水運儀是張衡發明的嗎

A. 水運儀象台是誰發明的

蘇頌。

水運儀象台是北宋時期蘇頌、韓公廉等人發明製造的以漏刻水力驅動的，集天文觀測、天文演示和報時系統為一體的大型自動化天文儀器。

宋元祐元年（公元1086年）開始設計，到元祐七年全部完成。它是中國古代的卓越創造。其中的擒縱器是鍾表的關鍵部件。因此，英國科學家李約瑟等人認為水運儀象台「可能是歐洲中世紀天文鍾的直接祖先」。

根據《新儀象法要》記載，水運儀象台是一座底為正方形、下寬上窄略有收分的木結構建築，高大約有十二米，底寬大約有七米，共分為三大層。

上層是一個露天的平台，設有渾儀一座，用龍柱支持，下面有水槽以定水平。渾儀上面覆蓋有遮蔽日曬雨淋的木板屋頂，為了便於觀測，屋頂可以隨意開閉，構思比較巧妙。露台到儀象台的台基有七米多高。

中層是一間沒有窗戶的「密室」，裡面放置渾象。天球的一半隱沒在「地平」之下，另一半露在「地平」的上面，靠機輪帶動旋轉，一晝夜轉動一圈，真實地再現了星辰的起落等天象的變化。下層包括報時裝置和全台的動力機構等。設有向南打開的大門，門里裝置有五層木閣，木閣後面是機械傳動系統。

B. 水運儀象台的發展歷程是怎樣的

蘇頌領導天文儀器製造工作是從1086年受詔定奪新舊渾儀開始的。這個機構的組成人員都是經過他的尋訪調查或親自考核，而確定下來的。

蘇頌接受這項科技工作後，首先是四處走訪，尋覓人才。他發現了吏部令史韓公廉通《九章算術》，而且曉天文、歷法，立即奏請調來專門從事天文儀器的研製工作。

蘇頌又走出汴京到外地查訪，發現了在儀器製造方面學有專長的壽州州學教授王沇之，奏調他「專監造作，兼管收支官物」。

接著，蘇頌又考核太史局和天文機構的原工作人員，選出夏官、秋官、冬官協助韓公廉工作。

蘇頌發現人才後，還進一步放在實踐中加以考察。例如調來韓公廉後，他經常與韓公廉討論天文、歷法和儀器製造。

蘇頌向韓公廉建議，可否以張衡、一行、梁令瓚、張思訓格式依仿製造，韓公廉很是贊同。於是，蘇頌讓韓公廉寫出書面材料。不久，韓公廉寫出《九章勾股測驗渾天書》一卷。

蘇頌詳閱後，命韓公廉研製模型。韓公廉又造出木樣機輪一座。蘇頌對這個木樣機輪進行嚴格實驗，然後奏報皇帝，並親赴校驗。

蘇頌對研製工作是慎之又慎的。他認為，有了書，做了模型還不一定可靠，還必須做實際的天文觀測，才能進一步向前推進，以免浪費國家資財。後來，通過對木樣機輪的反復校驗，確定與天道參合不差，這才開始正式用銅製造新儀。

在著名科學家蘇頌的倡議和領導下，經過3年4個月的工作，1088年，一座傑出的天文計時儀器水運儀象台，在當時的京城開封製成。水運儀象台的構思廣泛吸收了以前各家儀器的優點，尤其是吸取了北宋時期天文學家張思訓所改進的自動報時裝置的長處。

在機械結構方面，採用了民間使用的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤桿等機械原理，把觀測、演示和報時設備集中起來，組成了一個整體，成為一部自動化的天文台。根據《新儀象法要》記載，水運儀象台是一座底為正方形、下寬上窄略有收分的木結構建築，高約12米，底寬約7米，共分為三大層。

上層是一個露天的平台，設有渾儀一座，用龍柱支持，下面有水槽以定水平。渾儀上面覆蓋遮蔽日曬雨淋的木板頂，為了便於觀測，屋頂可以隨意開閉，構思比較巧妙。露台到儀象台的台基有7米多高。

