張衡首創渾天儀 祖衝之測出冬至時刻(圖)

2020-11-22 中國新聞網

  「嫦娥三號」登月,引起了一股天文熱。或許你已經發現,在「嫦娥三號」降落月球的電視直播中,月球地貌圖上有不少古代中國名人的名字,其中張衡、祖衝之等最受關注。

  張衡創製首架觀測天體的渾天儀

  張衡,東漢時南陽西鄂(今河南南陽石橋鎮)人,靠自學成為聞名鄉裡的學者,後被推薦到京師洛陽任職,從元初二年(公元115年)起兩度任太史令。《後漢書·張衡傳》記載,張衡在數學、天文、地理、繪畫和文學等諸多領域,都表現出了非凡的才能和廣博的學識,除了製造出世界上第一架地震儀,還著有科學、哲學和文學著作32篇,其中天文著作有《靈憲》和《靈憲圖》等。所以《張衡傳》中說,「衡善機巧,尤致思於天文、陰陽、歷算。」

  張衡在天文學上取得的成就最卓越,可以說他是漢代天文界的代表人物,著有《靈憲》和《渾天儀圖注》二書。在書中,張衡全面闡述了自己的天文學思想和渾天學說,可算是對漢代天文學的總結。

  張衡科學地解釋了「月光」和「月蝕」兩種月球現象,還有「四季」「晝夜」變化的原因。張衡認為,月球本身並不發光,月光其實是日光的反射,即月光生於日之所照,魄生於日之所蔽(照不到),月相由於日光的「照」和「蔽」所引起。

  張衡分析了月蝕的成因,認為月蝕是因為地影(暗虛)遮蔽月光;且認識到宇宙的無限性和行星運動的快慢與距離地球遠近的關係。這些在今天看來可能是「小兒科」,但在當時可是了不起的研究成果。

  張衡觀測記錄了2500顆恆星,創製了世界上第一架能比較準確地觀測天體的漏水轉渾天儀,還製造出了指南車、自動記裡鼓車等。

  為了紀念張衡的貢獻,國際天文學界遂將月球背面的一個環形山,命名為「張衡環形山」。

  祖衝之測量出冬至時刻

  祖衝之在數學領域的貢獻廣為人知,如他求出了圓周率值介於3.1415926和3.1415927之間,這一數據在當時的世界上是最先進最精確的。其所撰寫的《綴術》一書,在唐代時被定為國子監的數學教材,且修業時間最長,很可惜,此書今已失傳。

  其實,祖衝之還是魏晉南北朝時期著名的天文專家。祖衝之青年時代進入華林學省,從事科學研究,曾擔任過南徐州(今江蘇鎮江)刺史,還做過婁縣(今江蘇崑山)縣令,謁者僕射等官。到肖齊王朝,官至長水校尉。他博學多才,在音律、機械、文學、天文諸方面都有成就。在天文曆法方面,編制了《大明曆》,首次引進「歲差」算曆,使天周同回歸年長度分開,另外改革閏周,打破19年7閏的舊曆法。

  祖衝之是通過對冬至日時刻的研究,取得科學突破的。祖衝之仔細研究了每日影長的變化規律,利用冬至日前後影長對稱的關係,提出了確定冬至日時刻的新方法,該方法不受陰雲蔽日不能測量日影的影響,能求出冬至時刻,此法為後世長久沿用。

  在古代,要進一步提高曆法的精度,必須從冬至時刻的測量方法上改進。西漢以後,古代天文學家已經習慣使用「八尺高表」,來測定冬至的日期。但是,用「八尺高表」簡單地進行測量,並不能得到理想的結果。祖衝之首先從觀測技術上改進,提高觀測精度,由於冬至前後的影長變化不太明顯,這給冬至時刻的準確測定帶來困難,更重要的是簡單的測量只能得到冬至發生的日期,而不能得到一天中什麼時刻是冬至。

  祖衝之想出一個新的方法,他不直接觀測冬至那天日影的長度,而是觀測冬至前後二十三四日的日影長度,再取它們的平均值,求出冬至發生的日期和時刻,又由於離開冬至日遠些,日影的變化就快些,所以這一方法提高了冬至時刻的測定精度,使用這種觀測方法的,祖衝之是世界第一人。

  祖衝之制定的《大明曆》的歲(一年),實取365.2428日,比元代郭守敬的《授時曆》,僅差0.0002日,這在當時來說是很精密的。一直到了南宋以後,才有人達到或超過祖衝之的觀測水平。

