農(nóng)耕時(shí)期的中國(guó),觀測(cè)天象是全社會(huì)最重要的事務(wù)。中國(guó)古人長(zhǎng)期仰望浩瀚的蒼穹,在斗轉(zhuǎn)星移間,創(chuàng)制了用以觀測(cè)天體位置的儀器-渾天儀。在漫長(zhǎng)的中國(guó)古代史上,渾天儀始終是最重要的觀測(cè)天體的儀器。
渾天儀,我國(guó)現(xiàn)存的最古老的天文儀器之一,最早由漢武帝時(shí)期(公元前140-86年)天文學(xué)家落下閎創(chuàng)制。西漢未年楊雄在《法言·重黎》篇記載:“或問(wèn)渾天,曰落下閎營(yíng)之,鮮于妄人度之,耿中丞象之?!边@里的渾天,即指渾天儀,包括渾儀和渾天象。雖然渾天儀歷史悠久,但是早期的結(jié)構(gòu)早已無(wú)從考證。從歷史的片段里我們只能依稀看到,鮮于妄人、耿中丞(壽昌)都使用過(guò)它。
為了尋找中國(guó)古代強(qiáng)盛的天文發(fā)展史,尋找歷史上渾天儀的蹤跡,讓我們追隨渾天儀的多方變化,踏上一條重拾渾天儀之路。東漢張衡創(chuàng)制了用來(lái)演示天象的水運(yùn)渾象,主體是個(gè)直徑為四尺六寸的大銅球,球體表面鑲嵌刻畫了二十八宿、黃道、赤道等,利用漏壺流水推動(dòng)齒輪的傳動(dòng)裝置,逼真地反映天球旋轉(zhuǎn)、星辰出沒(méi),形象地證明天是一個(gè)渾圓大球,天包著地、地上的天可以轉(zhuǎn)到地下去這種“渾天說(shuō)”的正確性。宋代理學(xué)家朱熹(公元1130-1200年)也曾對(duì)渾天儀產(chǎn)生極大的興趣,在自己家中擺放渾天儀用于天文研究。朱熹不僅考察了渾天儀發(fā)展的歷史過(guò)程,而且還對(duì)渾天儀的結(jié)構(gòu)作了細(xì)心的研究。朱熹注釋《尚書》的《堯典》與《堯曲》時(shí),在所注的《舜典》中,對(duì)當(dāng)時(shí)的渾天儀結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)的描述。朱熹所描述的渾天儀結(jié)構(gòu)為三重結(jié)構(gòu),由外到內(nèi)依次是六合儀、三辰儀和四游儀。六合儀包括地平單環(huán)、子午雙環(huán)和赤道單環(huán),各環(huán)均刻有度數(shù);三辰儀中包括黃道雙環(huán)、赤道單環(huán)和白道單環(huán),各環(huán)都有各自固定的位置和刻度,而且整個(gè)三辰儀可以繞軸旋轉(zhuǎn);最里面的一層為“四游儀”包括極軸、赤經(jīng)雙環(huán)和窺管等,平行的赤經(jīng)雙環(huán)夾著窺管繞極軸旋轉(zhuǎn),窺管可以在赤經(jīng)雙環(huán)內(nèi)自由移動(dòng)。此后,朱熹的弟子蔡沈依朱熹所作《書集傳》,收錄了朱熹對(duì)于渾天儀結(jié)構(gòu)的描述,而《書集傳》是宋代以后科舉考試的重要教科書之一。元代天文學(xué)家郭守敬于至元十三年(1276年)創(chuàng)制了簡(jiǎn)儀,將渾天儀從復(fù)雜的環(huán)圈中解救出來(lái),不但取消了白道環(huán),還取消了黃道環(huán),并將其分解為互相獨(dú)立的赤道裝置和地平裝置,每個(gè)裝置都頗具極簡(jiǎn)色彩。改進(jìn)后的簡(jiǎn)儀,除了北天極附近,整個(gè)天空都一覽無(wú)余。簡(jiǎn)儀是那個(gè)時(shí)代的一項(xiàng)極為先進(jìn)的技術(shù),歐洲直到三百多年后,丹麥天文學(xué)家第谷才發(fā)明了與之類似的裝置。被歐洲看作是文藝復(fù)興后天文學(xué)主要進(jìn)步之一的赤道儀,中國(guó)人在三個(gè)世紀(jì)以前就已經(jīng)使用過(guò)了。