水运仪是张衡发明的吗

A. 水运仪象台是谁发明的

苏颂。

水运仪象台是北宋时期苏颂、韩公廉等人发明制造的以漏刻水力驱动的，集天文观测、天文演示和报时系统为一体的大型自动化天文仪器。

宋元祐元年（公元1086年）开始设计，到元祐七年全部完成。它是中国古代的卓越创造。其中的擒纵器是钟表的关键部件。因此，英国科学家李约瑟等人认为水运仪象台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。

根据《新仪象法要》记载，水运仪象台是一座底为正方形、下宽上窄略有收分的木结构建筑，高大约有十二米，底宽大约有七米，共分为三大层。

上层是一个露天的平台，设有浑仪一座，用龙柱支持，下面有水槽以定水平。浑仪上面覆盖有遮蔽日晒雨淋的木板屋顶，为了便于观测，屋顶可以随意开闭，构思比较巧妙。露台到仪象台的台基有七米多高。

中层是一间没有窗户的“密室”，里面放置浑象。天球的一半隐没在“地平”之下，另一半露在“地平”的上面，靠机轮带动旋转，一昼夜转动一圈，真实地再现了星辰的起落等天象的变化。下层包括报时装置和全台的动力机构等。设有向南打开的大门，门里装置有五层木阁，木阁后面是机械传动系统。

B. 水运仪象台的发展历程是怎样的

苏颂领导天文仪器制造工作是从1086年受诏定夺新旧浑仪开始的。这个机构的组成人员都是经过他的寻访调查或亲自考核，而确定下来的。

苏颂接受这项科技工作后，首先是四处走访，寻觅人才。他发现了吏部令史韩公廉通《九章算术》，而且晓天文、历法，立即奏请调来专门从事天文仪器的研制工作。

苏颂又走出汴京到外地查访，发现了在仪器制造方面学有专长的寿州州学教授王沇之，奏调他“专监造作，兼管收支官物”。

接着，苏颂又考核太史局和天文机构的原工作人员，选出夏官、秋官、冬官协助韩公廉工作。

苏颂发现人才后，还进一步放在实践中加以考察。例如调来韩公廉后，他经常与韩公廉讨论天文、历法和仪器制造。

苏颂向韩公廉建议，可否以张衡、一行、梁令瓒、张思训格式依仿制造，韩公廉很是赞同。于是，苏颂让韩公廉写出书面材料。不久，韩公廉写出《九章勾股测验浑天书》一卷。

苏颂详阅后，命韩公廉研制模型。韩公廉又造出木样机轮一座。苏颂对这个木样机轮进行严格实验，然后奏报皇帝，并亲赴校验。

苏颂对研制工作是慎之又慎的。他认为，有了书，做了模型还不一定可靠，还必须做实际的天文观测，才能进一步向前推进，以免浪费国家资财。后来，通过对木样机轮的反复校验，确定与天道参合不差，这才开始正式用铜制造新仪。

在著名科学家苏颂的倡议和领导下，经过3年4个月的工作，1088年，一座杰出的天文计时仪器水运仪象台，在当时的京城开封制成。水运仪象台的构思广泛吸收了以前各家仪器的优点，尤其是吸取了北宋时期天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处。

在机械结构方面，采用了民间使用的水车、筒车、桔槔、凸轮和天平秤杆等机械原理，把观测、演示和报时设备集中起来，组成了一个整体，成为一部自动化的天文台。根据《新仪象法要》记载，水运仪象台是一座底为正方形、下宽上窄略有收分的木结构建筑，高约12米，底宽约7米，共分为三大层。

上层是一个露天的平台，设有浑仪一座，用龙柱支持，下面有水槽以定水平。浑仪上面覆盖遮蔽日晒雨淋的木板顶，为了便于观测，屋顶可以随意开闭，构思比较巧妙。露台到仪象台的台基有7米多高。

中层是一间没有窗户的“密室”，里面放置浑象。天球的一半隐没在“地平”之下；另一半露在“地平”的上面，靠机轮带动旋转，一昼夜转动一圈，真实地再现了星辰的起落等天象的变化。

下层设有向南打开的大门，门里装有5层木阁，木阁后面是机械传动系统。

第一层木阁又名“正衙钟鼓楼”，负责全台的标准报时。木阁设有3个小门。至每个时辰的时初，就有一个穿红衣服的木人在左门里摇铃；每逢时正，有一个穿紫色衣服的木人在右门里敲钟；每过一刻钟，一个穿绿衣的木人在中门击鼓。

第二层木阁可以报告12个时辰的时初、时正名称，相当于现代时钟的时针表盘。这一层的机轮边有24个司辰木人，手拿时辰牌，牌面依次写着子初、子正、丑初、丑正等。每逢时初和时正，司辰木人按时在木阁门前出现。

