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简仪这玩意儿,底座是个四方块儿,长一丈八尺三分,宽是长的三分之一。底座上面宽六寸,下面宽八寸,厚度跟上面一样宽。底座上横着竖着各有三根横梁,南边两根,北边一根顶着南边中间那根。底座四周挖了个水沟,一寸深,宽六寸半。四个角上是底座的基石,比底座高出内外各两寸,基石周围也挖了个水沟,一寸深一寸宽,跟四周的水沟连通着。卯酉(东南西北)方向还各加了个基石,宽度比原来的基石宽四寸,长度比宽度多三分之二,水沟也一样。

北极的云架柱子两根,直径四寸,长一丈二尺八寸,下面是像鳌鱼一样的云纹装饰,安在乾艮(西北东北)两个角上。基石上左右内侧,柱子斜着,跟赤道平行,正好穿过上规。这个上规,直径二尺四寸,宽一寸五分,厚是宽的两倍,中间交叉着斜着的十字架,宽厚跟上规一样,中心有个孔,上面宽五分,边长一寸半,下面宽二寸五分,边长一寸,用来安装北极的枢轴。从云架柱子斜着往上,离底座七尺二寸的地方是横梁,从横梁中心到孔中心是六尺八寸。还有两根龙柱,安在卯酉方向基石中间偏北的地方,柱子上雕着龙,下面是山峰的形状,斜着往北边立着,用来支撑北边的架子。

南极的云架柱子也两根,安在卯酉方向基石中间偏南的地方,宽度厚度形状跟北边的架子一样,斜着对着坤巽(西南东南)两个角交叉成十字,上面跟百刻环的边缘齐平。在辰巳(东南)、未申(西南)之间,南边倾斜的角度跟赤道平行,每根柱子长一丈一尺五寸,从底座斜着往上三尺八寸的地方是横梁,用来承托百刻环的下边缘。还有两根龙柱,安在坤巽两个角的基石上,斜着往北边立着,顶端形状跟北边的柱子一样。“四游双环”直径六尺,宽二寸,厚一寸,中间相隔一寸,连接着子午(南北)、卯酉(东西)方向,子午方向有个圆孔,用来安装南北极的枢轴,两边都刻着周天度数,从南极到北极,剩下的度数加在北极上。

在南北枢轴孔的两边各四寸的地方,各有一根直的横梁,宽厚跟环上的横梁一样,中心各有一根横着的横梁,东西方向跟两根直的横梁连着,宽厚也一样,横梁中心连在一起,厚三寸,有个八分见方的孔,用来安装窥衡的枢轴。窥衡长五尺九寸四分,宽厚跟环一样,中间有个直径五分的圆孔,用来安装枢轴。窥衡两端是圭首,用来取中缩,离圭首五分的地方,各有一个垂直的横耳,高二寸二分,宽跟窥衡一样,厚度三分,中间有个直径六分的圆孔,中心上下各有一条线,用来指示度数。百刻环直径六尺四寸,宽二寸,周长刻着十二时辰的百刻,每刻分三十六分,厚二寸,上半部分宽三寸。还有十字形的横梁,都是用来承托赤道环的。百刻环里面宽阔的面上,卧着四个圆轴,让赤道环转动起来没有阻碍。赤道环嵌入南极架子一寸,还用钉子固定着。赤道环的直径、宽度、厚度都跟四游环一样,表面刻着细密的周天度数,中间是十字形的横梁,宽三寸,中间空一寸,厚一寸,中心有个直径一寸的孔,用来安装南极的枢轴。

