從零建造北宋黑科技，一共分幾步？

水運儀象臺。來源 / 微博@么什什

中國國家博物館“古代中國”展區里，我就站在這里。

與展區內其他展品相比，我似乎顯得有些與眾不同。每位前來參觀的游客，都會在我身旁的藏品說明牌讀到這樣一段白底黑墨的文字：

“水運儀象臺。據《新儀象法要》1:5復制。”

是的。我并非誕生自遙遠的古代，而是上世紀五十年代在中科院與文物局支持下，由新中國的研究員們復原制作的展示模型。

我的名字，是水運儀象臺。英文名“Water-powered Astronomical ClockTower”，直譯“水力天文鐘”。

現在的我的確很年輕。但這并不代表，我沒有一段足以向你講述的傳奇故事。

一/冬至之爭

這個故事，要從九百多年前講起。遼國上京（今內蒙古巴林左旗）的使臣大帳內，氣氛似乎有些不同尋常。

“不論如何！今年冬至慶典，一定要以我朝歷法為準！”

“憑什么？難道我大宋歷法，竟會不及你北朝嗎？”

遼朝館伴使將拳頭砸在桌面，厲聲怒言；對面身披官服的宋朝使者只是一再搖頭，絕不退讓一步。雙方爭執不下，帳內本就寒冷的空氣仿佛凝固成冰。

這一年是北宋熙寧十年，公元1077年。宋遼兩國自“澶淵之盟”后已相安無事近百年，互稱“兄弟之國”，時常互通使者以致友好。可一旦事關本國國體，外交上的擦槍走火依舊時有發生。

天文歷法，無論對宋朝還是遼朝，都是關乎國體與尊嚴的大事。

按照慣例，宋朝使者出使遼朝后，將在冬至日與遼朝共同舉行慶典。但1077這年，宋朝歷法的冬至日要比遼朝早一日，兩國官員都認為本國歷法是正確的，各自堅持要在本國歷法的冬至日慶祝。就在雙方爭論不休時，一個沉穩的聲音響起在眾人耳畔：

“歷法推算但凡有微小的差異，難免會產生或早或晚的不同。就比方說，假定冬至節氣的起始時刻在亥時（21:00-23:00），那冬至日就仍然是當天；可如果推算多了一時半刻，屬于子時（23:00-次日1:00），冬至日就變成第二天了。故而看似差了一整天，實則只是歷法推算上的微小誤差所導致罷了。

“依蘇某看，既然兩朝歷法早晚已定，不如各自遵從本朝歷法慶賀冬至。諸位以為如何？”①

說這番話的人名叫蘇頌，字子容。他是備受宋朝士大夫尊崇的德高望重的長者，也是宋朝此次遼國使團的核心人物。

蘇頌，福建同安縣（今廈門市同安區）人，北宋中后期天文學家、藥物學家。來源 / 澎湃新聞

這一年，蘇頌五十八歲。

在蘇頌的調解下，宋遼兩國達成一致，摩擦得以妥善化解。從遼朝返回宋朝的路上，副使姚麟詢問蘇頌：

“究竟是遼國歷法準確，還是我朝歷法準確？”

“其實是遼國歷法更準確。”蘇頌回答，“遼國對民間不禁天文，歷法推算往往也更為精準[10]。但為了國家尊嚴，我不能因此就順從他們，只好作調和處置。”

“看來太史局②的天文官們要因此被官家③罰金了。”

蘇頌不答姚麟，只神色凝重地仰頭，望向蒼茫碧空中那輪皓白的冬陽。

二/問儀

歷法不準確，怎么辦？答案當然只有一個字：改！

如果要評比中國古代改歷最頻繁的朝代，宋朝一定拔得頭籌，沒有之一。這一方面是由于宋朝長久面臨政治、軍事等方面的壓力，在政策上需要占象作為指導，這是宋人的天文思想尚沒有脫離神學的一面；而另一方面，相較唐及以前，宋人認為歷法的誤差應當歸咎于人為測算，而非盲信“天人感應”的災異之說，則又體現出他們在天文研究上具有重視規律、勇于革新的科學態度。