第三层木阁专刻报的时间。共有96个司辰木人，其中有24个木人报时初、时正，其余木人报刻。比如子正的和丑初的初刻、二刻、三刻等。

第四层木阁报告晚上的时刻。木人可以根据四季的不同击钲报更数。

第五层木阁装置有38个木人，木人位置可以随着节气的变更，报告昏、晓、日出及几更等详细情况。5层木阁里的木人能表演出准确的报时动作，是靠一套复杂的机械装置“昼夜轮机”带动的。而整个机械轮系的运转依靠水的恒定流量，推动水轮做间歇运动，带动仪器转动，因而命名为“水运仪象台”。

苏颂主持创制的水运仪象台是当时我国杰出的天文仪器，也是世界上最古老的天文钟。国际上对水运仪象台的设计给予了高度评价，认为水运仪象台为了观测上的方便，设计了活动屋顶，是现在天文台活动圆顶的祖先。

李约瑟在深入研究水运仪象台之后，曾改变了他过去的一些观点。他在《中国科学技术史》中说：

我们借此机会声明，我们以前关于“钟表装置……完全是14世纪早期欧洲的发明”的说法是错误的。使用轴叶擒纵器重力传动机械时钟是14世纪在欧洲发明的。可是，在中国许多世纪之前，就已有了装有另一种擒纵器的水力传动机械时钟。

浑象一昼夜自转一圈，不仅形象地演示了天象的变化，也是现代天文台的跟踪器械转仪钟的祖先；水运仪象台中首创的擒纵器机构是后世钟表的关键部件，因此它又是钟表的祖先。

从水运仪象台可以看出，我国古代力学知识的应用已经达到了相当高的水平。

C. 水运仪象台是在那部书中记载的

水运仪象台是我国古代一种大型的天文仪器,由宋朝天文学家苏颂等人创建。

D. 张衡发明地震仪的故事

地动仪用精铜制成，圆经八尺，合盖隆起，形似酒樽。表面作金黄色，上部铸有八条金龙，分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向。龙倒伏，龙首向下，龙嘴各衔一颗小铜球，与地上仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央，立一根铜柱，上粗下细。铜柱周围有八根横杆，称为“八道”，各与一龙头相连。铜柱是震摆装置，八道用来控制和传导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时，铜柱就倒向发生地震的方向，推动同一方向的横杆和龙头，使龙嘴张开，铜球下落到蟾蜍嘴中，并发出响声，以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。
一颗珠子放在平台上，如果将哪方稍微往下一按，珠于就向哪方滚动。又如我们点亮一支蜡烛，将它放在一张不平的桌子上，它总会向低的一方倒。地动仪就是根据这些简单的原理设计的。地动可以传到很远的地方，只不过太远了人就感觉不到了，但地动仪能准确地测到。

遗憾的是关于张衡浑天仪中的动力和传动装置的具体情况史书没有留下记载。
张衡写的有关浑天仪的文章也只留存片断。这片断中也没有提及动力和传动装置
问题。近几十年来，人们曾运用现代机械科技知识对这个装置作了一些探讨。最
初，人们曾认为是由一个水轮带动一组齿轮系统构成。但因有记载明言浑天仪是
“以漏水转之”，而又有记载明言这漏水又是流入一把承水壶中以计量时间的。因
此，就不能把这漏水再用来推动原动水轮。所以，原动水轮加齿轮传动系统的方
案近年来受到了怀疑。最近有人提出了一种完全不同的设计。他们把漏壶中的浮
子用绳索绕过天球极轴，和一个平衡重锤相连。当漏壶受水时壶中水量增加，浮
子上升，绳索另一头的平衡锤下降。这时绳索牵动天球极轴，产生转动。此种结
构比水轮带动齿轮系的结构较为合理。因为(i)张衡时代的齿轮构造尚相当粗糙，
难以满足张衡浑天仪的精度要求。(ii)这个齿轮系必含有相当数量的齿轮，而齿
轮越多，带动齿轮旋转的动力就必须越大。漏壶细小缓慢的水流量就越难以驱动
这个系统。(iii)更关键的是前面已提到的漏壶流水无法既推动仪器，又用于显
示时刻。而浮子控制的绳索传动就可避开上述三大困难。人们已就此设想做过小
型的模拟实验。用一个直径为6.5厘米，高3.5厘米的圆柱形浮子和一块27克重的
平衡重锤，就可通过绳索带动质量为1040克的旋转轴体作比较均匀的转动。其不
均匀的跃动在一昼夜中不过数次，且跃动范围多在2°以下，这种误差在古代的
条件下是可以允许的。因此，看来浮子- 平衡重锤- 绳索系统比原动水轮- 齿轮
系统的合理性要大一些。不过，张衡的仪器是个直径达1米以上的铜制大物。目
前的小型实验尚不足以保证在张衡的仪器情况下也能成功，还有待更进一步的条
件极相近的模拟实验才能作出更可信的结论。

