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宫廷文物之清康熙科技仪器

时间:2007-08-24

 

  御制银镀金简平地平合璧仪

    御制银镀金简平地平合璧仪,清康熙三十二年(1693年),清宫造办处制作,高5cm,边长25cm,厚7cm。清宫旧藏。

    合璧仪由6件不同的仪器组成,分别嵌在银镀金方盘上,再由合页将方盘依次连接,合为方盒式。最上面的为“三辰公晷仪”,将其打开后,立面为“时刻度分盘”,平面为“罗盘仪”;将“罗盘仪”掀起,又见两仪器,立面为“地平仪”,平面为“星盘”;“星盘”的下面为“象限仪”。上述六件不同功能的仪器,经巧妙设计融为一体。

    “三辰公晷仪”是通过测日月星而求得时刻的仪器。仪器分两重盘:底重盘为固定不动的银盘,上刻十二时辰,分初、正。上重盘为银镀金盘,可旋转。沿盘最外边周圈镌刻二十四节气。内圈刻十二时辰,分初、正。次内圈镌刻三十日。次内圈竖向镌刻恒星名称,如壁宿第一、参宿第七等。再次内盘刻星等符号。盘中心设游标。

    “时刻度分盘”为已换算好的时刻度数表,盘面分两重盘:下重盘为固定不动的银盘,镌刻时刻、度数。上重盘可旋转,在时刻、度数的位置上镌刻“日出入地平”、“表影余日”、“黄昏时刻”、“日行宫读”、“日距度”等字,紧邻字下为银镀金盘出镂空长方格,可看底盘的各种数字。

    “罗盘仪”是用于测定方向的仪器。仪面圆盘的外周圈刻四象限,内圈刻方位名称,中心玻璃盘内为指南针,玻璃框边缘附可旋转的指针。

    “地平仪”用于测方位角。圆形仪面上刻四象限,方形仪面上各直边从中心0°起,分别刻“一十”、“二十”、“三十”度。仪面中心设窥器,沿窥器两边刻“一十”、“二十”、“三十”等数字。

    “星盘”用于求时刻、求某时某星上中天、日出日落时刻等。下重盘为固定不动的银盘,即北恒星盘,上镌经纬线,中心为北极,沿盘边周圈镌刻十二时辰。上重盘为可旋转的银镀金镂空盘,小圆圈为黄道,其上镌刻十二宫。此星盘的黄道十二宫名称是用中国十二时名称对应西方黄道十二宫而镌刻的。镂空盘上刻星宿名及度分,中心安游标。

    “象限仪”沿正方形盘面刻四象限,其中两条直边斜线刻画度分,在弧形的仪面上镌刻象限90°,游标上也刻90°。

    各种仪器的空白部位饰蔓草纹,时刻度分盘上蔓草纹方框内镌“此仪器宜北极出地高四十度”,简平仪底盘上镌“此简平仪依北极出地高四十度”。合璧仪内附算筹、测度线、铅笔、黑板、象牙纸、星宿度说明册等物。

    时刻度分盘上镌刻:“大清康熙癸酉岁清和月御制”铭文。

    此件简平地平合璧仪的制作并非出自偶然。自康熙八年(1669年)发生震惊朝野的历法之争后,康熙皇帝决心学西算。先是聘任比利时传教士南怀仁为师,教授法国数学家帕尔迪著的《几何原理》,后聘法国传教士白晋、张诚教授法国数学家巴蒂的《实用和理论几何》,其中结合天文仪器穿插讲一些测量知识。康熙皇帝边学西算理论,边在野外亲自操作仪器进行实测的学习,对此白晋曾在《康熙帝传》一书中评价道:“他把在几何学中学到的最有趣的东西运用到实践中去,以及使用一些天文仪器,看作为一种乐趣。” 根据这一历史背景及仪器制作的时间、仪器的体积及配置的小什物等推断,这件套式仪器正是康熙本人为配合学习西方天文、数学、测量等知识,在京师(北京地区)短距离实测所用的仪器。

  御制铜镀金简平仪

    御制铜镀金简平仪,清康熙二十年(1681年),清宫造办处制作,星盘直径32.1cm。清宫旧藏。

    简平仪分三重:上重盘为北地平盘,外周圈刻十二月份,每月30°,次内刻十二时辰,盘中心为北极,上附时刻盘。中重盘为天盘,其一面为北极恒星盘,上刻阴历日、赤道十二宫、周天360°、二十四节气、赤经线、黄道、银河系,沿赤道布列二十八宿,并按一至六等星标注。天盘的另一面为赤道南极恒星盘,除星象图有变化外,其余与北极恒星盘大致相同。下重盘为南地平盘,盘心象征着南极,中心设时刻盘、大游标,盘面刻有更线、节气线、日出没线等。简平仪顶端附提环,上端镌刻“简平仪”,下端镌刻“康熙二十年岁在辛酉仲夏制”铭文,为清宫内务府造办处所制造。

    因此简平仪未设置窥管,无法进行实测,但通过演示可求日出、日落时刻,日出、日入五更时刻,某时刻上中天的星,某时月在某方等。如求某时刻上中天的星(上中天的星即指某星通过子午圈的现象),即将北极恒星盘向左旋转,使当日太阳所在的赤道经度对准该时刻,视天盘午正位置上停留的星,即为所求该时刻上中天的星。