中層是一間沒有窗戶的「密室」，裡面放置渾象。天球的一半隱沒在「地平」之下；另一半露在「地平」的上面，靠機輪帶動旋轉，一晝夜轉動一圈，真實地再現了星辰的起落等天象的變化。

下層設有向南打開的大門，門里裝有5層木閣，木閣後面是機械傳動系統。

第一層木閣又名「正衙鍾鼓樓」，負責全台的標准報時。木閣設有3個小門。至每個時辰的時初，就有一個穿紅衣服的木人在左門里搖鈴；每逢時正，有一個穿紫色衣服的木人在右門里敲鍾；每過一刻鍾，一個穿綠衣的木人在中門擊鼓。

第二層木閣可以報告12個時辰的時初、時正名稱，相當於現代時鍾的時針表盤。這一層的機輪邊有24個司辰木人，手拿時辰牌，牌面依次寫著子初、子正、丑初、丑正等。每逢時初和時正，司辰木人按時在木閣門前出現。

第三層木閣專刻報的時間。共有96個司辰木人，其中有24個木人報時初、時正，其餘木人報刻。比如子正的和丑初的初刻、二刻、三刻等。

第四層木閣報告晚上的時刻。木人可以根據四季的不同擊鉦報更數。

第五層木閣裝置有38個木人，木人位置可以隨著節氣的變更，報告昏、曉、日出及幾更等詳細情況。5層木閣里的木人能表演出准確的報時動作，是靠一套復雜的機械裝置「晝夜輪機」帶動的。而整個機械輪系的運轉依靠水的恆定流量，推動水輪做間歇運動，帶動儀器轉動，因而命名為「水運儀象台」。

蘇頌主持創制的水運儀象台是當時我國傑出的天文儀器，也是世界上最古老的天文鍾。國際上對水運儀象台的設計給予了高度評價，認為水運儀象台為了觀測上的方便，設計了活動屋頂，是現在天文台活動圓頂的祖先。

李約瑟在深入研究水運儀象台之後，曾改變了他過去的一些觀點。他在《中國科學技術史》中說：

我們藉此機會聲明，我們以前關於「鍾表裝置……完全是14世紀早期歐洲的發明」的說法是錯誤的。使用軸葉擒縱器重力傳動機械時鍾是14世紀在歐洲發明的。可是，在中國許多世紀之前，就已有了裝有另一種擒縱器的水力傳動機械時鍾。

渾象一晝夜自轉一圈，不僅形象地演示了天象的變化，也是現代天文台的跟蹤器械轉儀鍾的祖先；水運儀象台中首創的擒縱器機構是後世鍾表的關鍵部件，因此它又是鍾表的祖先。

從水運儀象台可以看出，我國古代力學知識的應用已經達到了相當高的水平。

C. 水運儀象台是在那部書中記載的

水運儀象台是我國古代一種大型的天文儀器,由宋朝天文學家蘇頌等人創建。

D. 張衡發明地震儀的故事

地動儀用精銅製成，圓經八尺，合蓋隆起，形似酒樽。表面作金黃色，上部鑄有八條金龍，分別伏在東、西、南、北及東北、東南、西北、西南八個方向。龍倒伏，龍首向下，龍嘴各銜一顆小銅球，與地上仰蹲張嘴的蟾蜍相對。地動儀空腔中央，立一根銅柱，上粗下細。銅柱周圍有八根橫桿，稱為「八道」，各與一龍頭相連。銅柱是震擺裝置，八道用來控制和傳導銅柱運動的方向。在地動儀受到地震波沖擊時，銅柱就倒向發生地震的方向，推動同一方向的橫桿和龍頭，使龍嘴張開，銅球下落到蟾蜍嘴中，並發出響聲，以提示人們注意發生了地震及地震的時間和方向。
一顆珠子放在平台上，如果將哪方稍微往下一按，珠於就向哪方滾動。又如我們點亮一支蠟燭，將它放在一張不平的桌子上，它總會向低的一方倒。地動儀就是根據這些簡單的原理設計的。地動可以傳到很遠的地方，只不過太遠了人就感覺不到了，但地動儀能准確地測到。

