xiàng)功能于一體的大型天文鐘，堪稱當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)、技術(shù)綜合程度最高的大型機(jī)械裝置，是北宋科技 發(fā)展高峰的重要標(biāo)志，不僅代表著中國古代天文和機(jī)械發(fā)展的最高水平，更是世界科技文明的劃時(shí)代創(chuàng)舉，在我國和世界科技史上都占有重要地位。
北宋的水運(yùn)儀象臺完成后，在東京（今開封）使用了34年。金兵攻下東京城，北宋滅 亡，水運(yùn)儀象臺等天文儀器被金兵繳獲。金兵把該儀象臺遷運(yùn)至燕京想重新裝配使用，但由于經(jīng)過長途搬運(yùn)，一些零件損壞或散失，又缺少有經(jīng)驗(yàn)的能工巧匠，又因 東京和燕京緯度不同，水運(yùn)儀象臺遷運(yùn)后連一般觀察也不能進(jìn)行。水運(yùn)儀象臺雖被毀壞，其影響卻依然存在。宋高宗想在臨安（今杭州）重建水運(yùn)儀象臺，秦檜曾派 人尋找蘇頌后人并訪求蘇頌遺書，還請教過朱熹，想把水運(yùn)儀象臺恢復(fù)起來，但始終沒有成功。從此，水運(yùn)儀象臺只能作為史書上的記載，見證著中國古代天文儀器 和機(jī)械制造所曾達(dá)到的一個(gè)高峰。之后，不論是中國人還是外國人，都為復(fù)原水運(yùn)儀象臺而做出過努力。
我國近代對水運(yùn)儀象臺的復(fù)原可追溯至1958年。當(dāng)時(shí)著名的博物館學(xué)學(xué)者、科技史 專家王振鐸按照1∶5的比例復(fù)原了儀器模型，并繪制了復(fù)原詳圖，發(fā)表《揭開了我國天文鐘的秘密》一文，其后英國著名科技史學(xué)家李約瑟等人也成功復(fù)制了水運(yùn) 儀象臺，美國等地也都出現(xiàn)了復(fù)原模型。1997年，日本精工表的故鄉(xiāng)長野縣，用了8年終于成功仿制了水運(yùn)儀象臺，引起國際計(jì)時(shí)儀器史學(xué)界的極大關(guān)注。 2011年，國內(nèi)首臺按1∶1比例仿制的蘇頌水運(yùn)儀象臺在廈門市同安區(qū)蘇頌公園落成，這個(gè)水運(yùn)儀象臺不是模型，而是一座真實(shí)的、可以運(yùn)轉(zhuǎn)的小型天文臺，成 為同安蘇頌公園的“鎮(zhèn)園之寶”。雖然復(fù)原品很多，但它們與史書中記載的運(yùn)行方式總是有些區(qū)別。
2014年4月29日，由中國科學(xué)院國家天文臺、中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所、開 封市政府、清華大學(xué)聯(lián)合清明上河園共同打造的大宋水運(yùn)儀象臺在開封清明上河園正式亮相，神奇再現(xiàn)了千年前的“高科技”。此次亮相的水運(yùn)儀象臺是按1∶3的 比例科學(xué)仿制復(fù)原，這也是世界上首個(gè)運(yùn)用水動(dòng)力的水運(yùn)儀象臺復(fù)原模型。該水運(yùn)儀象臺既能開動(dòng)水泵供水使全部系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，又可電動(dòng)控制進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)演示， 同時(shí)具有時(shí)間校準(zhǔn)功能，供長期展示使用。清明上河園還專門設(shè)置了“水運(yùn)儀象臺全息影像展示”，以3D動(dòng)畫的形式向觀眾講述水運(yùn)儀象臺的建造故事。為增強(qiáng)與 游客的互動(dòng)性，展館還開發(fā)了“互動(dòng)拼裝水運(yùn)儀象臺體驗(yàn)游戲”，使用的是全觸摸式屏幕，可以說是古代科技和現(xiàn)代科技的完美結(jié)合。
