浑仪是中国古代天文学中重要的天文观测仪器。如今,在许多科技馆、博物馆以及一些公共空间中,可以见到浑仪的身影。不过,这件天文仪器在其漫长的发展过程中,经历了许多变化,在不少细节和功能方面不断改进,其发展在宋代达到高峰。宋代是中国古代浑仪制作最为兴盛的时期,不仅是因为这个时期制作的浑仪数量多,更是因其达到了很高的制作水平。从张思训制作太平浑仪开始,到苏颂等人完成水运仪象台制作的百年间,就先后有五台大型天文仪器问世。关于宋代的仪象在《宋史·天文志》中记载道:“宋之初兴,近臣如楚昭辅,文臣如窦仪,号知天文。太宗之世,召天下伎术有能明天文者,试隶司天台;匿不以闻者幻罪论死。既而张思训、韩显符辈以推步进。其后学士大夫如沈括之议,苏颂之作,亦皆底于幻眇。”

李约瑟认为宋代的浑仪制造达到中国古代的顶峰,其中尤以北宋的四大浑仪为代表。这四台浑仪分别是:韩显符的至道浑仪,周琮、舒易简等人的皇祐浑仪,沈括的熙宁浑仪以及苏颂、韩公廉的元祐浑仪。北宋时期的四大浑仪一直以来得到相当多学者的关注与研究。《中国天文学史》《中国古代天体测量学及天文仪器》等书中有对各个浑仪有详细描述。李志超在20世纪曾对沈括的熙宁浑仪进行过复原工作。邓可卉对韩显符的至道浑仪情况也进行过分析。清华大学、中国科学院国家天文台、中国科学院自然科学史研究所在21世纪也对苏颂元祐浑仪所在的水运仪象台进行过复原工作。目前在南京紫金山上仍有一台明朝制作的浑仪,这台浑仪制作于明朝时期的北京,曾在清末民初被侵略者带到德国,直至20世纪30年代才被放置于南京紫金山。

如今这台浑仪被收藏展示于南京紫金山天文台(见图1),它虽是明朝制作,但实际上是一台宋浑仪或元浑仪的仿制品,器型上是典型的三重结构浑仪,作为仿制品结构上已无大的变化。它是目前国内留存最为完好的浑仪,所以国内大部分科技博物馆中的浑仪展品也是依据这台浑仪所仿制。北京古观象台和中国科技馆西广场的浑仪展品是依南京紫金山天文台浑仪1∶1复制,上海科技馆外广场的浑仪展品也是依据此架浑仪制作。浑仪在中国古代不仅是一件简单的观测工具,更是“天人合一”观念下的一件礼器,它的背后是中国古代璀璨的天文学成就。本文通过对浑仪的演进和宋代浑仪的分析,来展现浑仪在这个时期的特征和背后的文化技术因素,以及其作为一件重要的古天文科学藏品背后的意义。

浑仪二字中“浑”指的是球形的天,“仪”指的是准望之器。目前天文学史中浑仪指的是专门用来测量的观测仪器,与用来演示的浑象有所区别。浑仪的出现与中国古代浑天说有着密切联系,但其实在浑天说以前,就已经有在功能上与浑仪相近的观测仪器。《尚书·舜典》:“在璇玑玉衡,以齐七政。”自汉以来就有天文学家认为璇玑玉衡就是一种浑仪,其中衡是一种望筒,玑就是一种可旋转的浑天仪。《史记·天官书》索隐:“东汉马融云:‘璇,美玉也;玑,浑天仪可转旋,故曰璇玑;衡其中横筒。’”但不论璇玑玉衡是否是浑仪,从《五星占》中五星行度的数据精度来看,测天的仪器已经在天文测量中开始使用,并且浑仪中所采用的基本概念已经形成了。浑仪从汉代起已明确地在使用。首先是落下闳在制历时,扬雄就说他曾使用过一种叫做浑天的仪器:“或问浑天,曰:落下闳营之,鲜于妄人度之,耿中丞象之。”

这里的浑天是否是浑仪,是何构造并没有明确的记载,有学者认为落下闳制作的是一种圆仪,即一种赤道式的两重规环带有瞄准器的仪器。东汉贾逵论历时,强调了黄道在天文测量中的重要意义,根据《晋书·天文志》记载:“暨汉太初,落下闳、鲜于妄人、耿寿昌等造圆仪以考历度。后至和帝时,贾逵系作,又加黄道。”贾逵在原来圆仪的基础上又增加了黄道环。张衡在《浑天仪图注》中描述了所谓浑天的天地结构,这台浑天仪是一台浑仪还是一台浑象尚有争议,但是在浑天说的大背景下,浑仪这种测量仪器已经是汉代测天的重要工具。孔挺的浑仪是中国第一台具有详细结构记载的浑仪。在《隋书·天文志》“浑天仪”一节中,描述了孔挺浑仪是两重规环的结构,并且带有四游仪结构的瞄准器。这架浑仪可以测定天体的赤道坐标,与汉代的浑仪在结构上应大同小异。

三重结构的浑仪成型于唐代李淳风的浑天黄道仪。根据《旧唐书·李淳风传》记载,李淳风进入太史局之后,上奏太宗说北魏遗留下来的仪器有诸多疏漏,难以满足当前的测候需求,所以需要制作新的仪器。太宗同意了他的制作请求,在公元633年时这架浑天黄道仪制作完成。李淳风还为此专门撰写了《法象志》记载了此架浑仪的制作方法,并论述了前代浑仪的优点和不足。这个浑仪同圆心多个圈环堆叠的模式成为了后世浑仪的主要构造。


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