界衡有两个,每个长五尺九寸四分,宽三寸,衡首斜着削五分刻度数,对着环面,中间有个孔,重新安装赤道环南极的枢轴。上衡两端,从长孔外边到衡首底部,厚度是宽度的两倍,这样两个衡转动都能贴着环面,不会高低不平,而且容易读数。南北极的枢轴都是用钢铁做的,长六寸,一半是轴身,一半是轴头,轴身的尺寸跟上规一样,正好能装进孔里,轴的直径一寸,北极轴中心有个孔,孔底横着穿过两边,中间伸出一条弯曲的线,轴身从横孔两边伸出来,跟孔中间的线连在一起,留三分也连在一起,上下各穿一条线,穿过界衡的两端,中心有个孔,下端穿过衡的底部,沿着衡的中心有个槽,用来让线笔直地进入内界衡的长孔中,到衡的中间再有个孔,从衡的底部往上伸出来连在一起。定极环宽半寸,厚是宽的两倍,形状是穹窿形的,中间直径六度,一度约一寸左右,极星不动的地方有三度,正好能转动一周。中间是斜着的十字形横梁,宽厚跟环一样,跟上规的横梁连在一起,中心有个直径五厘的孔,下端到北极轴心六寸五分。

还放了一块铜板,跟南极云架的十字架连在一起,边长二寸,厚五分,北面削薄,中心留一厘厚,中间是个直径一分圆孔,孔心到南极轴心也是六寸五分。还有两个环,一个是阴纬环,表面刻着方位,以底座上纵横梁和北十字为中心,平放着;另一个叫立运环,表面刻着度数,安装在北极云架柱子下面,对着阴纬环的中心,上面连着架子的横梁,下面到底座横梁的十字架,上下各安装枢轴,可以旋转,中间放着横梁,中心有个孔,用来安装窥衡,可以上下移动,用来观测日月星辰出地平线的度数。用“四游环”,东西方向转动,南北方向上下移动,所有七政(日月五星)列宿(星官)内外官距离极点的度数,都能测量出来。赤道环旋转跟列宿距离恒星相对应,转动界衡,让两条线相对,日月五星内外官进入宿度数,都能测量出来。百刻环转动界衡,让两条线跟太阳相对,下面直接显示时间就是白天的时间,晚上用星星来确定,比旧仪器测量日月五星出没更方便,没有阳经阴纬云柱的遮挡。

浑象这玩意儿,圆的像弹丸一样,直径六尺,横竖都画着周天度数,赤道在中间,距离两极各是周天的四分之一,黄道出入赤道内外各二十四度左右,月亮运行的白道出入不固定,用竹篾平均分配天度,检验黄道交叉的地方,随时移动。先用简仪测量进入宿度

这玩意儿叫仰仪,是用铜做的,形状像个大锅,放在砖台上。上面画着周天星度,边缘刻着十二个时辰,总之就是让人俯视观察天象用的。上面刻着铭文:这玩意儿做不到完全符合天体形状,因为天实在太大了!别马虎,做这玩意儿的人得认真仔细啊!它深六尺,宽是深的两倍。深度和宽度都按比例做,才能保证这锅的准确性。周围凿出水槽,用来灌水校准。区分方位和位置,就用子卦来确定。用衡杆来测量中心,保证水平和倾斜的准确性。南极的刻度是斜着刻的,水平线在锅的中心。大小都要周全,连地下的刻度也要画上。开始的时候,周天刻度是逐渐变细的,直到最外圈。最外圈的深度,是四十太(长度单位)。北边是九十一太,对应着赤道。刻度总共五十个,对应着六个时辰。衡杆上加上卦位,巽坤在里面。用负缩杆,子午相对。用玑板来旋转,细微之处都能调整到位。上下垂直,和中心点相合。通过阳光透射,就能知道角度是多少。太阳从旸谷升起,傍晚消失在昧谷。寒暑的变化,都能通过它来观察。日食的发生,也能通过它来推算。用来避开强烈的阳光,避免伤害眼睛。南北的偏差,也能大概测算出来。最浅的地方是十五太,那是林邑的界限。黄道在夏天最高,这是人们所观察到的。夏天长冬天短,还略有差异。深度是五十又一的奇数,对应着铁勒塞(地名)。黄道在冬天最平,白天最短。夏天太阳不会消失,这是最长的时期。它能解释浑天说和宣夜说,也解释了天穹的形状。关于六天(指天空)的记载,说法不一。这仰仪和其他的测量工具,哪个更好呢?用手指着它来解释,不用多费口舌。用暗处的知识来解释明亮的事物,让疑惑的人明白。聪明的人能理解它,愚笨的人会觉得奇怪。古今精巧的历法,不知经历了多少代人的努力。如果不是因为必须要做,我也不会去做,因为我的能力有限。希望能窥探到天地的奥秘,这是上天的恩赐。它能使光明大放,昭示圣明的时代。泰山一样坚固,像河水一样绵延。黄金一样不会磨损,能长久地使用。鬼神都会禁止破坏它,千万别把它弄坏了!