中國古代歷法沿革，其中具有重要意義的歷法被標為深色。來源 / 上海天文館

在科學與神學的交織博弈中，兩宋三百年，歷法改革始終是重中之重。作為朝廷官員，也作為對天文素有研究的學者，或許很少有人會比蘇頌更清楚歷法的意義與分量。在親眼認識到本朝歷法的落后后，他更是為此深深地憂慮。

正如現代需要建造精密的觀測設備助力天文研究。在宋朝，歷法最終是否準確、用于推算歷法的天象數據是否精確，獲取數據的天文儀器同樣是先決條件。

蘇頌和北宋朝廷的目光，一同瞄準在候臺④放置的渾儀上。

與遼朝冬至之爭后數年內（元豐年間），北宋完成一次大規模“星口普查”⑤，力圖彌補天文上的不足。九年后的元祐元年（1086），北宋朝廷頒布詔書，命蘇頌

“定奪新舊渾儀”

這一年，蘇頌六十七歲。已滿頭白發的他沒有絲毫推辭，義無反顧地接受了使命。

他在接受詔命后第一時間趕赴太史局和翰林天文院⑥，調取宋以前歷代天文儀器的資料。

他與天文官們熱烈討論。聽聞后者頻頻為數據差異而彼此爭執，陷入沉思。

圖4 蘇頌的思索。來源 / 紀錄片《時間·千年之旅》

他在深夜的書房里點燃孤燈——平生清貧節儉，他只愿點一盞燈。燈火照亮的有限空間里，蘇頌手指劃過冊冊泛黃的書卷，看到了身前千年。

“漢代張衡倡導渾天說，造‘水運渾象’。”蘇頌抄錄，“水運渾象使用漏壺水流驅動儀器，利用漏壺的等時性，模擬天球的自然推移、運轉不息。

“唐代一行、梁令瓚等人造‘水運渾天’，在張衡基礎上優化齒輪傳動結構，并置兩木偶于儀器前，隨儀器轉動敲擊鐘鼓，實現自動報時功能。

“本朝初年，巴蜀人張思訓造‘太平渾儀’，足有數層樓規模。它同樣以水力驅動、具備精準的報時功能，此外能夠對日月星象進行演示。怎奈張思訓離世后，儀器機件斷裂損壞，再沒有人知曉制法了。”

為文獻記載的貧瘠，更為太平渾儀的絕跡，蘇頌嘆息扼腕。與此同時，一個前所未有的宏大構想點亮在他的腦海。

三/渾天儀象所

渾儀。渾象。報時功能。水力驅動。這些前人遺留的寶貴遺產，是否有可能統合于一臺儀器？

蘇頌決定去尋找答案。

他在朝廷內多方走訪，物色能夠幫助自己的人選。不論是否是專業天文官，不論官職尊卑如何，他都親身訪問考察，很快收獲了一批杰出的天文及工程人才。

就是在這時，蘇頌遇到了韓公廉。一名吏部的文書小吏。

一名經常在夜晚仰望星空，愛好用數學算法推算天體運行的文書小吏。

“你現在做的事在千百年前，曾是張衡、一行所做的事。”蘇頌對韓公廉說。

“可我只是個不入流的小官。”韓公廉忐忑地說，“像您這樣才德兼備、備受官家倚重的大人，為什么會選擇我？”

蘇頌藹然一笑，先不回答韓公廉，卻向他詢問起勾股算術及天文相關的問題。在回答這些問題時，韓公廉侃侃而談，仿佛變了一個人。

“這就是我選擇你的原因。”蘇頌笑道，并將自己整理的前代天文儀器的資料交給韓公廉。

“依據這些有限的資料，你能否推究出新儀器的制法？”

“請蘇大人允許在下一試。”

正在調試儀器模型的韓公廉和蘇頌。來源 / 紀錄片《時間·千年之旅》

韓公廉沒有讓蘇頌失望。不久，他制造出一臺機輪小模型，并寫著《九章勾股測驗渾天書》一卷。仔細審閱、詢問之后，蘇頌心下驚喜不已。他告訴韓公廉：

“雖然和古人說法不盡相同，但獨具巧思。如果按此模型制造實物，一定有前所未有的獨到之處。——懇請韓君助蘇某，一臂之力。”⑦

看著面前這位請求自己的白發蒼蒼的老人，韓公廉的眼眶濕潤了。

“能得蘇大人如此信任。公廉，榮幸之至。”