清明上河園景區(qū)總經(jīng)理周旭東曾表示，大宋水運(yùn)儀象臺科學(xué)復(fù)原1∶3模型能夠落戶清 明上河園，可以說是開封之幸、河南之幸乃至中國古代科技之幸。北宋時(shí)期的國力非常強(qiáng)大，水運(yùn)儀象臺就是其中一個(gè)例子。清明上河園等部門花費(fèi)數(shù)百萬元率先打 造了大宋水運(yùn)儀象臺主題展館，通過展現(xiàn)古代經(jīng)濟(jì)社會科技的發(fā)展盛況，證明北宋時(shí)期科技的高度發(fā)達(dá)，讓人們了解我們祖先的偉大。
古今中外這么多學(xué)者、科學(xué)家熱衷于研究、復(fù)制900多年前的水運(yùn)儀象臺，無疑證明了水運(yùn)儀象臺的魅力。900多年過去了，穿越歷史的時(shí)空，水運(yùn)儀象臺緣何仍能吸引現(xiàn)代人長久的關(guān)注？它背后的科學(xué)意義又是什么？這一切還要從頭說起。
世界上最早的天文鐘誕生于開封
水運(yùn)儀象臺是北宋時(shí)蘇頌領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)制的，整個(gè)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)依靠水的恒定流量推動(dòng)水輪做間歇運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)儀器轉(zhuǎn)動(dòng)，因而命名為“水運(yùn)儀象臺”。
在北宋統(tǒng)治的168年間，政府前后頒行了7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。
公元1086年，蘇頌奉命檢驗(yàn)當(dāng)時(shí)太史局使用的各種渾儀，想到應(yīng)有表演天象的儀器 和渾儀配合使用，于是他羅致人才進(jìn)行這項(xiàng)研究工作，并向皇帝推薦精通數(shù)學(xué)和天文學(xué)的韓公廉共同研制。在他的策劃下，韓公廉寫出《九章鉤股測驗(yàn)渾天書》，制 成大、小木樣。后由蘇頌和韓公廉請了一批能工巧匠精心打造。這是一座把渾儀、渾象和報(bào)時(shí)裝置三組器件組合在一起的高臺建筑，共分三層，儀器由水力推動(dòng)運(yùn) 轉(zhuǎn)。這座集天文觀測、天象表演和報(bào)時(shí)三種功能于一體的天文臺就是蘇頌繼承和發(fā)展了漢唐以來天文學(xué)成果而發(fā)明創(chuàng)造的水運(yùn)儀象臺。
在蘇頌所著的《新儀象法要》中詳細(xì)介紹了水運(yùn)儀象臺的設(shè)計(jì)和制作情況，并附有多幅 繪圖。根據(jù)《新儀象法要》記載，水運(yùn)儀象臺是一座底為正方形、下寬上窄略有收分的木結(jié)構(gòu)建筑，高約12米、底寬約3米，共分為3大層。上層是一個(gè)露天平 臺，設(shè)有渾儀一座，用龍柱支持，下面有水槽以定水平。渾儀上面覆蓋有遮蔽日曬雨淋的木板屋頂，為了便于觀測，屋頂可以隨意開閉，構(gòu)思比較巧妙。露臺到儀象 臺的臺基有7米多高。中層是一間沒有窗戶的“密室”，里面放置渾象。天球的一半隱沒在“地平”之下，另一半露在“地平”上面，靠機(jī)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，一晝夜轉(zhuǎn)動(dòng) 一圈，真實(shí)再現(xiàn)了星辰的起落等天象變化。