第二段:

这仰仪的铭文,真是充满了对天文的精妙理解和对制作者的敬畏之情啊!从它的结构设计到功能用途,都体现了古代工匠们高超的技艺和智慧。 不仅能观测天象,还能推算节气、预测日食,甚至连不同地区的纬度差异都能反映出来。 这简直就是古代的一件高科技产品,让人不得不感叹古人的聪明才智。 铭文最后几句更是充满了庄严和神圣感,仿佛在告诫后人要珍惜这件珍贵的文物,保护它不受损坏。 “泰山砺乎,河如带也。黄金不磨,悠久赖也。鬼神禁诃,勿铭坏也。” 这不仅仅是对仰仪的赞美,更是对中华优秀传统文化的传承和守护。

明朝的大明殿里有个特别高级的漏壶,足足有七尺高,架子是用金子做的!你看那弯弯的梁上,中间镶着一颗大大的珍珠,左边是太阳,右边是月亮,珍珠下面还吊着一颗小珍珠。梁的两头雕着龙的脑袋,龙嘴一张一合,眼睛一转一转的,就能根据水流速度判断时间快慢。

在梁的中间,还有两只戏珠的龙,它们随着珍珠一起上上下下,也能精准地显示水流是否均匀。这些设计可不是摆设哦,都是有讲究的!灯球是用金子和各种宝石做的,里面分了四层。最上面一层环绕着四神,对应着太阳、月亮、参星和辰星,太阳转一圈就代表一天。

第二层是龙、虎、鸟、龟的形象,分别占据四个方位,它们还会根据时间刻度动来动去,发出各种声音。再下一层,则是一百个刻度的标记,上面还有十二个神,每个人手里都拿着代表时间的牌子,到点儿了,四扇门就会通报时间。 还有个人在门里,一直用手指着刻度数。灯漏的四个角分别放着钟、鼓、钲、铙各一件,每过一刻钟就敲钟,两刻钟就击鼓,三刻钟就敲钲,四刻钟就敲铙,整点的时候也是这样。 这套精巧的装置,机关都藏在一个柜子里,用水来驱动。

首先,准备一块正方形的木板,边长四尺,厚一寸。在木板四周挖出宽五分(约一厘米)的水渠。先找到木板中心,画个十字,十字的末端要正好到水渠边上。然后,以中心点为圆心,画个一寸半径的圆。接着,在这个圆外面,再画十九个同心圆,每个圆的间距都是三分(约一厘米)。 这些圆圈要均匀分布在整个木板表面。中间再画一个直径二寸,高度也为二寸的小圆柱体。在小圆柱体的中心底部,竖直插一根标杆,高度为一尺五寸。如果标杆指向南方,高度就减去五寸;如果指向北方,高度就加倍。

想要校正木板的方位,先把木板平放在地上,往水渠里注水,等水面完全平静后,再把标杆插到中心点。然后,观察标杆在西边外圈的影子,用墨汁标记下来。影子稍微移动一点,就再标记一次,每个圆圈都要这样做,直到影子移动到东边外圈为止。 每一个圆圈影子进出交界的地方,都用线连起来,然后取线段的中点,这个中点和标杆的位置对应,并且影子的长度也是最短的,这就说明南北方向已经校正好了。