遺憾的是關於張衡渾天儀中的動力和傳動裝置的具體情況史書沒有留下記載。
張衡寫的有關渾天儀的文章也只留存片斷。這片斷中也沒有提及動力和傳動裝置
問題。近幾十年來，人們曾運用現代機械科技知識對這個裝置作了一些探討。最
初，人們曾認為是由一個水輪帶動一組齒輪系統構成。但因有記載明言渾天儀是
「以漏水轉之」，而又有記載明言這漏水又是流入一把承水壺中以計量時間的。因
此，就不能把這漏水再用來推動原動水輪。所以，原動水輪加齒輪傳動系統的方
案近年來受到了懷疑。最近有人提出了一種完全不同的設計。他們把漏壺中的浮
子用繩索繞過天球極軸，和一個平衡重錘相連。當漏壺受水時壺中水量增加，浮
子上升，繩索另一頭的平衡錘下降。這時繩索牽動天球極軸，產生轉動。此種結
構比水輪帶動齒輪系的結構較為合理。因為(i)張衡時代的齒輪構造尚相當粗糙，
難以滿足張衡渾天儀的精度要求。(ii)這個齒輪系必含有相當數量的齒輪，而齒
輪越多，帶動齒輪旋轉的動力就必須越大。漏壺細小緩慢的水流量就越難以驅動
這個系統。(iii)更關鍵的是前面已提到的漏壺流水無法既推動儀器，又用於顯
示時刻。而浮子控制的繩索傳動就可避開上述三大困難。人們已就此設想做過小
型的模擬實驗。用一個直徑為6.5厘米，高3.5厘米的圓柱形浮子和一塊27克重的
平衡重錘，就可通過繩索帶動質量為1040克的旋轉軸體作比較均勻的轉動。其不
均勻的躍動在一晝夜中不過數次，且躍動范圍多在2°以下，這種誤差在古代的
條件下是可以允許的。因此，看來浮子- 平衡重錘- 繩索系統比原動水輪- 齒輪
系統的合理性要大一些。不過，張衡的儀器是個直徑達1米以上的銅制大物。目
前的小型實驗尚不足以保證在張衡的儀器情況下也能成功，還有待更進一步的條
件極相近的模擬實驗才能作出更可信的結論。

不管張衡的動力和傳動系統的實情究竟如何，總之，他是用一個機械繫統來
實現一種與自然界的天球旋轉相同步的機械運動。這種作法本身在中國是史無前
例的。由此開始，我們誕生了一個製造水運儀象的傳統，它力圖用機械運動來精
確地反映天球的周日轉動。而直到20世紀下半葉原子鍾發明和採用之前，一切機
械鍾表都是以地球自轉，亦即天球的周日轉動為基礎的。所以，中國的水運儀象
傳統乃是後世機械鍾表的肇始。誠然，在公元前4世紀到公元前1世紀的希臘化時
代，西方也出現過一種浮子升降鍾(anaphoric clock)，它的結構和最近人們所
設想的浮子- 平衡錘- 繩索系統渾天儀相仿，不過其中所帶動的不是一架天球儀，
而是一塊平面星圖。可是在隨後的羅馬時代和黑暗的中世紀，浮子升降鍾的傳統
完全中斷而消失。所以，中國的水運儀象傳統對後世機械鍾表的發展具有極其重
要的意義。而這個傳統的創始者張衡的功績自然也是不可磨滅的。

從當時人的描述來看，張衡渾天儀能和自然界的天球的轉動配合得絲絲入扣，
「皆如合符」，可見渾天儀的轉動速度的穩定性相當高。而渾天儀是以刻漏的運
行為基礎的。由此可以知道，張衡的刻漏技術也很高明。