而清朝的南通籍科學(xué)家蔣煜也制作過(guò)以機(jī)械鐘為動(dòng)力的多功能渾天儀,在當(dāng)時(shí)對(duì)航海航天、天文氣象、民用軍事等諸多領(lǐng)域有著重大貢獻(xiàn),在當(dāng)時(shí)世界上居有無(wú)可置疑的領(lǐng)先地位。這些史書記載的精巧結(jié)構(gòu),我們只能通過(guò)想象、動(dòng)畫模擬復(fù)原。辛好我們?nèi)杂雄E可循。南京紫金山天文臺(tái)保存的大型古代天文文物中,就有明朝留傳下來(lái)的測(cè)天儀器-渾天儀和簡(jiǎn)儀。但這兩臺(tái)儀,究竟是仿照宋遺渾天儀,還是元代渾天儀,各種記載眾說(shuō)紛紜。清乾隆時(shí),經(jīng)辦鑄造鞏衡撫辰儀的允祿等人認(rèn)為:“明正統(tǒng)三年鑄銅渾天儀、簡(jiǎn)儀于北京,即宋元遺法也?!倍?guó)人李約瑟著的《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》中認(rèn)為渾天儀是仿元郭守敬十三儀中的玲瓏儀,天體儀是仿其中的渾天象。因而明渾天儀究竟以哪一臺(tái)古儀為仿制原型,仿制后在明中后期又作了何等程度的整修,還是我們需要繼續(xù)研究探討和追尋的。至少簡(jiǎn)儀,觀察它的類型、尺寸,并參考《明史·天文志》記載“郭守敬遺制”,可以知道完全仿造元代簡(jiǎn)儀的。
很可惜的是,晚清以后,渾天儀再無(wú)發(fā)展??滴跏辏ü?674年)任欽天監(jiān)監(jiān)正的比利時(shí)傳教士南懷仁將新鑄天體儀等六件儀器,安裝在觀象臺(tái)上。從此聽(tīng)有古儀被漫長(zhǎng)地搬進(jìn)了暗無(wú)天日的黑窖中。康熙五十四年,欽天監(jiān)監(jiān)耶穌會(huì)傳教士德人紀(jì)理安借口造地平經(jīng)緯儀,把大部分古儀當(dāng)作廢銅熔化了。乾隆初年,在欽天監(jiān)的西方傳教士徳人戴進(jìn)賢之流的慫恿下,競(jìng)要把余下的儀器作廢銅銷毀。最后在,應(yīng)刑部右侍郎張照的強(qiáng)烈要求下,三件殘留的古儀才僥幸得以保存。而后經(jīng)歷了八國(guó)聯(lián)軍的入侵,渾天儀流落海外,直至1920年得以歸囯,存放于北京。后國(guó)家動(dòng)蕩,國(guó)民黨將明制渾天儀和簡(jiǎn)儀從北京往南京起運(yùn),三年后才得以運(yùn)到南京,于1935年初搬上了紫金山??箲?zhàn)時(shí)期,日本侵略軍侵占南京,肆意破壞中華文物,渾天儀儀身在此時(shí)被損壞,龍爪被砍斷,渾天儀上連龍身和云山座的銅鏈丟失,簡(jiǎn)儀四游環(huán)上的窺管也沒(méi)有了,至于一些附屬儀器和零件幾乎蕩然無(wú)存。這些慘痛的歷史給我們重拾渾天儀帶來(lái)了極大的困難,同時(shí)也激發(fā)了我們一定要重拾強(qiáng)盛歷史的決心和信心。
所幸中國(guó)傳統(tǒng)技藝大師吳敏師從科學(xué)家王德昌(中科院紫金山研究員為我國(guó)渾天儀事業(yè)全面修復(fù)和研究、仿復(fù)制專家)經(jīng)過(guò)四年多成功復(fù)制第一臺(tái)1:1的渾天儀,并榮獲42屆米蘭世博會(huì)中國(guó)館藝術(shù)展特別金獎(jiǎng),在國(guó)外引起轟動(dòng)。在這條渾天儀的重拾之路上,我們重拾的不僅僅是渾天儀的尺寸結(jié)構(gòu),還有中國(guó)古人的智慧。我們透過(guò)現(xiàn)代渾天儀,看到的仿佛還是古代的星空。星辰在中國(guó)歷史上不是單純的代表星象之說(shuō),有時(shí)候也是被賦予生命的神話傳說(shuō),渾天儀打通的是從遠(yuǎn)古而來(lái)的,生生不息的希望和力量,也是這個(gè)民族對(duì)未知科學(xué)、神秘力量的探索精神……