元祐二年（1087）八月十六日。中秋佳節剛過，朝廷同意了蘇頌的請求，下詔設置“詳定元祐渾天儀象所”，進行新儀器的專門研制：

鄭州原武縣主簿兼壽州州學教授王沇之，擔任儀象臺監制。

太史局夏官正周日嚴；秋官正于太古；冬官正張仲宣。以上人等與韓公廉一同擔任儀器的制度官。

節級（唐宋時武職人員）劉仲景，天文學生袁惟幾、苗景、張端、侯永和、于湯臣。以上人等負責測驗日影及漏壺刻度。

都作人員（總管操作的人員）尹清，負責統轄、指導儀器籌備。

而蘇頌。用現代的說法，擔任新儀器的“總工程師”，主持整個渾天儀象所及新儀器的建造工程。

——故事的序幕自此已籌備就緒。接下來，該是攀登的時候了。

四/三個預言

元祐三年（1088）五月。在蘇頌領導，韓公廉設計，團隊成員各司其職、共同推進下，渾天儀象所確定了新儀器的基本結構，成功制造出小木樣（木制小模型）。后來，蘇頌在《進儀象狀》中這樣描述：

“（我們）兼采歷代儀器長處，收置一臺儀器之中。新儀器呈臺屋狀：臺頂放置渾儀，中層放置渾象，機輪（報時裝置⑧）及水力系統隱藏在下層。全臺均以水力驅動，同時帶動渾儀、渾象運轉，并機輪上木人的報時。”[1]

水運儀象臺（東立面）功能結構示意。來源 / 王振鐸《揭開了我國“天文鐘”的秘密——宋代水運儀象臺復原工作介紹》CNKI

以水力驅動運轉，放置渾儀、渾象，外形為臺屋。這就是新儀器——“水運儀象臺”的名稱由來。

說到這里，有件事我想多提幾句：雖然一般將渾儀與渾象混談為“渾天儀”，但其實它們是完全不同的兩種儀器。渾儀者，量天之器也。內置望筒，形似望遠鏡鏡筒，管窺蒼天，從而讀取特定天體的坐標數據。渾象者，象天之器也。現代稱天球儀。外形呈圓球狀，上布星官、河漢、經線及天體運行度次，可繞天軸旋轉，輔助觀測。

明正統渾儀和清末復制渾象，現藏于南京紫金山天文臺。來源 / 浦航（上圖），筆者攝（下圖）

在北宋時，太史局只使用渾儀一種儀器，渾象已經失傳。蘇頌堅持認為這并不能嚴密地觀測天象，于是利用元豐年間的“星口普查”成果，依照前人的描述，硬是重新將渾象復原了出來。

——別看這位蘇大人待人時平易親切。一主持起科技工程，他比誰都要“吹毛求疵”，經常令渾天儀象所頭痛不已。

蘇頌團隊制作的渾象模型（假想圖）。在明代以前，渾象的天球下半隱于方形木盒（地柜）中，清代受西方影響改為四腳支撐。來源 / 紀錄片《時間·千年之旅》

設計好基本結構，可以開始制造實物了吧？

“不！”蘇頌說，“還有幾個問題沒有解決。”

第一，渾儀操作并不簡便，容易受觀測者能力等因素影響，導致天文官們經常為數據精度而爭執。該如何簡化渾儀的操作？

第二，無論渾儀渾象還是報時裝置，都必須以恒速運轉。如何讓水力系統的驅動保持恒定？

第三，整座儀器規模宏大、機件復雜，更兼上層渾儀露天放置，長此以往必然被雨水銹蝕。該如何對儀器進行保養？

針對這三個問題，渾天儀象所經過商討、測驗，再商討，再測驗，不知多少輪反復，終于提出對癥下藥的解決方案。

那是對未來的三個預言。

預言一：為渾儀增加“天運環”，以水力驅動渾儀，與天行同速，晝夜一周。如此一來，保證望筒筒竅不會脫離天體，相當于簡化了操作步驟，也就減小了觀測誤差。

渾儀圖紙及實物模型。來源 / 王振鐸引蘇頌《新儀象法要》，紀錄片《時間·千年之旅》

預言二：為水力驅動的核心部件——樞輪，增添一套“天衡”杠桿機構。樞輪水斗接水未滿，天衡阻止其運轉；水滿，水重超過支撐限度，天衡則放樞輪轉過一輻，然后再次阻擋樞輪，開始新一輪擒縱循環。這個過程約25秒一次，主管全臺動力的樞輪也因此25秒轉過固定幅度。從而保證儀器運轉接近于恒速。[27]