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  • 渾天儀和地動儀 傑出的天文學家張衡
    但早在兩千多年以前的漢代,中國的天文學家就作出了這方面的努力,並創製了天象儀的祖型一渾天儀,但是最為傑出的還是張衡。張衡張衡青少年時代,家境比較貧困,刻苦好學。他十幾歲時,文章已寫得很出色。張衡十七歲後,以後的七、八年時間遊學古都長安、京師洛陽,與當時的學者、名流研討學問。三十七歲後,他出任太史令,張衡擔任太史令的第四年,精心製成了可能是世界上第一架自動天文儀器一水運渾天儀。渾天儀的主體是個空心大銅球,球面上刻布著滿天星宿,故又被稱作「天球儀」。天球外繞有好幾個銅圈,它們分別代表地平、赤道、黃道等。
  • 揭開歷史層層迷霧,還原「渾天儀」和張衡的關係(六)
    張衡(公元78年---139年)要說渾天儀,首先繞不開張衡這個人。張衡(公元78年---139年),東漢科學家南陽西鄂(河南省南陽縣石橋鎮)人,字平子。靠自學成才聞名鄉裡的學者,後來被推薦到京師洛陽任職。但是張衡並不是渾天儀的發明者,這個事情讓我給你們一一道來。張衡是渾天說的集大成者。
  • 勇於探索的人——張衡與渾天儀
    東漢時期,科學家張衡發明了渾天儀,人類第一次可以比較形象直觀地了解天空與大地。公元78年,張衡出生在一個名門望族。從小,張衡就聰明伶俐、乖巧好學。17歲時,張衡遊歷長安,考察歷史古蹟和民風民俗。後來,張衡又去了洛陽,參觀了太學。
  • 太史令張衡,創製渾天儀以及地動儀
    太史令張衡,創製渾天儀以及地動儀張衡因為母親年老多病,沒有跟鮑德到洛陽去,留在西鄂縣老家一邊照顧母親,一邊繼續讀書,有三年之久。永初五年(公元111年),漢安帝降詔,要各級官員推薦人才,鮑德推薦了張衡。
  • 揭開歷史層層迷霧,還原「渾天儀」和張衡的關係(九)
    張衡(公元78年---公元139年)要說渾天儀,首先繞不開張衡這個人。在《靈憲》原著中張衡認為宇宙在演化的過程中,其過程可分為三個階段:一、在「溟涬」階段,是存在一切虛無的空間。二、到「龐鴻」階段,則已經萌生出物質性的元氣,但還混沌不分。
  • 從「數星星的孩子」到天文學家,張衡的渾天說渾天儀對天文的影響
    張衡最主要的成就在於他擔任太史令(前後十四年之久)期間,在天文學方面貢獻最為突出,著有天文學方面的書籍《靈憲》、《渾儀圖注》等,並發明了渾天儀和地動儀,後世譽為「木聖」。日月星辰在隨著宇宙誕生的時候就出現了,星辰的運行和人類有著怎樣的關係呢?
  • 張衡「渾天儀」被印上韓國貨幣
    中國的「渾天儀」赫然印在新版一萬韓元紙幣上。  據韓國《京鄉新聞》昨日報導,韓國將「渾天表(國寶230號)」中的渾天儀印在新版一萬韓元紙幣上,報導說,渾天儀是起源於中國的天文觀測儀,而將其印在韓國貨幣上,可能使人誤解為渾天儀就是代表韓國的科學成果。  一萬韓元新版紙幣正面印有世宗大王的肖像,背面印有《天象列次分野之圖》和普賢山1.8米望遠鏡、渾天儀等圖案。
  • 發明地動儀的張衡,其實也是一位全能選手
    真相2:上知天文下知地理的小王子和地動儀一樣,張衡造的渾天儀早已失傳,只有《渾天儀圖注》和《漏水轉渾天儀注》以及天文著作《靈憲》留下了部分介紹,讓我們窺探張衡的聰明才智。古人其實也沒有我們想的那麼迷信,早在漢代,張衡就提出了渾天說,解釋了月蝕的成因;測出黃赤交角為24度;記錄了2500顆恆星,繪製出我國第一張完整的星圖;還參考西漢耿壽昌設計的渾象,製成了用水力來推動演示星空變化的「渾天儀」。
  • 揭開歷史層層迷霧,還原「渾天儀」和張衡的關係(一)
    張衡(公元78年---139年)要說渾天儀,首先繞不開張衡這個人。張衡(公元78---139年)。東漢科學家南陽西鄂(河南省南陽縣石橋鎮)人,字平子。靠自學成才聞名鄉裡的學者,後來被推薦到京師洛陽任職。但是張衡並不是渾天儀的發明者,這個事情讓我給你們一一道來。為什麼說張衡,我們先說說渾天儀。渾天儀是渾儀和渾象的總稱。
