古人的“天眼”望远镜

戴鹏伦

紫金山天文台的简仪

河南省登封市告成镇观星台的仰仪模型

之前你了解了能帮助人类更好地探索宇宙的中国天眼，其实，我们的祖先也设计出了很多巧妙的用来探索天空奥秘的天文观测仪器。接下来，就让我们一起再去了解一下古人的“天眼”望远镜吧。

浑仪就是我国古代天文观测中最为重要的工具，在2100多年前的西汉时期就已经有制作浑仪的记载。在南京紫金山天文台，有一台明代流传下来的浑仪。一眼看上去，你会发现这台仪器有许多圆环彼此嵌套，认真观察，你还会发现内层有一个长长的管子，它的名字叫作窥管，类似一个没有镜片的望远镜镜筒。古人就是通过窥管精准地看到某颗天体，然后根据几个圆环上的刻度来确定天体位置的。

从西汉以后，历代浑仪不断改进，元代郭守敬对浑仪进行了外形上的简化，创制了简仪。可惜当年郭守敬制造的简仪并没有保存下来，但幸运的是明代有人对简仪进行了仿制，今天，我们在南京紫金山天文台还能看到这件仿制品。

郭守敬对天文观测仪器的贡献远不止创制了简仪，我国古代另一种重要的天文观测仪器——仰仪也同样是他创制的。仰仪的外形像一口大锅，它的原理并不复杂，主要是利用小孔成像的原理使太阳成像在“锅”内部的坐标体系上，然后通过读数来确定太阳的位置。在日食发生时，仰仪还能用来观测日食。

从古至今，我们的日常生活处处离不开计时，圭表就是古人的一种计时仪器，古人通过表的影子长短和位置来简单判断时间。后来，古人在圭表的基础上又制作了准确性更高的日晷。日晷通常由晷针和圆形的晷面组成，晷针相当于表，晷面上有刻度。通过观测晷针的影子在晷面上刻度的位置，就可以判断时间。不管是圭表还是日晷，都是利用影子的变化进行计时的。那在阴天或夜晚古人又是如何计时的呢？他们发现水一滴一滴地落下，与时间一点一点流逝之间，似乎有着某种聯系，于是发明了漏刻来计量时间。

漏刻主要由播水壶和受水壶两部分组成。播水壶底部有小孔，可以滴水，流入受水壶，受水壶里有立箭，箭上有刻度。箭随蓄水逐渐上升，露出刻度，人们就可以知道此刻的时间了。

为了解决漏刻计时的准确性问题，古人想到了一个保证立箭匀速上浮的好方法。他们将播水壶的数量增加，用来保证受水壶中的水量稳定，流速均匀。广州博物馆收藏了一件元代铜壶滴漏，就是由大小不等的四个壶组成的，从上至下分别为三个播水壶和一个受水壶。

日晷配合漏刻，计时器不断创新，设计日渐精准，保证了日夜都能计时，这些都展现了古人非凡的创造力。

广州博物馆的铜壶滴漏

我的研学日记：与古老的天文仪器面对面

紫金山天文台位于南京市玄武区紫金山上，是我国著名的天文台，也是所有天文爱好者向往的去处，我同样也不例外。今年暑假，我终于登上了紫金山，来参观这座历史悠久的天文台。

听妈妈说，紫金山天文台建成于1934年，是中国人自己建立的国内第一个现代天文学研究机构，被誉为“中国现代天文学的摇篮”，还是全国重点文物保护单位呢！

我们早早出门，在紫金山脚下乘坐缆车上山。缆车行至半山腰，我们就抵达了此行的目的地——紫金山天文台旧址。

我的第一站是陨石展厅。在展厅中，各式各样的陨石让我大开眼界：稀有的月球陨石、火星陨石，著名的俄罗斯车里雅宾斯克陨石……参观完陨石展厅，我们继续前进，一座大型的白色圆顶建筑映入眼帘。在这座被称为大台的建筑里，放置着20世纪30年代国内口径最大的天文望远镜，走进大台的三层，就能一睹它的真容。

在紫金山天文台旧址，我们还能看到铸造于明代的浑仪、圭表和简仪，以及铸造于清代的天球仪和地平经纬仪等见证古代天文事业发展的仪器。今天，它们都安静地“站”在这里，仿佛在向我们讲述着它们的故事。

紫金山天文台

任务卡

1.查阅资料，试着给爸爸妈妈讲一讲紫金山天文台上的古代天文仪器背后都有哪些坎坷的故事。

2.利用手边的材料，如矿泉水瓶、吸管、塑料片、胶带、锥子、秒表等，自制一个漏刻。