接下来,仔细检查每个圆圈上标记的影子位置,再次确认南北方向是否准确。南北方向校正好后,东西方向也就自然校正了。不过,在冬至和夏至前后,太阳的轨迹会略微偏东或偏西,南北方向的偏差会比较小,这时可以根据外圈圆的影子来确定东西方向,这样也能保证准确性。 但在春分和秋分前后,太阳的轨迹会更偏东或偏西,南北方向的偏差比较大,而且早晚的偏差也不一样,这时外圈圆的影子可能就不太可靠了,最好参考内圈圆的影子来确定,并且要连续几天观察,这样结果会更准确。

最后,还有一个测量方法:先测定当地北极星的地平高度(也就是北极星在地平线以上的高度)。然后,根据这个高度,计算出南极点的地平高度,用墨线斜着穿过中心点连接南北两点,再在中心点画一条与这条线垂直的十字线,这就表示了天赤道的倾斜方向。 然后,在木板侧面悬挂一根垂直的绳子来校正垂直方向,以后放置仪器设备都以此为准。

这玩意儿,用石头做的,叫圭表。 长一百二十八尺,宽四尺五寸,厚一尺四寸,底座高二尺六寸。南北两头挖了两个圆池子,直径一尺五寸,深两寸。从表北边一尺的地方,向上跟表梁中心垂直对齐,外面一百二十尺的地方,宽四寸,两边各一寸,画上刻度,一直到北端。两边隔一寸宽的地方是水渠,深一寸,宽一寸,跟南北两个池子连通着,用来保证水平。

表杆呢,长五十尺,宽二尺四寸,厚度是宽度的二分之一,竖在圭的南端。圭的石头底座埋在地下,深入地下一丈四尺,上面高三十六尺,顶端两边是两条龙,龙身一半附在表杆上,托着横梁。从梁中心到表杆顶端四尺,加上下面到圭面的距离,一共四十尺。横梁长六尺,直径三寸,上面也挖了水渠,用来保证水平。两端和中间腰部都有横向的小孔,直径二分,用铁棍穿过,长五寸,系上绳子,中间吊个锤子,用来校正位置,也防止倾斜。

表杆短了,刻度就显得拥挤,那些细小的分秒就很难区分了;表杆长了,刻度虽然宽松了,但影子就显得虚淡,不容易看到清晰的影子。以前的人想在虚淡的影子中找到精确的测量结果,就用望远镜啊,或者用小表杆啊,或者用木头做个尺子之类的,总之都是想办法让阳光直射到表面的刻度上。现在呢,我们用铜来做表杆,高三十六尺,顶端还是用两条龙托着横梁,从横梁到底座一共四十尺,这就是八尺的表杆配上五尺的圭。表杆上的刻度也改了,以前一寸现在改成五寸了,这样厘毫之间就更容易区分了。

这玩意儿叫景符,是用铜片做的,宽两寸,长是宽的两倍,中间有个小孔,细得像针眼一样。底座是个方形的架子,一端装上轴,可以开合。支起来后,它就斜着靠在屋梁上,北边高,南边低,在屋梁中间来回移动。透过小孔射进来的阳光,只有米粒大小,隐约能看到横梁。以前的方法是用圭表测量日影,只能测到日影上端,现在用横梁来测量,就能测到日影的中心位置,一点儿误差都没有。元至元十六年己卯年夏至的日影长度是:四月十九日乙未,影长一丈二尺三寸六分九厘五毫。元至元十六年己卯年冬至的日影长度是:十月二十四日戊戌,影长七丈六尺七寸四分。

窥几这东西,长六尺,宽两尺,高是宽的两倍。底座宽三寸,厚两寸;上面宽四寸,厚和底座一样。上面是个木板,厚一寸,四个角有支脚,用斜木撑着,保证它绝对方正。木板中间开个长四尺、宽两寸的孔,孔的两边一寸的地方画上刻度,里面三寸刻上更细的刻度,和下面的圭表对应。从几面到屋梁中心是二十六尺,我们以此为标准来观察。窥管长二尺四寸,宽两寸,厚五分,两边斜着削尖,正好和窥几上的孔对齐。窥管两端都留有两寸宽,插入窥几的孔里。等星月运行到正中间的时候,从窥几下面仰望,以屋梁的南北方向为参照物,测量出分寸的中值,作为垂直的日影长度。我们还会在远处同时进行观测,记录日影长度,用来推算星体的高度。