下層設(shè)有向南打開的大門，門里裝置有5層木閣，木閣后面是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。第一層木 閣又名“正衙鐘鼓樓”，負(fù)責(zé)全臺的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)時(shí)。木閣設(shè)有3個(gè)小門，到了每個(gè)時(shí)辰（古代一天分為12個(gè)時(shí)辰，一個(gè)時(shí)辰又分為時(shí)初和時(shí)正）的時(shí)初，就有一個(gè)穿紅 衣服的木人在左門里搖鈴；每逢時(shí)正，有一個(gè)穿紫色衣服的木人在右門里敲鐘；每過一刻鐘，有一個(gè)穿綠衣服的木人在中門擊鼓。第二層木閣可以報(bào)告12個(gè)時(shí)辰的 時(shí)初、時(shí)正名稱，相當(dāng)于現(xiàn)代時(shí)鐘的時(shí)針表盤。這一層的機(jī)輪邊有24個(gè)司辰木人，手拿時(shí)辰牌，牌面依次寫著子初、子正、丑初、丑正等。每逢時(shí)初、時(shí)正，司辰 木人按時(shí)在木閣門前出現(xiàn)。第三層木閣�？虉�(bào)的時(shí)間，共有96個(gè)司辰木人，其中有24個(gè)木人報(bào)時(shí)初、時(shí)正，其余木人報(bào)刻。例如，子正：初刻、二刻、三刻；丑 初：初刻、二刻、三刻等。第四層木閣報(bào)告晚上的時(shí)刻。木人可以根據(jù)四季的不同擊鉦報(bào)更數(shù)。第五層木閣裝置有38個(gè)木人，木人位置可以隨著節(jié)氣的變更，報(bào)告 昏、曉、日出以及幾更幾籌等詳細(xì)情況。五層木閣里的木人能夠表演出這些精彩、準(zhǔn)確的報(bào)時(shí)動(dòng)作，是靠一套復(fù)雜的機(jī)械裝置“晝夜輪機(jī)”帶動(dòng)的。
據(jù)開封市科技局組織編纂的《宋代科技成就》一書所述，水運(yùn)儀象臺運(yùn)行是以樞輪（巨大的 水輪）為全臺動(dòng)力，而樞輪是以水循環(huán)不息來驅(qū)動(dòng)的。為保證樞輪能勻速運(yùn)動(dòng)，在樞輪上有一自動(dòng)控制系統(tǒng)，它與日后西方鐘表中廣泛采用的擒縱機(jī)構(gòu)相同，通過齒 輪與齒輪嚙合，樞輪一方面帶動(dòng)渾象演示天象，同時(shí)帶動(dòng)計(jì)時(shí)裝置準(zhǔn)確報(bào)時(shí)報(bào)刻；另一方面樞輪還帶動(dòng)渾儀以觀測天體，這樣就組成了兼有渾儀、渾象和計(jì)時(shí)裝置的 水運(yùn)儀象臺。水運(yùn)儀象臺運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要保證樞輪勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，樞輪的來水也要有保證。首先就是要不停地提水、供水，以保證樞輪運(yùn)轉(zhuǎn)。水運(yùn)儀象臺驅(qū)動(dòng)的主要部件是 設(shè)有一種俗稱銅壺滴漏的儀器，即在一個(gè)高低不同的壺架上有兩個(gè)方形水槽，又高又大的一個(gè)水槽叫天池，起著蓄水池的作用。水從天池中流入平水壺，平水壺一方 面接受天池的水源，同時(shí)還設(shè)有泄水管和一定口徑的壺嘴，既可以保持一定的水位高度，又可保持恒定流量，保證樞輪具有恒定的轉(zhuǎn)速。當(dāng)來水經(jīng)過樞輪后泄入返水 壺中，水位降低，再流入升水下壺中。為了使流水循環(huán)使用，還有打水的操作車水機(jī)械。車水機(jī)械由升水下輪、升水下壺、升水上輪、升水上壺、河車和天河組成。 打水人搬動(dòng)河車，將水從升水輪分兩級提高，灌入天河中，從而使一定數(shù)量的水循環(huán)不息，帶動(dòng)樞輪不停運(yùn)轉(zhuǎn)。
水運(yùn)儀象臺的構(gòu)思廣泛吸收了以前各家儀器的優(yōu)點(diǎn)，尤其是吸取了北宋初年天文學(xué)家張 思訓(xùn)所改進(jìn)的自動(dòng)報(bào)時(shí)裝置的長處。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，它采用了民間使用的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤桿等機(jī)械原理，把觀測、演示和報(bào)時(shí)設(shè)備集中起來，組 成了一個(gè)整體，成為一座自動(dòng)化的天文臺。