刻漏是我國古代最重要的計時儀器。目前傳世的三件西漢時代的刻漏，都是
所謂「泄水型沉箭式單漏」。這種刻漏只有一隻圓柱形盛水容器。器底部伸出一
根小管，向外滴水。容器內水面不斷降低。浮在水面的箭舟(即浮子)所託著的刻
箭也逐漸下降。刻箭穿過容器蓋上的孔，向外伸出，從孔沿即可讀得時刻讀數。
這種刻漏的計時准確性主要決定於漏水滴出的速度是否均勻。而滴水速度則與管
口的水壓成正比變化。即隨著水的滴失，容器內水面越來越降低，水的滴出速度
也會越來越慢。

E. 宋朝的誰的發明的水運儀象台水中被認為是第一下

蘇頌。

蘇頌所研製的水運儀象台是一座高12米，寬7米，像三層樓房一樣的巨型天文儀器。蘇頌在說明中說：「兼采諸家之說，備存儀象之器，共置一台中。台有二隔，置渾儀於上，而渾象置於下，樞機輪軸隱於中，鍾鼓時刻司辰運於輪上，以水激輪，輪轉而儀象皆動。」

水運儀象台的上層是觀測天體的渾儀，中層是演示天象的渾象，下層是使渾儀、渾象隨天體運動而報時的機械裝置。它兼有觀測天體運行，演示天象變化，以及隨天象推移而有木人自動敲鍾、擊鼓、搖鈴，准確報時的三種功用。

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水運儀的特點

1、置於水運儀象台上層觀測用的渾儀，通過「天運單環」與「樞輪」相聯，使渾儀能隨樞輪運轉。這與現代天文台轉儀鍾控制天體望遠鏡隨天體運動的原理是一樣的。因此，可以說水運儀象台的這套裝置是現代天文台跟蹤機械——轉儀鍾的遠祖。

2、水運儀象台頂部設有九塊活動的屋板，雨雪時可以防止對儀器的侵蝕，觀測時可以自由拆開。水運儀象台的活動屋頂是現代天文台圓頂的祖先。所以，蘇頌與韓公廉又是世界上最早設計和使用天文台觀測室自由啟閉屋頂的人。

3、水運儀象台的原動輪叫樞輪，是一個直徑1丈1尺，由72根木輻，挾持著36個水斗和36個勾狀鐵撥子組成的水輪。樞輪頂部設有一組叫「天衡」、「天關」、「天權」、「左右天鎖」的杠桿裝置，樞輪靠銅壺滴漏的水推動。

