公元前4世纪,周朝战国时的石申、甘德早制作浑象。与此同时,希腊人喜帕恰斯和埃拉托斯特尼也发明了浑仪。 西汉宣帝甘露二年(公元前52年),大司农耿寿昌“铸铜为象,以测天文”。 东汉贾逵、傅安等在圆仪上加上黄道环,称为“黄道铜仪”(公元103年诏书造“黄道铜仪”)。 117年东汉天文学家张衡创制浑象,用漏壶滴出的水发动齿轮,带动浑象绕轴旋转,并使浑象的转动与地球的周日运动相等,可以将天象准确的表示出来。 早期曾有木仪,《隋志》引吴太史令陈苗的话说:“先贤制木为仪,各曰浑天。”以后多为金属铸造。 十六国的前赵刘曜光初六年(323年),史官丞南阳孔挺曾铸造铜浑仪。北魏道武帝天兴初年(398年),太史令晁崇修浑仪,用以观测星象。1至明元帝永兴四年(412年),下诏造候部铁仪。
有关浑象的早记载为东汉张衡的《浑天仪图注》。张衡在前人制造浑象的基础上也制作了一架水运浑天仪(又叫“漏水转浑天仪”,),实际上就是一个浑象。那是一个大圆球,周长为1丈4尺6寸1分,相当于4分为1 度,周天共365.25度,上面标有二十八宿中外星官、南北二极、黄赤二道,北极周围有恒显圈,南极附近有恒隐圈,还有二十四节气,日、月、五大行星等。 张衡的仪器当然由于年湮代远而不能见到了,但是张衡浑象的式样已被历代继承下来。 张衡以后许多天文学家,如三国时陆绩、王蕃,南北朝时钱乐三,唐代一行、梁令瓒,元代郭守敬等都曾制造过浑象,而且都同水力和机械联系在一起,以取得与天球的周日转动同步的效果。
浑象由于圆球的转动带动星辰也转,在地平以上的部分就是可见到的天象。它把太阳、月亮、二十八宿等天体以及赤道和黄道都绘制在一个圆球面上,能使人不受时间限制,随时了解当时的天象。白天可以看到当时在天空中看不到的星星和月亮,而且位置不差;阴天和夜晚也能看到太阳所在的位置。用它能表演太阳、月亮以及其他星象东升和西落的时刻、方位,还能形象地说明夏天白天长,冬天黑夜长的道理等。
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