  康熙朝地球仪

    康熙朝地球仪,清康熙,清宫造办处制作,通高135cm,球径70cm。清宫旧藏。

    球体中腰处的铜圈为地平圈,上刻四象限。与地平圈相交的铜圈为子午圈,上刻360°。球北极处附时盘,上刻十二时辰,分初、正。球面上绘黄道、赤道、经纬度,其中赤道绘以红色,黄道绘以黄色,经纬线每隔10°画一条。黄道上标有二十四节气名称、南北回归线、南极圈、北极圈。球面绘大陆行政区域,标注一些大城市的名称,如中国的“北京”、“太原”、“宁夏”、“兰州”、“南昌”、“苏州”、“厦门”、“武昌”、“汉口”等,还绘有河流、湖泊、岛屿,如南美南部的“火地岛”、北部的“亚马逊河”及西南太平洋上的“澳大利亚”、“菲律宾”、“爪哇”、“马来半岛”、“新几内亚”等。球面还标有特殊的地理位置,如中国的“长城”。地球仪下端的一部分表现的是在宽阔的海域中有奇形怪状的水兽、大小帆船及航海线等。地球仪安放在工艺精湛的紫檀木雕花三弯腿支架上。

    中国地球仪的制作始于元代,由西域天文学家扎马鲁丁为元朝廷督造,球面上反映了地球表面的海、陆分布状况,属于原始的绘制方法。明万历年间意大利传教士利玛窦来华后,为向中国传授古希腊的地圆说,亲自制作地球仪,并著有《坤舆万国全图》。受其影响,明万历三十一年(1603年),学者李之藻制成一架地球仪。约在崇祯三年(1630年),朝廷也制作了一架地球仪。这些地球仪上绘制了经纬网,扩充了我国此前的地球仪上只有27处观测点的纬度,包括了赤道、南北回归线、南北极圈的整个地球纬度,也弥补了我国此前不知经度的空白,并标注了五洲说,使当朝人能以了解西方地理大发现的新知识。继明之后,清初康熙皇帝敕命在朝的传教士会同一些朝廷官员制作了此件地球仪,球面的图象、刻度及相关的文字叙述等大体沿用利玛窦的绘制方法。这件仪器的制作从一个侧面反映出“地圆说”理论在中国得到巩固,也反映了当时中国对世界地理知识的认识水平。

    明、清两朝制造的地球仪现仅存3件,其中2件存于故宫博物院,1件存于伦敦英国博物馆。

  御制铜镀金星晷仪

    御制铜镀金星晷仪,清康熙五十三年(1714年),清宫造办处制作,通高21.5cm,晷盘直径11cm。清宫旧藏。

    此星晷仪是通过测星而求时刻的仪器,分上下两重盘。上重盘称天盘,周圈刻二十四节气。天盘上端设倒三角形直表,表背面左右两边分别刻“勾陈”、“帝星”二星名,中间刻“两星表”三字。天盘下端附柄。下重盘称地盘,一面周圈刻十二时辰,另一面外周圈刻十二时辰,内圈刻一、二、三、四、五更时,并围绕中心横向对称刻二十四节气表及横、纵线,横线为节气线,纵线为更线。星盘中心孔内安坠线以取直。

    此仪在测时中不仅可测得时刻,而且还可求得更时。使用方法是将坠线取直,测者转动天盘,使盘上的三角形直表标有“勾陈”、“帝星”的两端分别对准北天极中的“勾陈”与“帝星”二星,视坠线在天盘上所指的节气,对应地盘上的时刻,即是所求的时刻。如求更时,则依测星所得的节气对应地平上的更线,再由更线找到对应的时刻,即是所求的更时和时刻。

    天盘内镌刻“康熙五十三年”,柄刻“康熙御制”铭文。

    这件星晷仪的制作借鉴了西方同类仪器的设计原理,又融进中国传统的计时方法,有其独到之处。

  御制方矩象限仪

    御制方矩象限仪,清康熙,清宫造办处制作, 方盘边长32cm。清宫旧藏。

    此仪系清宫造办处仿西式象限仪而制作。仪盘铜质,呈正方形,盘面两直边刻度以横、纵线相交成十重格,上镌刻0°-100°。次内象限仪面上以弧线、斜线相交成十重格,上镌刻0°-90°。与象限仪面相邻处设一方盘,盘中心嵌罗盘。仪盘上有镂空卷草纹作装饰。盘面一直边的两端设照准器,可作定标。紧邻一照准器设附窥视孔的游标。仪盘由红木柱镶铜的三弯腿支架承接,支架局部有螺旋,可调节使仪器升降,以进行平测或立测。

    方矩象限仪为欧洲早期象限仪中的一种,用于测量水平角、某天体距地平的高度及距天顶的距度。如测水平角,即由罗盘仪定南北方向,坠线取直,通过照准器对准观测目标甲,再将游标窥视孔对准观测目标乙,视游标在仪盘上所指的刻度,即所需测量的水平角。

    仪面一隅镌刻"康熙御制"铭文。


 
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