蘇頌領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)制的水運(yùn)儀象臺是11世紀(jì)末我國杰出的天文儀器，也是世界上最古老的天文鐘。
獨(dú)奪7項(xiàng)世界第一的科學(xué)家
蘇頌（公元1020年~1101年），字子容，福建泉州同安葫蘆山（今屬廈門市同 安區(qū)）人，北宋天文學(xué)家、藥物學(xué)家。其祖先在唐末隨王潮入閩，世代為閩南望族。其父蘇紳中過進(jìn)士。蘇頌出身于書香門第，從小聰敏好學(xué)，接受了嚴(yán)格的家庭教 育，22歲時(shí)與王安石是同榜進(jìn)士，從此進(jìn)入仕途。初任宿州（今安徽省宿縣）觀察推官、江寧知縣、南京留守推官等地方官。公元1053年，他奉調(diào)到京城東京 任館閣�？�、集賢校理等職，使他有機(jī)會博覽皇家的各種藏書。在任職的9年里，蘇頌每天背誦一段書，回家后默寫下來，從不間斷，聚沙成塔，積累了淵博的知 識�！端问�·蘇頌傳》稱他精通“經(jīng)史、九流百家之說，至于圖緯、律呂、興修、算法、山經(jīng)、本草，無所不通，尤明典故”。宋哲宗登位后，他先任刑部尚書，后 任吏部尚書，晚年官至宰相。
蘇頌為官50多年，政績斐然。在任地方官時(shí)，他盡其所能，為民造福。任江蘇江寧知 縣時(shí)，他清查了富戶漏稅行為，核實(shí)丁產(chǎn)，編成戶籍，按冊課稅，既增加了國庫收入，又減輕了窮人負(fù)擔(dān)。任潁州知州時(shí)，正值朝廷為宋仁宗修筑皇陵，許多州、縣 官趁機(jī)從工程中中飽私囊，蘇頌卻一直保持清廉的作風(fēng)。擔(dān)任南京留守時(shí)，深得長官歐陽修器重，歐陽修贊許他“處事精審”。特別是在處理民族關(guān)系方面，他先后 五次與遼國深入接觸。其間，他搜集整理了關(guān)于遼國的政治制度、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、軍事設(shè)施、山川地理、風(fēng)土民情、外交禮儀等信息，并根據(jù)宋遼兩國實(shí)際，提出了與遼 國和睦修好的政策，由此堅(jiān)定了宋朝對遼推行友好政策的信心，換來了數(shù)十年的宋遼和平。
蘇頌是位不畏強(qiáng)權(quán)、敢“斗”皇帝的臣子。宋神宗熙寧年間，神宗任用王安石推行變 法。為了聚集力量推動(dòng)變法，王安石請求神宗破格提拔一名地方官李定.神宗答應(yīng)了，然后指令時(shí)任中書舍人的蘇頌起草破格提拔任命書。蘇頌一看，這種提拔不符 合破格條件，就把神宗的指令封好，說明原因，退了回去。神宗見狀，就把指令再次發(fā)到中書部門，叫輪流值班的宋敏求起草。結(jié)果，宋敏求也覺得不符合破格規(guī) 定，也將皇帝的指令封退了。經(jīng)王安石的強(qiáng)烈要求，神宗第三次將指令發(fā)往中書部門，結(jié)果又被輪流值班的第三位中書舍人李大臨封退。三名中書舍人一致表示：寧 可被撤職，也不做這種違反“組織程序的事”！聰明的神宗感到這種辦法可能行不通，就干脆直接召見蘇頌，說“破格”任用李定，“不為越法”，指令蘇頌“速為 草制”。但蘇頌還是不動(dòng)筆。宋神宗見軟的不行，就來硬的，說：“這一份任命詔書，這么長時(shí)間都沒有制作出來，這恐怕也是有罪的吧！”蘇頌說：“堅(jiān)持上祖的 規(guī)制，這是為臣的操守！”指令被第四次封退，宋神宗并沒有氣餒——他要宰相曾公亮去勸說，照舊被蘇頌退了回來。最后，宋神宗可能是忍無可忍了，就將蘇頌、 李大臨、宋敏求“中書舍人”的職務(wù)撤銷，蘇頌重新回到工部任郎中。這就是北宋歷史上著名的“三舍人事件”。
