鑲金珍珠天球儀，乾隆年間制作。
渾天儀
渾天儀這個名字在中國自然是和張衡聯系在壹起的。這位生活在公元2世紀的學者，不僅制作了中國歷史上最著名的渾天儀，還用他睿智的大腦回答了宇宙為什麽存在的問題——雖然他的答案肯定與標準答案不同。他在《靈憲》壹書中解釋說，宇宙萬物誕生之前，是壹種“靜而不動，默而不聲，不能為象，而厥中空，厥外無物”的狀態，稱為“玄”。宇宙初始階段，是“萌芽無預兆，同色混沌”的“瑰麗”狀態最後，“元氣判定，剛分，濁異位。這壹階段的狀態稱為“太原”。於是，人類誕生了。其中“人的本質”就是那些被稱為“聖人”的家夥，他們把天文地理作為壹門學科來仰望，向天地學習。
在沒有望遠鏡的時代，張衡和他的同事們是如何僅憑肉眼觀察發現這些原理的，壹直是個謎。他做的渾天儀是按照他的想法創造的宇宙模型。張衡時代的宇宙觀主要分為渾天說和蓋天說兩種學說。“蓋天”說最早產生，其理論有過兩次變化。從最早的“天如蓋，地如棋”到戰國的“天如帽，地如檁”。從棋局到倒盤，地球的曲率越來越大，直到認為天空的曲率和地拱基本壹致。弧度壹再增大的原因是視界理論越來越難以解釋理論與天文觀測的區別。於是，亨廷頓理論應運而生。在渾天理論中，地球不再糾結於弧度，而是被壹個球體的渾天所包圍。雖然，在現代人看來，中國的渾天說和西方的地心說沒什麽區別，是古人錯誤的宇宙觀，但在當時，從天到地，已經邁出了質的壹步。
瓷器綠紙素星盤是康熙年間宮廷制作的。
蓋天說與渾天說
張衡雖然被認為是漢代渾天說的集大成者，但他生活在壹個渾天說和蓋天說並存的時代。當時最重要的數學著作《周快舒靜》就是以蓋天論為基礎的，連張衡都要借鑒。所以他在《陵縣》中對天地結構的描述是模糊的，“天在外，地在內”，“天圓而動”，這是渾天說的理論，但他也寫了“地平而靜”，“天掛之景，薄地之器，皆移千裏而移壹寸”，這是另壹種蓋天說的理論。
但在張衡寫的《渾天儀傳》中，張衡似乎是壹個徹底的渾天論學派。他寫道，“渾天如雞，天體圓如彈丸，地黃如雞，寂寥，天大而小...天轉如輪轂，連綿不絕，形渾，故稱渾天”。不過這段記述是晉代葛洪引用的。考慮到這位著名道士有多次假借名人之名造假書的前科，所以《渾天儀筆記》是否真的出自張衡之手值得懷疑。
但是，渾天說和蓋天說最大的區別不在於地球的形狀，而在於天空的運行。蓋田說，太陽、月亮、星星圍繞地球上方的壹個中心旋轉；渾天說認為天球包裹著地球，日月星辰附著在天球上，天體會跟隨天球到達地球的底部或背面。地球是平的還是圓的，至少在張衡的時代，不是爭論的焦點。
渾天儀，顧名思義，是根據渾天儀理論構建的宇宙模型。今天我們看到的渾天儀是壹個由許多圓環嵌套在壹起的空心球體，它模仿天球，並雕刻有精細的圖案。只要去南京紫金山天文臺就能看到它的樣子。雖然這個明代制作的渾天儀理論上是張衡獨創的渾天儀的弟子，但兩者有著不小的區別。明代的渾天儀需要人力才能運行，而張衡制作的渾天儀是靠水驅動的。最大的區別是，我們今天所知道的渾天儀是壹種觀測天象的儀器，而張衡制造的渾天儀更像是壹種模仿宇宙運行的神秘機器。《晉書》這樣記載張衡的渾儀:
“張衡還做了壹只大象，有內外規矩，南北極，黃色赤道。二十四氣，二十八夜，中外官，日月五緯，被漏水翻進殿上的房間。在群星之中，在外，與天空不對應。”
廣州渾天儀。
損失後恢復
由於張衡渾天儀的圖紙和記錄已經失傳，而所謂的“渾天儀註釋”來源不明，這種宇宙儀器究竟是以什麽原理運行的，成了壹個謎。我們只知道張衡制作的渾天儀不是中國第壹個渾天儀。《晉書》中提到“古象分兩部，每周七尺三寸半。”。張衡改了制度，分成四份，其中每周壹為四尺六寸。可以看出，張衡的渾天儀是在壹個更古老的原型基礎上改造的結果。最古老的渾天儀可能只有兩個環:與赤道平行固定的赤道環和可以繞極軸旋轉的極環(又稱“四行環”)，兩個環上都刻有星期幾的度數。但在張衡的渾天儀上，除了赤道和紅極，還有黃道、“二十四氣、二十八夜、中外官、日月五緯”。要想把所有復雜的圖文都反映出來，就需要壹個巨大的天球——張衡的渾天儀是有幾個環的巨大天球嗎？
後世學者壹直試圖復制張衡的能自行運轉的渾儀，但最終的結果只是把壹個又壹個不能自行運轉的儀器加上去改造。北魏時，在底座上加了石斛來校正樂器的等級。唐代李將張衡渾儀外的地平、子午、赤道固定在壹起，稱之為“六合儀”，並將可在內部旋轉的四環和上面窺視星辰的窺視管組合成“四巡儀”。在這兩層之間，加上黃道環、白道環(“白道”就是月球的軌道)和赤道環，就構成了“三儀”。這最終成為我們今天看到的渾天儀的模型。南京紫金山天文臺的渾天儀雖是張衡渾天儀的弟子，卻是李改進渾天儀的直接傳記。
今天去那裏的遊客可以想象，在浩瀚的星空下，古代天監司的官員們正在吃力地轉動著那些巨大的圓環，通過窺視孔觀察著浩瀚的星空。
作者李夏恩
編輯辦公室
校對薛靜寧