樞輪及天衡圖紙。來源 / 王振鐸引蘇頌《新儀象法要》

康布里奇復原天衡系統結構圖。來源 / 陸敬嚴錢學英《新儀象法要譯注》

天衡如何控制樞輪運轉。來源 / 紀錄片《時間·千年之旅》

預言三：在渾儀上方增設“板屋”。板屋屋板南北各九塊，可隨時拆卸。如此既保護了儀器，又便于隨時觀測。可謂一舉兩得。

水運儀象臺臺體圖及實物模型（上隔局部）。來源 / 王振鐸引蘇頌《新儀象法要》微博@么什什

我之所以將這三個解決方案稱為預言，是因為它們不僅延續到了現代，而且在不同領域里為人所耳熟能詳：

望遠鏡轉儀鐘。鐘表錨狀擒縱器。天文臺活動圓頂。

聽說，英國的李約瑟博士曾這樣推測：“中國傳統的天文鐘，似乎是中世紀晚期歐洲機械鐘的直系祖先。”[26]

小木樣送交尚書省檢驗的半年后，元祐三年（1088）十二月，新儀器大木樣制作完工。閏十二月，宋哲宗下詔，再次對儀器進行試驗。

元祐四年（1089）三月，相關官員稟告：“臣等經過校驗，認為新儀器的運行與天行相合。”新儀器正式進入實物建造階段。

元祐五年（1090），新儀器水力系統制造成功，臺屋建成。渾儀和渾象即將開始用銅鑄造……

五/追天

我的名字，是水運儀象臺。我真正的生年是北宋元祐七年，公元1092年。

李約瑟假想的水運儀象臺，克里斯琴森（John Christiansen）繪制。

來源 / https://baijiahao.baidu.com/s?id=1736415975481322729&wfr=spider&for=pc

自元祐元年詔命頒布起，已經過去整整七年。我記得這七年里，韓公廉是怎樣精益求精地制作我的木制模型；記得劉仲景是如何在烈日下為我樹立高表；記得袁惟幾等學生們是如何不厭其煩地記錄漏壺刻度，為我進行一遍又一遍的調試。

我當然也記得。無數個夜晚，蘇頌登上我的臺頂，在渾儀前仰看繁星。我為他年事已高無法好好休息而擔憂，可他告訴我，他從小就覺淺，三更躺下，五更就睡不著了。在無眠的夜幕下看星星，是他一直以來的習慣。

“還記得一開始接到詔命時，連我自己都心懷忐忑，擔憂無法完成陛下交給我的重任。畢竟我雖然對歷法素有研究，但對于天文儀器，我的了解可是要比張衡、一行、沈存中（沈括）他們差遠了。真是書到用時方恨少啊。”

可你依舊做到了。我心想。沒有什么比“做到”更能證明一切。

“幸運的是，老夫做到了。”蘇頌好像聽到了我，笑道，“此后，我也能放心些了。”

放心什么？我問。

“放心天下百姓從此有更精準的歷法以佐農事。放心國君從此能夠準確察知天時，考正得失，以布民政。”

同年，皇居卿《觀天歷》頒布，其中部分吸收了蘇頌的研究成果。

同年六月十四日，朝廷下詔，命諸位宰輔大臣對我進行審閱。在蘇頌指揮下，天河流水，一瀉千里；樞輪翻轉，井然有序；木人報刻，晝夜如一；渾儀仰觀明星千百，渾象東升西入，周而復始。虛無而一去不返的時間，在此擁有了形體與求索的重量。

圖16銀河下的水運儀象臺。來源 / AI

在與北宋現有天文儀器的對比檢驗中，我得到的觀測數據精度最高，是當時最嚴密、最精準的天文儀器。[24]

不久，蘇頌因事被記恨者攻訐，遂辭去宰輔之職，以老病為名請求致仕（退休）。朝廷不準，將他外放地方。后來蘇頌再三告老，朝廷拗不過他，終于準許他歸還京口（今江蘇鎮江），與家人安度晚年。

