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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(620)

  经过王恂、郭守敬等人的共同努力,到1280年 (元世祖至元17年)春 天,一部新的历法宣告完成,取名“授时历”。同年冬天,正式颁发了根据

  《授时历》推算出来的下一年的日历。

  很不幸, 《授时历》颁行不久,王恂就病逝了。那时候,有关这部新历 的许多算草、数表还都是一堆草稿,不曾整理。几个参加编历的主要人员, 退休的退休,病逝的病逝,于是最后整理定稿工作全部落到郭守敬的肩上。 他又花了两年多的时间,把数据、算表等整理清楚,写出定稿。其中的一部 分就是《元史、历志》中的《授时历》。

  在《授时历》里,有许多革新和创造。第一,废除了过去许多不合理不 必要的计算。例如,避免用很复杂的分数来表示一个天文数据的尾数部分, 改用十进制小数等。第二,创立了几种新的算法,例如插入法及球面三角法 则等。第三,总结了前人的成果,使用了一些较为进步的数据,例如采用南 宋杨忠辅所定的回归年,以一年为365.2425日,与现行的公历的一年时间完 全一致。《授时历》是1281年颁行的;现行的公历却是1576年才由意大利 人利里奥提出来。《授时历》确是我国古代一部很进步的历法。郭守敬把这 部历法写成定稿,流传到后世,把许多先进的科学成就传授给后人,这件工 作,对后人来说是很有意义的。

  王恂去世不久,郭守敬升为太史令。在以后的几年间,他又继续进行了 天文观测,并陆续地把自己制造的天文仪器、观测天象的经验和结果等编写 成为宝贵的书籍。他的天文著作共有百余卷之多。然而封建帝王元世祖虽然 支持了改历工作,却并不愿把真正的科学知识流传到民间去,就把郭守敬的 天文著作统统锁在了深宫秘府中。那些科学遗产几乎全都被埋没了,这是多 么令人痛惜的事!

  四、设计制造“七宝灯漏”

  《授时历》完成,以及大量有关新历的资料整理结束,这已是至元后期 了。也就是到了忽必烈晚年时期,此时,朝政腐败,民不聊生,暴动和起义 相继而起。在这种形势下,太史院和司天台的业务当然难于继续有所做为, 只是奉行着逐年编历与日常观测的例行公事。但是,郭守敬具有多方面的才 能,除了当时政府又要他参与都城的水利工程外,他还在机械制造和机械传 动装置等方面下功夫,特别是在同天文学有密切联系的计时仪器制造上,进 行了辛勤的工作。虽然这里也有继承前人的创造,但是它们也反映出中世纪 时代我国机械制造的水平。

  这时期,郭守敬制作过一座“七宝灯漏”。那是一座时钟。虽然主要是 为了取悦于元世祖忽必烈,给其享乐的生活添加一件富丽堂皇的摆设,但它 的构造确是不简单的。

  这“七宝灯漏”,实际上是一架原动力为水力的精密的机械时钟。整个 灯漏高1丈7尺,约5.3米。它的主体是一个大“灯球”,内部分成4层, 各起各的作用。

  顶部最高一层内,四方环列着“四神”,即代表日、月以及天上列宿中 在天球上相差半周的参宿与辰宿。它每天自东向西转动一周,表示天体在做 周日运动。第三层,按东、西、南、北方向布置着苍龙、白虎、朱鸟、灵龟, 即代表 28宿的四象的活动模型。它们按一定的时刻跳跃,舞蹈和鸣叫,与 周日旋转运动相呼应。第二层四周刻有每日一百刻度的度数,又团团排列着 代表12时辰的木制“12神”。每神手中各执一块写明时辰名称的“时牌”, 按时在一定门口出现,报告那时正是什么时辰。另外再有一个木人,立在门 口,一直用手指明着刻数;当时是何时何刻一望便知。底层四角又是四个各 执乐器的木人。每个时辰分“初”和“正”两段,每段各有四刻。这一层的 木人,逢初刻鸣钟,到二刻打鼓,至三刻敲锣;最末四刻时击铙钹。一般说, 在日常生活中,白天六辰还较容易区分,而每辰再细分的八刻则往往吃不准。 以时牌报时,配以不同的声响报刻,这样巧妙的一具时钟,确是相当完美。

  灯漏的动力装备,是一组水力机械。用水车注入水壶,通过类似漏壶的 一组水箱,使一个水位恒定的漏壶中的水均匀地流出,依次冲击激动一个枢 轮。枢轮旁边装有一套轮轴装置。利用凸轮机构与齿轮系统,使轮轴传动装 置的一重重机轮带动灯球内四层中不同的物象,作出不同的反应。尤其是第 三层内的四象模型,能按时鸣叫与舞跃,这是前所未曾有过的。

  毫无疑问,机械传动装置内装有控制速度的擒纵器,使走速均匀,计时 准确;并且还装有相当复杂的凸轮机构和齿轮系统,以带动这一整套的传动 装置。

  灯球上面,有一道“中梁”;中梁之上还设有一道“曲梁”。

  曲梁上面刻有水槽,用以定水准。中部安设“云珠”一颗。左右两旁, 分别布置“日球”与“月球”各一颗。曲梁两端用龙首作装饰,梁摆动时, 能够口吻张开,目珠转动,好似凝视着曲梁架上的水平位置是否左右平准。 云珠下面另挂一颗“大珠”,位于其下的中梁上左右盘旋着两条龙,成双龙 戏珠之象。两龙又能随大珠的摇摆而俯仰转动,好象是在昂首察看水槽内的 水是否平均稳定。这两根梁,两个龙头和两条龙都非为了单纯装潢而虚饰的, 而是供校正这座水力机械时钟的水平状态之用的。它好象具有自动反映校正 水平的工作过程的性能。


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