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中國古天文儀器的精度

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發表於 2010-4-26 21:38:18 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 mca 於 2010-4-26 22:27 編輯

Q:  在《中國大百科全書 --- 天文學》"簡儀" 一項下有:
"簡儀的另一成就是提高了刻度分劃的精細程度,元 (朝) 以前的儀器只能準確到一度的十二分之一,簡儀的百份環上每刻等分為三十六分,四游環上每度等分為十分,比唐宋時代的渾儀大大前進了一步。"  

有無同好知道渾儀及簡儀的觀測精度是多少?


A:   筆者有這本專書 http://www.waterlike.com.tw/bookdata.asp?NO=P12C08A001

                 《以尺量天 --- 中國古代目視尺度天象記錄的量化與歸算》
                    王玉民著,2008 年版,山東教育出版社
                    王亦是科普書《天上人間 --- 中國星座的故事》作者

《以尺量天》第二章第四節談歷代儀器精度比較,不過書有版權,在此只能簡要介紹,要特別指出:  
"儀器刻度" 的精細程度不等于 "觀測精度",後者可以較前者差很多倍。

*** 簡要介紹 ***

..... 從以上論述得出,歷代天文儀器觀測 (包括最小刻度內的估量) 最小值如下:

                  戰國至唐 1/2 度,  宋 1/4 度,  元明 1/20 度,  清 1/60 degree。
                 (中國古代以 365 又 1/4 度為一周天,1 度等于西方的 0.9856 degree) .....

留意儀器的刻度 (graduation) 只是一種外觀標記,不等於儀器的本身精度 (accuracy),更不等於測量誤差 (uncertainty of measurement,即是 Q 問的測量精度),所以不要混淆「儀器刻度」、「儀器精度」、「測量誤差」的意義。以清朝儀器為例,伊世同等人對 1844 年觀象台璣衡撫辰儀的 163 顆恆星目測記錄值比較,結果為:其測量誤差 赤經約為加減 12 角分,赤緯約為加減 6 角分,測量誤差比儀器刻度大許多倍 ! 這些誤差仍在目視估測的可能範圍之內。

...... 通過分朝代研究這些數據,並未發現觀測的準確度有隨年代增加的趨勢,這說明在此方面人類肉眼估測的能力是大致固定的,并不隨其他技能的發展而提高。......

..... 為何早期儀器的精度不高 ?  在當時製作工藝的限制下,刻度環無法做出更細的刻度,又無法把渾儀的刻度環任意擴大,故限制了精度 ..... 引述《明史. 曆志一》的話:"曆家以周天三百六十五度四分度之一,經七政之行,又析度為百分,分為百秒,可謂密矣,然渾象之體,徑儀數尺,佈周天度,每度不及指許,安所置分秒哉 ? 至于臬表之樹不過數尺,刻漏之籌不越數寸,以天之高且廣也,而以寸之物求之,欲其纖微不爽,不亦難乎? " ,正表明了當時人對儀器精度的懷疑。由于古人缺乏近似值的科學慨念,他們在安排曆法計算時似乎精度高得驚人,但實際用儀器觀測時的精度卻非常有限,使其對精度的追求只流于一廂情願。.....
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