離開京城的那年，蘇頌七十四歲。

我再也沒有見過他。

六/星光

雖然沒有了領頭人，但渾天儀象所還在。有時候我會在他們為我添水時，聽說蘇頌后來的事情。

“蘇大人在山麓下購置了一塊窄地，與兄弟兒女同居，怡然自樂哩。——還能因為什么，蘇大人為官素來清廉，哪有買豪華府邸的存款？聽說他家的房舍簡陋到只能遮蔽風雨，那么大的百口之家，每回吃飯葷菜只有一道哩！”

“我近來聽說，蘇老師就算退休了，也日日讀書不輟。他還會在晴朗的夜晚仰觀天象，將孫輩叫到院子里，在他們背上指畫星辰，教授他們天文知識。”

“蘇老師寫信告訴我，他近來在重修《新儀象法要》，希望我們儀象所能代他將書交給朝廷。”

《新儀象法要》，最初是大木樣建成時蘇頌為我撰寫的“設計說明書”。當時的我并不明白蘇頌為什么退休了還要孜孜不倦地重修它，也并不知道，這部書對于我而言意味著什么。

圖17《新儀象法要》書影。來源 / 中國國家博物館

終于有一天，我聽說了蘇頌離世的消息。直到現在我依舊記得很清楚，那是建中靖國元年（1101）夏至的次日。

我聽說北歸途中的蘇東坡為蘇頌撰文致哀，自豪地表示他無愧于與蘇頌這樣高尚的人做同宗摯友。

我聽說蘇頌在臨終前依舊在給剛上任不久的宋徽宗寫信，勸告他做一個好皇帝，表達自己對國家和百姓的深切祝愿。

而我，只能按照他的期盼井然運轉，讓機輪上的木人們敲響鐘鼓，試圖將這聲音傳到更遠的地方；在晴夜里讓渾儀追逐星光，渴望從星光里再次見到他的笑容。

我雖然是追逐蒼天、銘刻時間的儀器。但，我終究無法超越時間。

蘇頌離世后26年，靖康之變。金人攻入汴京，摧毀合臺，將我拆解并運回金國，但卻無法將我重新組裝。而宋朝皇室南渡后，找到蘇頌的兒子蘇攜，研究蘇頌遺書，試圖將我再度復原。怎奈也沒有結果。

再后來，朝代幾度興衰更迭，“水運儀象臺”也不可避免地化作歷史的一捧黃沙、一個傳說、一個謎團。

難道故事就這樣戛然而止了嗎？

還會有人記得我嗎？還會有人再次聽到我，看到我嗎？

“會。”冥冥中，一個聲音堅定地回答。

那是蘇頌的聲音。

“天行有常，世事難料，沒有誰能看到身后百年。張衡的水運渾象失傳了。一行、梁令瓚的水運渾天失傳了。梁朝皇宮的渾象失傳了。三國葛衡的渾天象失傳了。張思訓的太平渾儀自機件損壞，也沒有人能讓它‘死而復生’。我雖然無法守望你千秋萬代，但絕不會讓你也步了前代渾儀的后塵。我會明明白白地告訴后世：你曾在星光之下怎樣精彩地存在過。

“帶著我的祝愿，超越時間，代我去未來看看吧。”

七/謎底

我再度醒來，是一個荷花盛開的夏日。

喚醒我的人滿含激動地告訴我，他叫王振鐸，是一名文博與科技史家。現在的我已經不再是王朝觀天使用的天文儀器，但卻擁有了一項更加重要的使命：作為博物館展品，向新中國的人們講故事。

之后，依舊一頭霧水的我被送到了中國歷史博物館（中國國家博物館的前身）。我看到許許多多身著短裝的人在我面前來來往往，將驚奇地目光投向我，與同伴指指點點。在導游和煦的講解聲里，我逐漸明白了一切。

二十世紀，蘇頌為我撰寫的《新儀象法要》受到世界各地科技史家的關注。書中五十余幅精致的機械及零件制圖、以十一世紀實際觀測為依據繪制的全天星圖⑨，以及九百年前對類似錨狀擒縱器、轉儀鐘、天文臺活動圓頂等結構的記述，令學者們驚嘆不已。那位英國的李約瑟（Joseph Needham）博士更是先后兩次將《新儀象法要》合譯為英文，在他的巨著《中國科學技術史》中，足有二十余處他毫不吝惜的筆墨與贊美。