蘇頌既是一位出色的政治家，又是閃耀在北宋時(shí)期的一顆科技巨星，他在醫(yī)藥學(xué)、天文 科學(xué)技術(shù)方面取得了開拓性成就，為我國和世界科技發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。他所撰醫(yī)藥學(xué)、天文科學(xué)著作，均圖文并茂，為后人留下了珍貴的文獻(xiàn)遺產(chǎn)。尤其值得稱 道的是，蘇頌一人獨(dú)奪7項(xiàng)世界第一。李約瑟稱其為“中國古代和中世紀(jì)最偉大的博物學(xué)家和科學(xué)家之一”。
蘇頌領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)制的水運(yùn)儀象臺的頂部是活動(dòng)性屋板，觀看時(shí)可以拆開，雨雪時(shí)可以合閉。 學(xué)者認(rèn)為，它是世界上天文臺圓頂自由啟閉室的鼻祖。水運(yùn)儀象臺的渾儀窺管（望筒），通過“天運(yùn)環(huán)”等機(jī)件與水力推動(dòng)的樞輪相連，使窺管與被觀測的天體能夠 同步運(yùn)行，利用這一原理，科學(xué)家發(fā)明了現(xiàn)代天文臺跟蹤機(jī)械轉(zhuǎn)儀鐘。李約瑟說：“蘇頌把時(shí)鐘機(jī)械和觀察用渾儀結(jié)合起來，在原理上已經(jīng)完全成功。因此，可以說 他比羅伯特·胡克先行了6個(gè)世紀(jì)，比方和斐先行了7個(gè)半世紀(jì)。”水運(yùn)儀象臺的總動(dòng)輪樞輪是由一組叫“天衡” “人權(quán)” “左右天鎖”的杠桿系統(tǒng)控制的，由于“天衡”系統(tǒng)對樞輪的擒縱控制作用，使以水力推動(dòng)的樞輪能等速均勻地向前運(yùn)轉(zhuǎn)。它的作用與現(xiàn)代鐘表的關(guān)鍵部件錨狀擒縱 器（俗稱卡子）的作用完全相同。李約瑟研究了水運(yùn)儀象臺后說，它比14世紀(jì)歐洲使用軸葉擒縱器重力傳動(dòng)機(jī)械時(shí)鐘早了許多年。
蘇頌在他的《新儀象法要》一書中，為后人留下了5幅星圖，這是保存在國內(nèi)最早的紙 繪全天星圖。蘇頌在他的星圖中，首創(chuàng)圓橫結(jié)合畫法，解決了長期以來赤道與北天極周圍繪制失真的問題。蘇頌在《新儀象法要》中還留下了世界上最早、最完整、 最系統(tǒng)的機(jī)械圖紙，共有整體圖、部件圖、零件圖60多幅，繪制機(jī)械零件150多種。
蘇頌還發(fā)明了世界上第一架假天儀。為了能更直觀地理解星宿的昏曉出沒和中天，蘇頌 又提出設(shè)計(jì)一種人能進(jìn)入渾天象內(nèi)部來觀察的儀器，即假天儀，具體設(shè)計(jì)仍由韓公廉推算完成。它用竹木制成，形如球狀竹籠，外面糊紙，按天上星宿的位置，在紙 上開孔。人進(jìn)入球內(nèi)觀看，外面的光從孔中射入，呈現(xiàn)出大小不同的亮點(diǎn)，好像夜空中的星星一般。人懸坐球內(nèi)扳動(dòng)樞軸，使球體轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以更形象地看到星宿的 出沒運(yùn)行。這架儀器是近代天文館中星空演示的先驅(qū)。