F. 水運儀象台是在哪部書中記載的

蘇頌所著《新儀象法要》

G. 水運儀象台是哪部書中記載的

蘇頌所著《新儀象法要》 天文鍾的祖先——水運儀象台 在許多大型儀器設備當中，有一種儀器能用多種形式來表達天體時空的運行，人們叫它做「天文鍾」。它是把動力機械和許多傳動機械組合在一個整體里，利用幾組齒輪系把機輪的運動變慢，使它經常保持恆定的速度，和天體運動一致。它既能表示天象，又能計時。後世的鍾表就是從它演變出來的。 我國宋代的「水運儀象台」就是這種天文鍾的祖先；可以說是世界上最古老的天文鍾，國際上對它給予高度的評價，認為「很可就是後來歐洲中世紀天文鍾的直接祖先」。 宋哲宗元佑三年（公元1088年），在蘇頌的領導下，製成了水運儀象台，設在當時的汴京（今河南開封）。 蘇頌所著《新儀象法要》相當詳細地介紹了水運儀象台的構造，反映了當時科學技術的卓越成就。這部書還附有全圖、分圖、詳圖六十多幅，多是透視圖或示意圖。 水運儀象台的高度以宋木矩尺計算是三十五尺六寸五分，將近十二米，寬二十一尺。全台是一座正方形上狹下廣收分的木構建築，用木板作台壁，板面畫飛鶴。台分三層，底層向南有兩個門；靠北台壁設有木板長台，是操作場所，打水人運轉水輪的地方。操作台前面有一組提水機械：由升水下輪；升水下壺、升水上輪、升水上壺、河車以及天河組成。轉動河車把水由升水下輪（筒車）逐級提升灌人到天河（受水槽）中。在這組提水機械的東邊，有一組「銅壺滴漏」式的裝置：在一個木架上設兩個方水槽，高的是天池，低的是平水壺。平水壺有泄水管，使平水壺經常保持一定的水位，平水壺下端的出水口就能保持恆定的流量。平水壺之西有一座直徑十一尺的樞輪，它是全台機械結構的原動輪，由水力推動。那是一個由三十六個水斗和鉤狀鐵撥子組戍的水輪。樞輪頂部附設一組杠桿裝置，相當於鍾表裡面的「擒縱器」（俗稱「卡子」）。它和公元十七世紀歐洲的錨狀擒縱器非常相似，具有基本上相同的作用。 樞輪下面設有退水壺，退水壺有水管和升水下壺相連。這樣周而復始，水流循環一周，泄水槽就又成了水源了。 當樞輪水斗注滿一斗的時候，它的重量使樞權失去平衡。這時格叉向下傾，樞權向上揚起。樞輪上的鐵撥子撥開關舌，拉動了天衡，使天關向上開啟。樞輪向下轉動一斗，天關又隨即下落。由於左右天鎖的擒縱抵拒的作用，使樞輪只轉動一個水斗。樞輪運轉的速度是由漏壺的流量決定的，由格叉和樞衡等一套擒縱器加以控制。 樞輪通過幾組齒輪使天文儀器和計時儀器分別按一定的速度轉動。當時關於機械構造的記載相當粗疏和簡略。在《新儀象法要》一書中，只給出天輪和撥牙機輪各具有六百個齒，其餘齒輪的齒數都沒有寫明。 台里在幾層木閣的上面還設有渾象一座，渾象下部有木櫃，上部在櫃外，下部隱在櫃中。渾象是一個球體，在球面布列天體星宿。渾象和晝夜機輪軸相接，隨機軸由東向西轉動，和天體視運動一致，使得球面星宿位置和天象相合。 蘇頌倡導和主持了水運儀象台的創造，具有相當重大的意義和不可磨滅的功績。同時參加這一工作的還有太史局的周日嚴等人，特別是吏部的韓公廉在計算工作方面勞績最著。還有一些年輕的生員袁惟幾等，學生侯永和等，以及測驗規景和刻漏等專門工作人員，說明這是許多人共同的創造。它既繼承了漢、唐以來天文學上的成果，同時又有不少創新，特別是在計時儀器部分。因此，可以說，水運儀象台是公元十一世紀末我國傑出的天文儀器，而尤其重要的是，它是體現出當時我國機械工程技術水平的卓越成就。

H. 水運儀象台是誰發明的

水運儀象台是北宋時期蘇頌、韓公廉等人發明製造的以漏刻水力驅動的，集天文觀測、天文演示和報時系統為一體的大型自動化天文儀器。宋元祐元年（公元1086年）開始設計，到元祐七年全部完成。它是中國古代的卓越創造。其中的擒縱器是鍾表的關鍵部件。

因此，英國科學家李約瑟等人認為水運儀象台「可能是歐洲中世紀天文鍾的直接祖先」。整座儀器高約12米，寬約7米，是一座上狹下廣、呈正方台形的木結構建築。其中渾儀等為銅制。全台共分三隔。下隔包括報時裝置和全台的動力機構等。中隔是間密室，放置渾象。

(8)水運儀是張衡發明的嗎擴展閱讀：

水運儀象台代表了中國11世紀末天文儀器的最高水平。它具有三項令世界矚目的發明，首先它的屋頂被設計成可開閉的，是現代天文台活動圓頂的雛型，其次，它的渾象能一晝夜自動旋轉一周是現代天文跟蹤機械轉移鍾的先驅。

此外，它的報時裝置能在一組復雜的齒輪系統的帶動下自動報時，報時系統里的錨狀擒縱器是後世鍾表的關鍵部件。英國著名科技史專家李約瑟曾說水運儀象台「可能是歐洲中世紀天文鍾的直接祖先。」