李約瑟的贊美。

人們開始重新看到我。

1958年，在故宮博物院、中央自然博物館、中國科學院自然科學史研究室等多方協助下，王振鐸團隊依據《新儀象法要》，成功制作出我的1:5模型。這是世界上首次實現對我的復原。

“到（1958年）6月1日，這個復原模型經過反復試驗，才最后發現了它的運轉規律，水輪能轉動起來，這樣，世界上最早天文鐘的秘密終于被我們揭開了。”王振鐸在文章中這樣回憶。

水運儀象臺1:5復原模型照片。來源 / 王振鐸《揭開了我國“天文鐘”的秘密——宋代水運儀象臺復原工作介紹》CNKI

這之后，越來越多的人對我產生好奇，試圖實現我的復原。

1961年，英國的康布里奇（John H. Combridge）制作了水運儀象臺擒縱機構的復原模型。后來他還為倫敦科學博物館（Science Museum, London）復原了全臺模型，并制作了樞輪和擒縱機構的1:2模型，后者陳列在英國利物浦市博物館（Liverpool City Museum）和美國的時間博物館（Time Museum）。

圖20 康布里奇復原的水運儀象臺模型。來源/ 張柏春 張久春《水運儀象臺復原之路:一項技術發明的辨識》CNKI

1988年，蘇頌的故鄉福建同安縣（今廈門同安區）委托陳延杭和陳曉制作我的1:8模型，后陳列在蘇頌科技館。

1993年，臺灣省臺中自然博物館首次按照1:1比例實現我的復原。

1997年，日本精工舍株式會社用四年時間，成功制作1:1比例的水運儀象臺。我自此成為長野縣諏訪湖“儀象堂”時間科學館的重要展品。

矗立在下諏訪町“儀象堂”中庭的水運儀象臺。來源 / 劉幸宇《水運儀象臺——中日文化交流的紐帶》網易

2011年，崔海玉、鐘耘我團隊為廈門同安區蘇頌紀念園建造出1:1比例水運儀象臺，六年后，又將同樣比例的我建造并展出于開封市博物館……

開封博物館展出的1:1水運儀象臺。

來源 / http://mbd.baidu.com/newspage/data/dtlandingsuper?nid=dt_5195946853076430164

現如今，我的身影遍布世界各地，接受著天南海北的朋友們對我的驚奇注目與議論紛紛。

我實現了蘇頌對我的愿望。但悄悄告訴你，其實我也有自己的愿望。

我聽說2016年9月25日，在貴州的莽莽大山深處，有座被稱作“中國天眼”的大射電望遠鏡正式落成，是現在世界上規模最大的單口徑射電望遠鏡。

如果可以，我想去見見它，和它聊聊天。我會告訴它中華民族曾經是怎樣仰望星空，而它或許會向我分享與世界攜手聽到的，來自宇宙深處的低吟與謎底。

西方的普賴斯曾這樣贊美重錘時鐘。我想將他的話略作修改，送給“中國天眼”，送給南仁東和蘇頌，送給所有追逐星海的天文儀器和它們的建造者們。

——“你們是從天文學世界降臨的天使。”

銀河下的“中國天眼”。來源 / 新華社

作者簡介 /

溯之，南信大天文協會科普部前成員，持續成長的現科普工作者、科普撰稿人。天文愛好者，科學史愛好者。熱愛中西方各文明天文學史，熱愛科普創作，致力于撰寫嚴謹與趣味兼具的科普作品。很榮幸與你一同踏上溯流星漢燦爛的旅程。

注釋 /

①關于遼宋冬至之爭，南宋李燾《續資治通鑒長編》（卷二百八十四）載：“故事，使北者冬至日與北人交相慶。是歲本朝歷先契丹一日，契丹固執其歷為是。（蘇）頌曰：‘歷家算術小異，則遲速不同。謂如亥時節氣當交，則猶是今夕；若踰刻，則屬子時，為明日矣。或先或后，各從本朝之歷可也。’北人不能屈，遂各以其日為節。”

