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中西合璧的金嵌珍珠天球仪

2021-07-19秋慈

科学之友 2021年7期
关键词:球体天文学底座

秋慈

在北京故宫博物院的珍宝馆里,有一件纯金打造、用珍珠代表星辰的天球仪——金嵌珍珠天球仪。这是清代乾隆年间内务府造办处用黄金做成的天球仪模型,九条金龙托起球体,四兽底座支撑整个仪器。

长期以来,人们一直把它看作是一件金珠辉映、价值不菲的金器,是供皇帝赏玩的器物,但在天文学家眼里,这件金碧辉煌的器物却是一件18世纪晚期中西合璧的精密天文仪器。

乾隆时期的稀世珍宝

天球仪又称“浑天仪”或“天体仪”,是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的天文仪器。这件金嵌珍珠天球仪的球径约30厘米,由金叶捶打成的两个半圆合为一体,接缝处为赤道,球的两端中心为南北极,北极还有时辰盘。

据乾隆年间的《仪象考成》记载,金嵌珍珠天球仪有三垣、二十八星宿、十八星座、一千三百三十颗星,同时球面还有黄道、赤道、银河、二十四节气。金嵌珍珠天球仪采用赤金点翠法,以大小不同的珍珠为星,镶嵌于球面之上并刻有星座的名称。其比例恰当,位置准确,反映出清代高超的天文科技水平。

金嵌珍珠天球仪上的珍珠有大有小,上面最大的珍珠象征着天上最亮的一等星,之后依次往下降,最小的是天上的六等星。当然也有特殊情况,天球仪上的“帝座星”用的珍珠非常大,实际上这颗星并没有那么亮,究其原因是这个“帝”字,毕竟是呈现给乾隆皇帝的,所以内务府刻意把跟“帝”有关的星星都用了最大的珍珠。

金嵌珍珠天球仪的支架呈高脚酒杯状,用九条不同姿态的行龙支撑球体,上为四条头上尾下的腾龙擎住球体,下为头下尾上的倒海翻江的降龙,形成支架稳固球体,中间一龙连结上下部分,成游龙抱柱状。九条行龙采用捶揲法,形成中空的圆雕,龙的表面则以抽丝法形成龙鳞、龙髯、龙睛的纹饰。行龙吞云吐雾,形态生动,细部錾雕精细,栩栩如生。

金嵌珍珠天球仪的基座为圆形珐琅盘底座,通体以细丝盘出缠枝花纹,嵌以烧蓝和淡蓝的珐琅釉,以丰富多彩的色调改变了纯金的单调。景泰蓝底座的足又以四个龙首为形,采用高浮雕法,极富装饰性。底座盘上是奔腾的海水波浪,座上有东、南、西、北四象字,座心为罗盘(指南针)。

支架的九龙与底盘四龙浑然一体,顾盼有神,与底座内奔涌的海水形成群龙共舞、翻江倒海的宏伟气势。它将科学的严谨和工艺的浪漫集于一体,珠联璧合,是一件绝无仅有的艺术珍品。

中西合璧的精密天文仪器

金嵌珍珠天球仪是流传至今唯一的一件以黄金制成的天球仪模型,弥足珍贵,且融合了东方和西方的天文学历史。事实上,中国的天文学很长时间在世界范围保持领先,天球仪的历史可以追溯到西汉时期。

汉武帝时,有一位民间天文学家名叫洛下闳,他制作了一个圆球形的仪器用来演示天象。这就是已知最早的浑天仪。据说,他制作的浑天仪转动时,其上标示的星宿与实际天象吻合。

当时,天文学有三个主要流派:盖天说、宣夜说和浑天说。

盖天说认为,天如盖,盖心是北极,天盖左旋,日月星辰右转;宣夜说认为,天无定形,“日月众星,自然浮生虚空之中”,并不附着于“天体”之上;浑天说认为,天如蛋壳,地如蛋黄,天地乘气而立,载水而行。

到汉宣帝时,大司农中丞耿寿昌用铜铸了一个浑天仪。他不仅是一位天文学家,还是一位数学家,曾经修定过《九章算术》,还著有《月行图》。

到了东汉,也就是历史课本上记载的张衡发明地动仪时期。其实,张衡作为历史上有名的天文学家,对“浑天说”也十分有研究,自成一派。因此,他在前人的發明基础上改良了浑天仪。

经他改良的浑天仪叫作“漏水转浑天仪”,是有明确历史记载的世界上第一架用水力发动的天文仪器。漏水转浑天仪球面上刻有二十八星宿、中外星官以及黄道、赤道、南北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等,成一浑象,再用一套转动机械把浑象和漏壶结合起来。

元代天文学家扎马鲁丁(西域人)在元世祖时任职司天台,他将万年历颁行全国,并在元大都(今北京)设观象台,使用浑天仪等多种天文仪器观测天象,让元代天文学领先世界。

金嵌珍珠天球仪沿袭的正是自西汉以来不断改良的浑天仪,但当时西方的一些技术已经流传到东方,这个天球仪的动力来自于钟表的机芯。在天球仪顶端南部有三个孔,这三个孔放进钥匙之后经过悬拧,天球仪就可以慢慢旋转,演示出星象活动。

改良金嵌珍珠天球仪的高手是乾隆时期的科学家齐彦槐,他在天文学和农田水利方面的研究都卓有成效。欧洲钟表传入中国后,齐彦槐在天球仪内部模仿其结构,用发条作动力,自动运转报时报刻。总的来说,天球仪发展到乾隆这一时期,可谓登峰造极。

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