人间必不可少之器——齐彦槐制天球仪
天球的模型,是一种用于航海、天文教学和普及天文知识的辅助仪器,人们利用它表述天球的各种坐标、天体的视运动以及求解一些实用天文问题。球面上绘有亮星的位置、星名、星座以及几种天球坐标系的标志和度数。
清代中叶有一位科学家叫齐彦槐,字梦树,号梅麓,又号荫三,徽州婺源(今属江西)人。生于清高宗乾隆三十九年十月十二日(公元1774年11月15日),卒于宣宗道光二十一年六月二十五日(公元1841年8月11日),年六十八岁。嘉庆十三年(公元1808年)召试举人。明年成进士,改翰林院庶吉士。散馆,授江苏金匮县知县,有《衙斋书壁诗》十九首,纪其治绩迁苏州同知,保擢知府,陈海运议于巡妩,得旨优奖。彦槐之诗,出入韩苏,尤长骈体律赋,兼擅书法,精于鉴藏。所著有《梅麓诗文集》二十六卷,《海运南漕丛议》一卷《北极星纬度分表》四卷,及《天球浅说》、《中星仪说》各一卷,均《清史列传》并传于世。他对天文学和农田水利的研究都有卓越成就。他曾制造了一个叫“天球仪”的仪器,并称其是“人间必不可少之器也”。
他制作的这座天球仪,是根据天象计时的仪器,内部仿效钟表的办法,用“钢肠”(发条)作原动力,自动运转报时报刻,同时还可以测定星象节候。球面阴刻星象,仪器中部偏下有一圆形钥匙孔,可以插入一把扁柄钥匙,把里面的“钢肠”上紧而产生动力,制成于道光十年(公元1830年)。
天球的模型,是一种用于航海、天文教学和普及天文知识的辅助仪器,人们利用它表述天球的各种坐标、天体的视运动以及求解一些实用天文问题。球面上绘有亮星的位置、星名、星座以及几种天球坐标系的标志和度数。天球仪上的星象和我们从天空中看到的星象正好相反,这是由于我们从天球外看天球仪的缘故,但这对于了解天象并无影响。天球可以绕一根贯穿圆球心的轴旋转,这个轴称为天轴,轴的两端与天球的两个交点称为南极和北极。带轴的天球被支撑在一个通过南北两极的金属子午圈上。利用天球仪可以观察到任意指定的时刻和地理纬度处的星空图像。由于观测者是在天球外看天象,因此从天球仪上看到的天象与从天空中看到的天象是相反的,但这并不影响天球仪的实用价值,它普遍应用于航海、天文教学和天文普及工作。将天球仪放在一个座架上,架中的水平圆环代表地平圈。使用者可根据地理纬度在子午圈上调节天极高度,并且能使天球绕极轴转动,从而看出在不同地理纬度上,在不同日期,不同时刻的星空景象以及某一天体的地平经度(方位角)和地平纬度(地平高度)。同样也可以显示出某一天太阳出没的时刻和方位、经天路径、中天时刻、高度和昼夜的长度。天球仪很有实用价值。陈列在中国北京古观象台上有清代铜制天球仪,铸造于1673年,直径2米,球上有恒星一千多颗,是以三垣二十八宿来划分的。一般使用的天球仪,直径在30厘米左右。
齐彦槐曾著《天球浅说》对天球仪加以介绍,今天有学者据此书对这类天球仪作了补充介绍:天球仪含地平规、子午规、赤道规。黄道刻在天球上,各刻度均作360°。天球仪表面上恒星依《仪象考成》给出。齐彦槐又将中国所见不到的近南极的恒星23座共150星依西洋所测刻在天球上。齐彦槐还第一次依据星等在天球上标出恒星。天球仪恒星的经纬度分依照乾隆甲子年(公元1744年)新测定的数据,再按照岁差推衍到道光丙戌(公元1826年)而成。因而,这一天球仪能在相当长一段时间内准确演示天象。
齐彦槐制作天文仪器是一种科学活动,他注意吸收当时最新的天文学成就,达到了当时中国天文学仪器的最高水平。值得一说的是,齐彦槐很有商业思想,如他的儿子齐学裘在《见闻续笔》中记述,其父亲齐彦槐生平好书画,所“售手制钟球”等,“多半购买书画古帖”。齐彦槐在《天球浅说》中也曾推销自己的产品,说到:无论是记录一个人的生辰,还是选择造屋修墓以及丧葬的吉日都需利用到这个计时的仪器,他使用的“广告”语就是:“此固人间必不可少之器也”,把自己的科研成果与民间日常生活联系起来,以扩大市场需求。
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