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世界上第一台万年仪表 激励后人走科技兴邦之路

行业聚焦点中国仪表网2014年08月13日 09:11人气:5059

   【中国仪表网 行业聚焦点】诞生于200多年前的南通科学家蒋煜,不仅发明创造了世界上第一台以机械钟为动力的多功能浑天仪,也创制了世界上第一台万年仪表。这两项极为重要的发明创造,不仅是中国古代天文科学史上弥足称道的瑰丽珍宝,也为研究复制提供了详尽可靠的依据,同时更激励着后人增强民族自信心,走科技兴邦之路。


       蒋煜,字秋田,清代南通著名的诗人和画家蒋霁山之子,生于1780年,清代著名发明家。在200年前发明创造了世界上第一台以机械钟为动力的多功能浑天仪和世界上第一台万年钟表。对航海航天、天文气象、民用军事等诸多领域有着重大贡献,在当时世界上居有无可置疑的领先地位。
  
  蒋制浑天仪
  
  蒋煜发明制作机械运作的浑天仪时,先以杉木作八九寸圆胎,后用绵纸十余层,皆粘以胶漆。上画黄道、赤道、十二宫线、三垣、二十八宿以及恒星、客星、天河。其色之浅深,光芒之大小,悉与星象准。这位工写真,纸上有生气的蒋煜从颜色、光芒、位置上逼真地再现了星象。然后,从赤道剖开,将木胎脱去,在内里装上经过精密计算制造的机械钟的零件,内用薄铜片作子口,以螺旋三面扭合;内装四柱铜夹板,以二铜杠悬架于球内;用大发条一鼓,中心用九十六齿塔轮,次接二轮,侧轮、尖齿轮、大圆摆。有了各种传动装置后,运用机械钟钥匙开动(旋紧发条)的方式,能走十日或半月。
  
  现在不妨让我们来看看蒋煜发明的浑天仪机械运作的周详细致而严谨的结构:“塔轮轴长四寸余,透于北极出地之处半寸许,用钥匙开动。夹板前塔轮轴上套一百八十齿大轮,大轮内用卡轮卡簧,开动时方能随旋。再以逆轮接赤道平分处三百六十齿大圈塔轮,每日走两周,则天球每日走一周。又以三百五十九齿一圈与逆轮并接,中以活管套于塔轮轴上,外用一圈环于球上,圈上安一太阳运行一周,则太阳自然不及天一度。积一岁则太阳迟一周天。”显著地表示出恒星日与太阳日之差别。
  
  显而易见,蒋煜的浑天仪与张衡创制的世界上最早利用水力的浑象(浑天仪)相比,似乎更有长处。张衡利用计时仪器漏壶滴出的水发动齿轮系统,带动浑天仪绕轴旋转,并使浑天仪的转动与地球的周日运动相等,而将天象准确地表示出来。只可惜,张衡所制水运浑天仪的复杂传动系统并没有流传下来。
  
  蒋煜思接古今,他所创制的浑天仪趋于微型,更为玲珑精密运转自如,观星测晷了然心目,并能较精确地表示出恒星与太阳日之差别。蒋煜又于黄道上开一细槽,中束细铜丝圈,穿于太阳背面,使太阳依黄道(地球的公转轨道平面和天球相交的大圆)而行,冬夏分南陆北陆,还在球上两极处开小孔以套天轴。外用铜圈四足,架为地平。于南北设两弯条,约3寸许。两端有孔:一为北极出地之所,一为南极入地之所。其度数之差等可移动,以安两轴为旋转之机。准确地表现太阳与地球之间的运动关系。而昼夜之分与二十四个节气都能显示,“地平上立十二呆线,为地盘十二宫,即十二时之分刻;黄道上写节气。太阳圈上安一小黑点,与太阳紧对,如暗虚然,日入则黑点升。如夜半时黑点在午宫,则知太阳在子宫;黑点在巳宫,则知太阳在亥宫;黑点在未宫,则知太阳在丑宫。余仿此,夜分即以此定时刻甚便。”
  
  当时西方人制造的天球不能够自运,更不能定时刻,是远远落后于清代南通州蒋煜创造发明的多功能浑天仪的。
  
  创制世界上第一台万年仪表
  
  除了浑天仪,蒋煜还创制了世界上第一台万年仪表,《崇川咫闻录》称“万年表”,并对此作了较详细的记载:这种自动钟不用发条、塔轮、链子;只用中心侧轮,尖齿轮。其尖齿轮倒锉,用大圆摆,摆牌倒装,摆圈上用小匣,内藏水银,随摆力较其轻重。内部有一系列控制装置,有翻摆钉两旁,有细弹簧挡住。欲其走则摇动摆圈向左右,水银趁力,游丝又相助作开合,如此往来则摆永无休息。而摆牌拨尖齿轮,则诸轮自相应而走,其法以轻松为主。虽终年可以自行,且其力甚微,一切齿轴永无损伤之虞。这种一下子可走一年以上的自动钟,与其他钟表用发条开劲者以轮走摆相比,它是反以摆走轮,这在当时世界上是没有的。虽西人(外国人)亦未闻此法,诚创制也。秋田天姿敏慧,于此类中独有心得,为前人所未发方之。近世似江慎修(江永)制器之精,戴东原(戴震)割圜之奥,亦吾辈中之异人也,这是当时蒋煜的同辈人亲眼所见其发明后,作出的客观而公允的评价。
  
  诞生于200多年前的南通科学家蒋煜,不仅发明创造了世界上第一台以机械钟为动力的多功能浑天仪,也创制了世界上第一台以水银配合摆牌终岁自行,较西器优良许多的自动钟。
  
  蒋煜这两项极为重要的发明创造,不仅是中国古代天文科学史上弥足称道的瑰丽珍宝,也为研究复制提供了详尽可靠的依据,同时更激励着后人增强民族自信心,走科技兴邦之路。
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