蘇頌的《本草圖經(jīng)》是世界上第一部保存至今的有圖、完整的本草著作。中草藥是我國 傳統(tǒng)文化的瑰寶，是中醫(yī)預(yù)防、治療疾病所使用的獨(dú)特藥物，也是中醫(yī)區(qū)別于其他醫(yī)學(xué)的重要標(biāo)志。古代先賢對中草藥的探索歷經(jīng)數(shù)千年歷史，形成了一門獨(dú)特的學(xué) 科——本草學(xué)。嘉祐二年(公元1057年)，蘇頌任校正醫(yī)書官，參與編撰《嘉祐本草》工作時(shí)，他發(fā)現(xiàn)其中藥圖多有訛錯(cuò)，且唐代《新修本草》中的藥圖、《天 寶單方藥圖》等醫(yī)藥書和藥圖早已散失，于是他就向朝廷建議，別撰圖經(jīng)，“使后人用藥知所依據(jù)”。宋仁宗采納他的建議，并令其主持編撰《本草圖經(jīng)》。蘇頌發(fā) 動(dòng)廣大醫(yī)師和藥家呈送藥物標(biāo)本和藥圖，帶領(lǐng)下屬一起核對，重加撰述，做到匡誤正謬、考證鮮明。歷時(shí)4年，完成了我國第一部有圖的本草書21卷，為糾正藥物 混亂與錯(cuò)訛做出了貢獻(xiàn)�！侗静輬D經(jīng)》內(nèi)容廣博，收藥圖933幅，圖文相合，利于辨認(rèn)，全面繼承了宋以前的醫(yī)藥成就，引用社會科學(xué)和自然科學(xué)著作200多 種，載常用單方1000余個(gè)，為辨認(rèn)和應(yīng)用藥物提供了有益資料。李時(shí)珍在他聞名中外的《本草綱目》里也引用了《本草圖經(jīng)》的不少內(nèi)容�！侗静輬D經(jīng)》的成 書，是世界藥物史上的壯舉，領(lǐng)先于歐洲400多年。
世界鐘表史由中國人開創(chuàng)
在江詩·丹頓的一次古董鐘表收藏家演講會上，我國著名的制表大師、古董鐘表收藏 家、鐘表歷史學(xué)家矯大羽先生語出驚人：“世界上第一座具有擒縱系統(tǒng)的水運(yùn)儀象臺，出自中國人之手，他就是北宋宰相蘇頌。”矯大羽十分自豪地宣稱：“中國人 開創(chuàng)了鐘表史。”李約瑟在他撰寫的《中國科學(xué)技術(shù)史》中，講出一段被湮沒了數(shù)世紀(jì)的歷史。他說，17世紀(jì)，當(dāng)西方鐘表傳入中國時(shí)，它們所裝配的用于準(zhǔn)確指 示時(shí)間的核心——擒縱機(jī)構(gòu)，其實(shí)早已出現(xiàn)在600年前的中國。李約瑟所指的就是水運(yùn)儀象臺。
鐘表是現(xiàn)代人類生活中常用的計(jì)時(shí)工具。但在鐘表發(fā)明以前，我們的先輩就已經(jīng)開始利 用各種方法來度量時(shí)間。翻開古代計(jì)時(shí)史頁，人們清楚地看到，古人沒有時(shí)鐘，都是根據(jù)太陽的高度來確定時(shí)間，發(fā)明了依據(jù)太陽光線位置判斷時(shí)間的日晷和使用沙 子的流動(dòng)記錄時(shí)間的漏斗，也有人把它們叫作“太陽鐘”和“沙鐘”。但是這些不屬于“鐘表”概念的范疇，因?yàn)殓姳碛?jì)時(shí)的原理是通過能夠產(chǎn)生振蕩周期的裝置來 計(jì)算時(shí)間。直至發(fā)明了水運(yùn)儀象臺，才開啟了世界鐘表史的紀(jì)元。水運(yùn)儀象臺以水力為原動(dòng)力，為了使計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確，在滴漏技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)制了更符合高精度要 求、能發(fā)出“滴答”之聲的擒縱機(jī)構(gòu)，可以說完成了由計(jì)時(shí)向鐘表的第一次轉(zhuǎn)化。
國際上對水運(yùn)儀象臺的設(shè)計(jì)給予了高度評價(jià)，認(rèn)為水運(yùn)儀象臺為了觀測上的方便，設(shè)計(jì) 了活動(dòng)的屋頂，這是今天天文臺活動(dòng)圓頂?shù)淖嫦�；渾象一晝夜自轉(zhuǎn)一圈，不僅形象演示了天象變化，也是現(xiàn)代天文臺跟蹤器械——轉(zhuǎn)儀鐘的祖先；水運(yùn)儀象臺中首創(chuàng) 的擒縱機(jī)構(gòu)是后世鐘表的關(guān)鍵部件，因此它又是鐘表的祖先。據(jù)史料記載，水運(yùn)儀象臺的時(shí)間精準(zhǔn)率為99%，晝夜誤差僅有 1秒。
