仔细推敲这段文字,可以发现日星定时仪与郭守敬的星晷定时仪可能有细节上的差别。这主要是指郭守敬的星晷定时仪中是“两极低昂,标以指之”,也就是说,星晷定时仪中未必有一套定极环等等的结构,而是用某种方法测定了北极方向之后,用一根指标竿固定地对向它就行了。这样做当然不如有定极环可以随时观测校正仪器的极轴方向;反之,它因为没有二条立龙,故此仪器的使用范围要比日星定时仪来得宽广些。两者各有利弊。
11.悬正仪这件可携式仪器过去被推测为是一种校正仪器垂直方向的辅助仪器。①究竟具体结构是什么?中国文献中未查到资料。查《李朝实录》,在卷七十七“十九年丁巳四月甲戌”条下记有戊午年春承旨金墩所作的一篇记。记中描述了世宗十四年壬子秋七月起,世宗命大提学郑招、艺文馆提学郑麟趾、中枢院使李藏及户曹判书安纯等制造天文仪器,修筑简仪台、报漏阁、钦敬阁等工程情况。还提到了当时所造的多种日晷。其中有一种称为悬珠日晷,结构如下:方趺,长六寸三分。竖柱趺北,凿池趺南。画十字于趺北。悬锤于柱头,与十字相当,则不必水准,自然平整。画百刻于小轮。轮经三寸二分。有柄斜贯于柱。轮心有窍,贯一细线,上系柱端,下系趺南。线影所在,便知时刻。
这是一台赤道式日晷,只是用北高南低的一根线来代替通常的晷针罢了。令人感兴趣的是悬锤校正的设备和方法。在趺北画一个十字,从柱头悬一个小重锤下来,当它与十字中心相当,就使仪器自然得以平整。这种装备和校正方法,在天平日晷、定南日晷等仪器中曾多次使用。这应是郭守敬所发明的悬正仪。正象郭守敬的候极仪成为简仪中的一个装置一样,悬正仪也可以不是一件独立的仪器,而是一件辅助装置。
此外,还有玲珑仪、证理仪和日月食仪三种固定式仪器,丸表、座正仪二种可携式仪器尚未有可考的资料以使研究者们得到肯定一致的结论。
12.玲珑仪关于此仪,郭守敬当年的下属太史院校书郎杨桓写过一篇铭文①;明代叶子奇的《草木子》中也有一段关于玲珑仪的记载。根据这些记载,有人判断玲珑仪是一种演示性的假天仪②。人进入仪器腹中去,仪器本身是个中空的大圆球,球面上凿着与恒星位置相应的孔。人在里面可以看到星星的东升西落。也有人认为这是件假天仪式的浑象,天球的制作材料是与玉相类似的半透明的玻璃③。
有人根据意大利传教士利玛窦的札记,认为这是一件精巧的浑仪④。更有① 薄树人:《试探有关郭守敬仪器的几个悬案》,《自然科学史研究》1982 年第4 期。① 杨桓:《玲珑仪铭》,《元文类》卷十七。
② 李迪:《对郭守敬玲珑仪的初步探讨》,《北京天文台台刊》第11 期,1977 年7 月。③ 山田庆儿:《授时历の道》,みすず书房1980 年版,第207—209 页。④ 李约瑟:《中国科学技术史》(中译本),科学出版社1975 年版,第4 卷,第459—464 页。人指出这件浑仪是明代仿制浑仪的母体⑤。据说晚清时来华的伟烈亚力(Alexanderwylie,1815—1887)就认为利玛窦在札记中所描述的浑仪是玲珑仪⑥。后来德礼贤(DasqualeM.d'Elia)在编辑《利玛窦全集》及研究利玛窦札记中所述在南京所见天文仪器那一大段文字时,也将利玛窦所见到的浑仪释为玲珑仪①。但事实上这都是误解。利玛窦本人并未说过自己在南京所看到的那架精美巧妙的浑仪有个玲珑仪的名字。
有人详细分析了杨桓《玲珑仪铭》等较可靠的资料后认为,只有解释作假天仪式的浑象才比较合理②。其中最主要的是对铭文中“十万余目,经纬均布”,“遍体虚明,中外宣露”,“人由中窥,目即而喻”等句的理解,就观测用的浑仪来说是非常困难的。
13.证理仪齐履谦赞语曰:“日有中道,月有九行,公则一之,作证理仪。”所谓“证理”是指证明古人称月行九道,实即一道的道理。至于如何用仪器来证明法,因无线索,无可推测。
14.日月食仪齐履谦赞曰:“历法之验,在于交会,作日月食仪。”这件仪器是用来验证历法的,所以可能是一件具有实测性能的仪器。究竟如何,尚待研究。
15.丸表据推测可能是一具新型的天球仪式日晷。在一个可携式天球上刻着时角一赤纬坐标网。天球赤道上安设一条赤道环。赤道环上装一根可沿环移动的、垂直天球面的晷针。当把这样的丸(天球)表(晷针)携到一个新的地点后,先把丸表的极轴校正得与天的极轴相平行。丸表上的赤道环与天赤道平行。这时移动晷针,当它的日影最短时,从晷针所在的时角线即可得知地方真太阳时。
16.座正仪这当是一种校验大型仪器底座的水平位置是否正确的仪器。可能是从中国传统的水平仪发展而来的。
以上十六件仪器都是郭守敬在为创编《授时历》的工作期间所发明制造的。而在创编《授时历》工作前后,他还制造并创作了一些天文仪器,其中多数是计时器或与计时器有关的仪器。工作之前制作的仪器有:17.宝山漏这是根据燕肃莲花漏的原理建造的。
工作之后所制作的仪器有:18.大明殿灯漏又称七宝灯漏。作于元世祖晚年。此仪器《元史·天文志》有关于外形方面的记载。这是一架高一丈七尺的大型仪器,有四层。顶层是代表日、月、参星、心星的四个神,每天左旋一周。次层有龙、虎、鸟、龟四种动物像,分布在东、西、南、北四方,每到一刻就跳跃鸣叫。再次层有十二神分执时辰牌。到某个时辰,该神就在四门通报。另外有一个人,常以手指时刻牌上的刻数。最末层在四角上各设钟、鼓、钲、铙,各有一人,一刻鸣钟,二刻打鼓,三钲,四铙。所有动力机构和主要传动机构都藏在一个柜子里,用水来推动。
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