②太史局：據《宋史·職官志》：“太史局掌測驗天文、考定歷法。”即負責天文歷法的觀測、記錄和推算工作。

③官家：宋朝官員非正式場合對當朝皇帝的稱呼。

④候臺：宋代的“天文觀測站”，用于放置渾儀等大型天文儀器以實施觀測。

⑤北宋的“星口普查”：北宋進行過多次大規模恒星位置觀測，其中一次發生在元豐年間（1078-1085），稱為“元豐測驗”。研究表明，蘇頌《新儀象法要》中的全天星圖就是根據元豐測驗的成果進行繪制，精度相較前代星圖顯著提升。此外，南宋蘇州石刻天文圖上的二十八宿宿度值也與元豐測驗相同，可見其對中國古天文發展的深遠影響。

⑥翰林天文院：宋代特別重視天文觀測，除太史局外，另設有翰林天文院這一天文機構。翰林天文院與太史局同時進行觀測，并將觀測結果相互比較檢查，以確保數據準確。但據沈括記載，因兩處官員常常私下溝通數據，這一用意在具體實施中并沒有達到理想的效果。

⑦韓公廉生平不詳，史料中關于他的記載寥寥無幾。好在蘇頌的《進儀象狀》詳實記錄下了韓公廉為設計水運儀象臺所付出的才華與努力：“臣（指蘇頌自己）昨訪問，得吏部守當官韓公廉通《九章算術》,常以鉤股法推考天度。……若通此術，則天數從可知也。因說與張衡、一行、梁令瓚、張思訓法式大綱，問其可以尋究依仿制造否？其人稱：若據算術案器，象亦可成就。既而撰到《九章鉤股測驗渾天書》一卷，并造到木樣機輪一坐。臣觀其器，范雖不盡如古人之說，然激水運輪亦有巧思。若令造作，必有可取。”韓公廉的智慧令人咋舌驚嘆，而蘇頌更不愧是一位善于發現人才、敢于委用人才的超級伯樂。

⑧水運儀象臺的報時裝置：由一組平行于地面的同軸輪系組成，輪周均勻分布或操鐘鼓、或持木牌的小木人。每到相應時刻，木人轉至儀象臺南面底層的木閣前，時初搖鈴、刻至擊鼓、時正叩鐘，并由對應木人持舉上書具體時間的木牌，從而進行報時。儀象臺報時裝置的功能與古代鐘鼓樓類似，區別在于不假人力，完全由水力自動實現。

⑨蘇頌星圖：這是保存在《新儀象法要》中的全天星圖，用于制作渾象、輔助觀測。在中國星圖史上，歷來有“橫圖”與“圓圖”兩種畫法，但由于天球呈立體球形，兩種畫法都存在變形的情況。故而唐初時，就已經出現橫、圓相結合的畫法（如敦煌星圖）。蘇頌星圖更進一步，用橫圖繪制赤道附近星官，圓圖則以赤道為界繪圖兩幅，分別繪制南北天球星官，橫圖與圓圖互為參照，結合使用。從而保證對全天星官的準確記錄。對此，李約瑟在研究了世界各國星圖后曾表示：“看來結論應該是這樣的：在歐洲文藝復興以前，可以和中國天圖制圖傳統相提并論的東西，可以說是很少、甚至簡直就沒有。”（《中國科學技術史·天學卷》）

參考資料/

[1]陸敬嚴,錢學英譯注.新儀象法要譯注[M].上海:上海古籍出版社,2007.

[2]王宏甲.中國天眼：南仁東傳[M].北京:北京聯合出版公司,2019.

[3]管成學,王興文.蘇頌評傳[M].長春:吉林文史出版社,2006

[4]顏中其,管成學等.中國宋代科學家蘇頌[M].吉林:吉林文史出版社,1986

[5]王振鐸.科技考古論叢[M].北京:文物出版社,1989

[6]潘鼐.中國古天文儀器史[M].太原:山西教育出版社,2005

[7]徐振韜等.中國古代天文學詞典[M].北京:中國科學技術出版社,2009

[8]李燾.續資治通鑒長編[M/OL].北京:中華書局,2004[2025-11-26].https://jingdian.ancientbooks.cn/6/book/750844.

[9]脫脫等.宋史[M/OL].北京:中華書局,1985[2025-11-26].https://jingdian.ancientbooks.cn/6/book/733040.