水運(yùn)儀象臺凝聚了中國古代的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、天文觀測、冶金鑄造、建筑工藝等多學(xué) 科、多方面的科學(xué)技術(shù)成果，是中國古代高科技的結(jié)晶之作，在中國乃至世界科技史上都具有舉足輕重的地位。這個(gè)中國古代的偉大發(fā)明在世界鐘表史上具有極其重 要的意義。由此，矯大羽先生首次提出了“中國人開創(chuàng)鐘表史——鐘表是中國古代五大發(fā)明之一”的觀點(diǎn)。如果你仔細(xì)觀察，會發(fā)現(xiàn)羅西尼手表機(jī)芯旋動(dòng)的齒輪商標(biāo) 上刻有一位扎有典型中國古代發(fā)髻的長發(fā)賢者，在機(jī)芯旋轉(zhuǎn)的齒輪上，這位老者雙手及背，悠閑漫步，他就是蘇頌。這款手表的設(shè)計(jì)理念就源自于北宋水運(yùn)儀象臺。
如何把計(jì)時(shí)部分從天文儀器中獨(dú)立出來？元朝科學(xué)家郭守敬于1276年制造的 “大明殿燈漏”給出了答案�！兜で裆分忻枋龅溃�“漏中有12個(gè)小木偶，捧著12個(gè)生肖。每辰初刻，偶人……開小門出燈外板上，捧辰報(bào)時(shí)。”不過，在鐘 表技術(shù)方面，自蘇頌、郭守敬之后，中國再無更大發(fā)展，把機(jī)會讓給了后來居上的歐洲。直到公元14世紀(jì)，歐洲才出現(xiàn)了第一座機(jī)械鐘，其核心部分的設(shè)計(jì)也是依 據(jù)了擒縱器的原理。如今，這座仍在運(yùn)行的古老機(jī)械鐘正靜靜地佇立在英國威爾特郡索爾茲伯里大教堂里，從發(fā)明到現(xiàn)在，它的鐘擺擺動(dòng)次數(shù)已超過5億次。
水運(yùn)儀象臺是我國古代天文儀器制作的一個(gè)縮影。我國歷朝歷代非常重視天文觀測和儀 器制作，給世界留下了寶貴的科學(xué)遺產(chǎn)。水運(yùn)儀象臺集報(bào)時(shí)器、渾象、渾儀于一身，其組成部件之一的渾儀曾是世界上最先進(jìn)的天文觀測儀器，是我國古代天文學(xué)家 用來觀測星象最重要的工具。通過渾儀上代表赤道、黃道的圓圈以及協(xié)助觀察用的窺管，可以測定天體的赤道經(jīng)度和緯度。自從戰(zhàn)國時(shí)期被發(fā)明以來，它便不斷地被 更新和重制，在宋代與渾象、水力機(jī)械裝置聯(lián)系在一起，組成了功能多樣的天文臺。圭表、日晷、渾儀、渾象是我國古代幾類基本的天文儀器，前兩者利用日影來確 定節(jié)氣和時(shí)間，后兩者則是用來觀測和顯示天象。早在1953年，渾儀便與司南、地動(dòng)儀、記里鼓車一起作為中國古代科技成就的代表被印在郵票上。如今，它跟 隨無數(shù)宣傳畫、雜志傳播到全世界。在發(fā)明望遠(yuǎn)鏡之前，我國古代科學(xué)家利用渾儀、渾象等儀器實(shí)現(xiàn)了對天體位置的準(zhǔn)確觀測，留下了豐富、可靠的星象記錄，使我 國在世界天文發(fā)展史中占據(jù)了無法替代的位置。
今年3月，英國BBC攝制組一行專程來到廈門市蘇頌公園，拍攝蘇頌的偉大科技創(chuàng)舉——水運(yùn)儀象臺，通過4個(gè)小時(shí)的拍攝，介紹水運(yùn)儀象臺的運(yùn)轉(zhuǎn)以及工作原則，描述當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，以此來展現(xiàn)水運(yùn)儀象臺在世界科學(xué)技術(shù)史上不可忽視的地位。
河南省旅游資訊有限公司 主辦
河南省多緯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)股份有限公司 提供技術(shù)支持及獨(dú)家負(fù)責(zé)媒體運(yùn)營
網(wǎng)絡(luò)視聽許可證1609403號 豫ICP證號：B2-20040057 豫ICP備09015463號-1