【西域仪象】

元世祖至元四年,扎马鲁丁制造了一批西域天文仪器。首先是“咱秃哈剌吉”,汉语叫浑天仪。这玩意儿是用铜做的,下面有个平环,刻着周天度数,标注着十二辰的位置,用来和地面对准。然后,它还有两个侧立的环,和平环的子午线相连,一半深入地下,用来划分天度。里面第二个双环也刻着周天度数,但和第一个双环交叉,与侧环相连,距离地平线36度,代表南北极,可以旋转,模拟天体的运行,显示太阳的运行轨迹。再往里,第三、第四个环都连接在第二个环上,距离南北极24度,也能旋转。这三个可以旋转的环上都装有铜制的方形小钉,每个小钉都有个小孔,用来代替古代观测天象的衡箫。

接下来是“咱秃朔八台”,汉语叫测验周天星曜的仪器。它外围是个圆形的墙,东面有个门,里面有个小平台,立着一根七尺五寸高的铜表,上面装有轴承,悬挂着一根五尺五寸长的铜尺,还有两个类似观测用的窥管,长度和铜尺一样。下面放着一把刻有刻度的横尺,上面用来固定挂尺,下面根据观测目标的远近调整,可以左右旋转周全观察,也可以上下移动进行全面测量。

然后是“鲁哈麻亦渺凹只”,汉语叫春秋分晷影堂。这建筑有两间屋子,屋顶东西方向开了一个横向的缝隙,让阳光斜射进来。屋内有个平台,根据日影的长度,南北高低不同。平台上竖立着一个铜制的半圆环,刻着180度的刻度,用来和地平线上的半圆天对准。旁边斜靠着一根六尺长、一寸六分宽的铜尺,上端连接半圆环的中心,下端放在半圆环的上方,可以前后移动观测,通过观察屋顶缝隙里的日影,测量角度来确定春秋二分。

“鲁哈嘛亦木思塔余”,汉语叫冬夏至晷影堂。这建筑有五间屋子,屋子下面是个深两丈二尺的坑。屋顶南北方向开了一个缝隙,让阳光直射下来。在缝隙旁边立着一面墙,墙上挂着一根一尺六寸长的铜尺,墙上还画着半圆形的刻度,和铜尺配合使用。同样可以通过观察屋顶缝隙里的日影,前后移动铜尺,来确定冬夏二至。

“苦来亦撒麻”,汉语叫浑天图。它用铜做成一个球体,球体表面刻着太阳运行的轨迹和经纬度,还刻着二十八宿的形状。外面有个平环,刻着周天度数,标注着十二辰的位置,用来和地面对准。还有两个侧立的环,一个连接平环的子午线,用铜钉代表南北极;另一个连接平环的卯酉线,都刻着天度。它和浑天仪类似,但不能旋转和观测。

“苦来亦阿儿子”,汉语叫地理志。它用木头做成一个球体,七分是水,涂成绿色;三分是陆地,涂成白色。上面画着江河湖海的脉络,还画着一些小方块,用来表示各个区域的面积和距离。

最后是“兀速都儿剌不定”,汉语叫昼夜时刻器。它用铜做成像圆镜子一样的东西,可以挂起来。表面刻着十二辰和昼夜时刻,中间装有可以旋转的铜条,铜条两端各有一个小孔,用来对准观察。白天观察日影,晚上观察星辰,来确定时间,推测吉凶。背面嵌有三块镜片,刻有七幅图,用来辨别东西南北、日影长短和星辰的方位变化,所以图画各不相同,用来展现天地万物的变化。