渾儀發展簡史

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參考過有關書籍: 簡明天文學詞典 (葉叔華 1986)、中國古代天文學家 (陳久金 2008)、清朝天文儀器解說 (陳遵媯 1956)、中國古天文儀器史 (潘鼐 2003)，寫了以下筆記，它只是個人心得，望識者指正。

渾儀發展簡史

渾儀是我國古代測量天體球面坐標的一種儀器，它模仿肉眼所見的天球形狀，把儀器制成多個同心圓環，整體看猶如一個圓球，然後通過可繞中心旋轉的窺管觀測天體，"渾" 字在古代有圓球的意思，故名。

渾儀的歷史悠久，它的前身可能為西漢 (公元前一世紀) 的 "璇璣玉衡"，這詞含義未明，東漢時又在儀器上加黃道環，改稱 "黃道銅儀"，早期的結構如何，史無記載，而最早有描述的是東晉光初六年 (公元 323 年) 所做的兩重環銅渾儀，到了唐貞觀七年 (公元 633 年)，李淳風增加環數變成三重環，自此渾儀才成為比較完整的儀器，三重環分別為:

1.  外重環，在支架上固定不動，包括地平環、子午環 (它是雙環) 和赤道環，總稱為 "六合儀" (六合指東西、南北、上下六個方位，不是指六個圓環)。

2.  中間重環，包括黃道環、白道環 (月球軌道) 和赤道環，總稱為 "三辰儀"  (因為這三個環分別表示太陽、月球、恆星位置，而我國古代又把日、月、星稱為三辰，故名。)

3.  內重環，包括南北極軸，赤經環 (它是雙環)，和窺管等，總稱為 "四游儀" (能夠四方游動之意，不是指四個圓環)，平行的赤經雙環夾窺管繞極軸旋轉，窺管又可以在赤經雙環內自由轉動，指向天空的任意一點。

   


唐代以後所造的渾儀，基本上與李淳風的渾儀相似，只是窺環或零件有所增減而已。隨著渾儀環數增加，觀測時遮掩的天區愈來愈多，因此從北宋 (公元十一世紀) 開始渾儀續漸簡化，元代郭守敬 (1231-1316) 更進行徹底改革，創制出 "簡儀"。現存最古老的渾儀在明代 1437 – 1442 年間制成，它的基本結構和元代無異。

   


   



到了清初的曆法改革時期 (現在民間的農曆就是從此時萌芽)，康熙皇帝重用了西洋傳教士引進的歐洲天文學，前代的渾儀不復多見，代之是南懷仁 (Ferdinand Verbiest) 等傳教士為朝廷鑄造的六件大型儀器，全部在 1673 年左右完成，包括銅球形狀的 "天體儀"、類似渾儀的 "赤道經緯儀" 和 "黃道經緯儀"、"地平經緯儀"、"象限儀" (90 度角) 及 "紀限儀" (60 度角)。乾隆甲子年 (1744) 又頒令造 "璣衡撫辰儀"，古以 "運動為璣，持正為衡"，璣衡撫辰儀的含義就是撫順五行的儀器，它經歷十年才完全制成，用法與赤道經緯儀幾乎一樣，分別是後者只能測定某星離 "距星" (即二十八宿的參考星) 的赤經差，前者則可以直接測定某星的經度，"璣衡撫辰儀" 算是最後的西洋化中國古代渾儀了，上述七件儀器連明代制造的渾儀及簡儀仍然放在現存的北京古觀象台內。

   


                                1987 年的北京古觀象台 (初建於明代 1442 年)
   



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〔補充〕   中國古天文 (康熙之前) 的恆星座標和西方有三點不同：

1.   圓周分為 365 又 1/4 "度"， 一 "度" 等於西方的 0.9856 degree.

2.   中國古代在二十八宿的每一宿選擇一顆 "距星" 作為參考，其他星的 "入宿度" 是指這星與該宿 "距星" 的赤經差，距星與互鄰距星之間的赤經差則稱為 "距度"，這種定位法與西方直接測量星的赤經 (right ascension ) 不同。

3.   中國星宿不用西方的赤緯 (declination) 而用 "去極度"，去極度等於該星離北天極的角距。

"入宿度" 和 "去極度" 代表中國古代恆星的赤道座標。