  • 除了地動儀,張衡還有這些發明
    在任太史令期間,張衡寫出了《靈憲》《算罔論》等著作,還製作了渾天儀。  《靈憲》是我國第一部重要的天文學理論著作,在書中,張衡全面闡述了天的生成和結構、宇宙的起源和演化、日月星辰的本質等問題,並且第一次正確地解釋了月食的成因,極大地提高了我國古代天文學水平,使其處於世界領先地位。
  • 課本上消失的地動儀,韓國鈔票上的渾天儀,世界全是我的思密達
    東漢名人輩出,特別是有一位叫張衡之人,更是厲害,其天文地理方面造詣頗深。單從其發明的測地震地動儀來說,更是對後來產生了深淵影響。然而以現在科學推測可能有錯誤,就從課本中刪除。而張衡發明測天象的渾天儀,卻被韓國人搶先申遺,最後印刷在鈔票上了!
  • 渾天儀為什麼印在韓國錢幣上?而地動儀卻從我國歷史教科書中移除
    可由於地動儀只是在一些歷史資料中出現過,沒有留下實物與圖樣,比如張衡地動儀已經失傳,只留下一百多字的文字記載,地動儀有八個方位,每個方位上均有口含龍珠的龍頭,在每條龍頭的下方都有一隻蟾蜍與其對應,任何一方如有地震發生,該方向龍口所含龍珠即落入蟾蜍口中,由此便可測出發生地震的方向。
  • 稱張衡的渾天儀是他們發明的?
    眾所周知,渾天儀是我國古代的一項重要科技發明,我國西漢時期就有人發明了初代渾天儀,據歷史資料記載,落下閎和賈逵都有發明過渾天儀。但是如今最為有名的還是東漢時期的著名科學家張衡所改進的渾天儀,張衡在前人的基礎上大舉改進了渾天儀,使得改進的渾天儀能夠精確地得出地球繞著太陽一周的度數,可以說張衡發明的渾天儀是我國古代科學的一座偉大的豐碑。
  • 地動儀被教材刪除,渾天儀印上韓國鈔票,張衡的發明怎麼差這麼大
    張衡是中國人婦孺皆知的古人,在遙遠的漢朝,科技落後的時代,從他手裡問世了眾多發明,利用機械原理的指南車、自動日曆、可以計算裡程的鼓車、模擬鳥類飛翔的木雕......當然最著名的當屬渾天儀和地動儀。這兩項與天文地理有密切相關的非凡科技儀器代表了古代中國的科技成就,也因為這兩個儀器不同一般的歷史地位,張衡的紀念郵票上也出現了它們的名字。然而,在韓國新版1萬韓元的鈔票上赫然出現了中國古代天文儀器渾天儀!這不僅引來我國網友的極大憤慨,即使在韓國國內也出現抨擊聲音。難道韓國人想要竊取張衡的發明權?
  • 揭開歷史層層迷霧,還原「渾天儀」和張衡的關係(三)
    張衡(公元78年---139年)要說渾天儀,首先繞不開張衡這個人。張衡(公元78年---139年),東漢科學家南陽西鄂(河南省南陽縣石橋鎮)人,字平子。靠自學成才聞名鄉裡的學者,後來被推薦到京師洛陽任職。但是張衡並不是渾天儀的發明者,這個事情讓我給你們一一道來。我們先說說渾儀。
  • 張衡的渾天儀和地動儀,一個印在別國紙幣上,一個卻被踢出教材?
    他的名字叫做張衡,他的學識是很廣泛的,在很多領域都有很大的成就。最著名的兩個發明就是地動儀和渾天儀了。這兩大發明在他的那個年代引起了很大的轟動,也對那個時代人們的生活有很大的影響。但是,他的這兩項偉大的發明,沒有被編輯到我們學習的書本當中,而在韓國人的紙鈔上卻可以看到它的身影。那麼,這究竟是為什麼呢?
  • 首都機場的「渾天儀」,到底是個啥?
    看介紹其創意來源古代的天文儀器「渾天儀」。雕塑下方的介紹如下:圖:作者拍攝「紫微辰恆」的原型為我國古代發明渾天儀造型,公元117年張衡根據渾天學說理論對天象的實際觀察在歷史記載中,張衡發明了一種叫做「渾天儀」的儀器,但是這裡的渾天儀是渾象(大球)還是渾儀(多重環)呢?答案是前者。在《晉書·天文一》中記載:張平子既作銅渾天儀,於密室中以漏水轉之,令伺之者閉戶而唱之。
  • 祖衝之與梁思成的時空對話,2061哈雷彗星,我們不見不散
    時間來帶4月20日,在1910年的這一天是我們第一次捕捉到哈雷彗星的影像,這個72年才會和我們聚會一次的老朋友從來沒有過失約,在公元429的今天,我國偉大的數學家,天文學家祖衝之先生誕辰,中國也出現了享譽世界的科學大家;公元1901年,梁先生誕辰,這是中國在最困難時期的傑出代表