[10]葉夢得等.石林燕語[M/OL].北京:中華書局,1984[2025-11-26].https://jingdian.ancientbooks.cn/6/book/386827.

[11]蘇頌.蘇魏公文集[M].點校本.北京:中華書局,1988.

[12]王東.《宋會要》科技思想研究[D].廈門大學,2021.DOI:10.27424/d.cnki.gxmdu.2021.004581.

[13]康宇.論宋代天文歷法觀念的變遷及其對自然科學發展之影響[J].自然辯證法研究,2017,33(06):69-74.DOI:10.19484/j.cnki.1000-8934.2017.06.013.

[14]胡靜宜.略論宋代天文學人才的培養與任用[J].自然科學史研究,2001,(02):170-175.

[15]胡靜宜.試論宋代頻繁改歷的原因[J].學術月刊,1997,(04):98-104.DOI:10.19862/j.cnki.xsyk.1997.04.016.

[16]亓琪.《魏公譚訓》的家訓思想研究[J].家政學刊,2025,2(01):65-71.DOI:10.20181/j.jzxk.jlau.240037.

[17]劉建國.試析蘇頌家族的教育與宋代科舉考試[J].自然辯證法通訊,2019,41(04):52-56.DOI:10.15994/j.1000-0763.2019.04.008.

[18]鄭鐵巨.《石林燕語》所記蘇頌事跡輯略[J].中南民族學院學報(哲學社會科學版),1992,(02):61-63.DOI:10.19898/j.cnki.42-1704/c.1992.02.016.

[19]劉常飛,董業鐸.蘇氏中二十位宰相的功績研究[J].山西財經大學學報,2014,36(S1):219.DOI:10.13781/j.cnki.1007-9556.2014.s1.055.

[20]戴海東.蘇頌的道德與科學精神芻議[J].長白學刊,2004,(02):103-104.

[21]管成學,王興文.蘇頌與蘇軾交誼考述[J].清華大學學報(哲學社會科學版),2002,(02):85-89.DOI:10.13613/j.cnki.qhdz.000623?.

[22]管成學.《新儀象法要》版本源流考[J].古籍整理研究學刊,1988,(03):2-4.

[23]管成學.蘇頌和他的《新儀象法要》[J].文獻,1988,(04):165-173.

[24]王興文,管成學.蘇頌與《新儀象法要》再探討[J].自然辯證法通訊,2005,(06):88-92+52+114.DOI:10.15994/j.1000-0763.2005.06.017?.

[25]王木南,李強.李約瑟關于宋代水運儀象臺致王振鐸的一封信[J].中國科技史料,2004,(02):75-76.

[26]李約瑟,王木南.中國人是如何發明機械鐘的[J].中國歷史博物館館刊,2000,(02):122-126.

[27]王振鐸.揭開了我國“天文鐘”的秘密——宋代水運儀象臺復原工作介紹[J].文物參考資料,1958,(09):5-9+2+1-4.DOI:10.13619/j.cnki.cn11-1532/k.1958.09.001?.

[28]張柏春,張久春.水運儀象臺復原之路:一項技術發明的辨識[J].自然辯證法通訊,2019,41(04):43-51.DOI:10.15994/j.1000-0763.2019.04.007.

[29]邱靖嘉.北宋元祐水運儀象臺晝夜機輪有幾重？——《金史·歷志》“渾象”篇的史料價值[J].社會科學動態,2024,(02):113-119.

[30]高宣.水運儀象臺和《新儀象法要》[C]//Chinese Mechanical Engineering Society,Chinese Society of History of Science and Technology,Beijing University of Aeronautics and Astronautics.機械技術史——第一屆中日機械技術史國際學術會議論文集.清華大學科技史暨古文獻研究所;,1998:351-355.

[31]劉薔,高瑄.《新儀象法要》版本研究與校勘[J].文獻,2000,(03):239-251.

[32]施若谷.《新儀象法要》評述[J].自然辯證法通訊,2000,(04):71-77.DOI:10.15994/j.1000-0763.2000.04.021.

[33]陳悅.《新儀象法要》的圖說表達[J].自然科學史研究,2016,35(03):253-272.

本文轉載自《中國國家天文》微信公眾號

《物理》50年精選文章