靠水力驅(qū)動(dòng)的天文臺(tái)，居然還是世界時(shí)鐘“鼻祖”！

晝夜交替，斗轉(zhuǎn)星移。充滿智慧的中國(guó)古人在很早以前就開始探索時(shí)間的奧秘，發(fā)明了一系列的報(bào)時(shí)工具。比如，利用太陽(yáng)光影來(lái)測(cè)定時(shí)間的日晷以及利用水滴來(lái)計(jì)時(shí)的銅壺滴漏。

到了宋代，國(guó)力強(qiáng)盛，科技人才輩出，古人探索天文地理的能力也達(dá)到了新的高度，發(fā)明出了被稱為中國(guó)第五大發(fā)明的“水運(yùn)儀象臺(tái)”，在開封博物館的展廳內(nèi)陳列的一個(gè)大型的古代設(shè)備即它的模型。近日，記者來(lái)到開封博物館，與志愿講解員楊瑩一起登上這個(gè)“龐然大物”，為大家探尋古代“黑科技”的精妙之處。

為啥說(shuō)它是“黑科技”

說(shuō)起鐘表，大家都不陌生。很多人非常喜歡鐘表內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)，認(rèn)為層層疊疊的齒輪咬合有一種獨(dú)具韻味的美感。其實(shí)在我國(guó)古代，就已經(jīng)產(chǎn)生過(guò)這種齒輪套齒輪的機(jī)械裝置，這就是水運(yùn)儀象臺(tái)。

楊瑩介紹道，北宋時(shí)期，天文學(xué)家蘇頌和韓公廉等科技達(dá)人組成“科研團(tuán)隊(duì)”，經(jīng)過(guò)了多年的努力，終于在北宋元祐七年在汴京(今河南省開封市)制成了這座杰出的天文計(jì)時(shí)儀器。它集天文觀測(cè)、天象表演（演示）和報(bào)時(shí)三種功能于一身，就像是一臺(tái)以水力驅(qū)動(dòng)的小型天文臺(tái)?？梢哉f(shuō)，它不僅是中國(guó)古代最精密、最復(fù)雜的儀器之一，也被認(rèn)為是“世界時(shí)鐘的鼻祖”。而且，因?yàn)樗\(yùn)儀象臺(tái)中應(yīng)用了擒縱器，所以也有一些西方科學(xué)家認(rèn)為這件來(lái)自中國(guó)古代的精密儀器，很有可能是世界史上首個(gè)真正意義的天文鐘。

水運(yùn)儀象臺(tái)長(zhǎng)啥樣

據(jù)了解，蘇頌在制成水運(yùn)儀象臺(tái)后，將全部資料編成《新儀象法要》一書，并配以圖式。據(jù)書中記載，整座水運(yùn)儀象臺(tái)高約12米、寬約7米，是一座上狹下廣、呈正方臺(tái)形的木結(jié)構(gòu)建筑，共分三層，以扶梯上下。最上層放置渾儀和圭表，用來(lái)觀測(cè)天象；中層放置渾象，用以演示天象；最下一層放置報(bào)時(shí)儀器和全臺(tái)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)等。從規(guī)模來(lái)看，與其稱其為儀器，倒不如說(shuō)這是一座天文建筑。

報(bào)時(shí)裝置在臺(tái)南部，有5層木閣，可以通過(guò)搖鈴、打鐘、敲鼓、擊鉦或出現(xiàn)木人等聲像形式，報(bào)告時(shí)、刻、更、籌的推移。下層后部是動(dòng)力裝置，有一個(gè)直徑3米多的巨大樞輪，上面裝有36個(gè)水斗，樞輪邊上有一個(gè)漏水相當(dāng)快的漏壺，壺水流入水斗，斗滿后，樞輪即往下轉(zhuǎn)，在樞輪頂部有一個(gè)擒縱裝置，控制著樞輪只能轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)水斗。樞輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，帶動(dòng)一根貫通上、中、下3隔的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，并通過(guò)齒輪裝置帶動(dòng)渾儀跟蹤天體，帶動(dòng)天球儀按24小時(shí)一周轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)報(bào)時(shí)裝置準(zhǔn)確報(bào)時(shí)。

5層木閣里的木人能夠表演出精彩、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。而整個(gè)機(jī)械輪系的運(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)。

其中，動(dòng)力系統(tǒng)的核心是樞輪和天柱，樞輪頂部和邊上附設(shè)一組杠桿裝置，它們相當(dāng)于鐘表中的擒縱器，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，以至于英國(guó)著名學(xué)者李約瑟深入研究了水運(yùn)儀象臺(tái)之后，在《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》中說(shuō)：“我們借此機(jī)會(huì)聲明，我們以前關(guān)于‘鐘表裝置……完全是十四世紀(jì)早期歐洲的發(fā)明’的說(shuō)法是錯(cuò)誤的，使用軸葉擒縱器重力傳動(dòng)機(jī)械時(shí)鐘是十四世紀(jì)在歐洲發(fā)明的?？墒?，在中國(guó)許多世紀(jì)之前，就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動(dòng)機(jī)械時(shí)鐘。”

復(fù)刻的腳步從未停止

水運(yùn)儀象臺(tái)建成約40年后，北宋滅亡，都城汴梁被金兵攻陷，水運(yùn)儀象臺(tái)也隨之被毀，但其影響依然存在。金與南宋都想再把它復(fù)制出來(lái)，秦檜就曾派人尋找蘇頌后人并訪求蘇頌遺稿，還請(qǐng)教過(guò)朱熹，想把水運(yùn)儀象臺(tái)恢復(fù)起來(lái)，可是蘇頌遺存的手稿因無(wú)人理解其中方法，以致無(wú)人能仿造，復(fù)制水運(yùn)儀象臺(tái)的事情經(jīng)過(guò)歷朝歷代也始終沒(méi)有成功。

1958年，中國(guó)考古學(xué)家王振鐸最先復(fù)原水運(yùn)儀象臺(tái)模型，并發(fā)表《揭開了中國(guó)“天文鐘”的秘密》論文并繪制復(fù)原詳圖存世。開封市博物館陳列的水運(yùn)儀象臺(tái)是目前國(guó)內(nèi)唯一在室內(nèi)完全按照原工藝1∶1比例復(fù)原的模型，儀象臺(tái)上方的星空頂是按照蘇頌《新儀象法要》中的星空?qǐng)D建造的，并采用燈光投影實(shí)現(xiàn)了星空變換演示。

無(wú)論是對(duì)于時(shí)間的越來(lái)越準(zhǔn)確地計(jì)算，還是對(duì)于天象的不斷探索，都是我們?cè)诓粩嗔私庾匀坏牡缆飞献龀龅奶剿?。這樣不懈的探索追求深深地刻在我們民族的血脈中，直到今天，我們?nèi)匀蛔咴阡J意創(chuàng)新、不斷求索的探索之路上。

從水運(yùn)儀象臺(tái)可以看出我們祖先的智慧，出于對(duì)自然的好奇，為了更好地探索自然而建造的水運(yùn)儀象臺(tái)，從來(lái)都不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的“黑科技”，更多的是對(duì)于生活的熱愛(ài)和執(zhí)著的追求。