不管张衡的动力和传动系统的实情究竟如何，总之，他是用一个机械系统来
实现一种与自然界的天球旋转相同步的机械运动。这种作法本身在中国是史无前
例的。由此开始，我们诞生了一个制造水运仪象的传统，它力图用机械运动来精
确地反映天球的周日转动。而直到20世纪下半叶原子钟发明和采用之前，一切机
械钟表都是以地球自转，亦即天球的周日转动为基础的。所以，中国的水运仪象
传统乃是后世机械钟表的肇始。诚然，在公元前4世纪到公元前1世纪的希腊化时
代，西方也出现过一种浮子升降钟(anaphoric clock)，它的结构和最近人们所
设想的浮子- 平衡锤- 绳索系统浑天仪相仿，不过其中所带动的不是一架天球仪，
而是一块平面星图。可是在随后的罗马时代和黑暗的中世纪，浮子升降钟的传统
完全中断而消失。所以，中国的水运仪象传统对后世机械钟表的发展具有极其重
要的意义。而这个传统的创始者张衡的功绩自然也是不可磨灭的。

从当时人的描述来看，张衡浑天仪能和自然界的天球的转动配合得丝丝入扣，
“皆如合符”，可见浑天仪的转动速度的稳定性相当高。而浑天仪是以刻漏的运
行为基础的。由此可以知道，张衡的刻漏技术也很高明。

刻漏是我国古代最重要的计时仪器。目前传世的三件西汉时代的刻漏，都是
所谓“泄水型沉箭式单漏”。这种刻漏只有一只圆柱形盛水容器。器底部伸出一
根小管，向外滴水。容器内水面不断降低。浮在水面的箭舟(即浮子)所托着的刻
箭也逐渐下降。刻箭穿过容器盖上的孔，向外伸出，从孔沿即可读得时刻读数。
这种刻漏的计时准确性主要决定于漏水滴出的速度是否均匀。而滴水速度则与管
口的水压成正比变化。即随着水的滴失，容器内水面越来越降低，水的滴出速度
也会越来越慢。

E. 宋朝的谁的发明的水运仪象台水中被认为是第一下

苏颂。

苏颂所研制的水运仪象台是一座高12米，宽7米，像三层楼房一样的巨型天文仪器。苏颂在说明中说：“兼采诸家之说，备存仪象之器，共置一台中。台有二隔，置浑仪于上，而浑象置于下，枢机轮轴隐于中，钟鼓时刻司辰运于轮上，以水激轮，轮转而仪象皆动。”

水运仪象台的上层是观测天体的浑仪，中层是演示天象的浑象，下层是使浑仪、浑象随天体运动而报时的机械装置。它兼有观测天体运行，演示天象变化，以及随天象推移而有木人自动敲钟、击鼓、摇铃，准确报时的三种功用。

(5)水运仪是张衡发明的吗扩展阅读：

水运仪的特点

1、置于水运仪象台上层观测用的浑仪，通过“天运单环”与“枢轮”相联，使浑仪能随枢轮运转。这与现代天文台转仪钟控制天体望远镜随天体运动的原理是一样的。因此，可以说水运仪象台的这套装置是现代天文台跟踪机械——转仪钟的远祖。

2、水运仪象台顶部设有九块活动的屋板，雨雪时可以防止对仪器的侵蚀，观测时可以自由拆开。水运仪象台的活动屋顶是现代天文台圆顶的祖先。所以，苏颂与韩公廉又是世界上最早设计和使用天文台观测室自由启闭屋顶的人。

3、水运仪象台的原动轮叫枢轮，是一个直径1丈1尺，由72根木辐，挟持着36个水斗和36个勾状铁拨子组成的水轮。枢轮顶部设有一组叫“天衡”、“天关”、“天权”、“左右天锁”的杠杆装置，枢轮靠铜壶滴漏的水推动。

F. 水运仪象台是在哪部书中记载的

苏颂所著《新仪象法要》

G. 水运仪象台是哪部书中记载的

苏颂所著《新仪象法要》 天文钟的祖先——水运仪象台 在许多大型仪器设备当中，有一种仪器能用多种形式来表达天体时空的运行，人们叫它做“天文钟”。它是把动力机械和许多传动机械组合在一个整体里，利用几组齿轮系把机轮的运动变慢，使它经常保持恒定的速度，和天体运动一致。它既能表示天象，又能计时。后世的钟表就是从它演变出来的。 我国宋代的“水运仪象台”就是这种天文钟的祖先；可以说是世界上最古老的天文钟，国际上对它给予高度的评价，认为“很可就是后来欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。 宋哲宗元佑三年（公元1088年），在苏颂的领导下，制成了水运仪象台，设在当时的汴京（今河南开封）。 苏颂所著《新仪象法要》相当详细地介绍了水运仪象台的构造，反映了当时科学技术的卓越成就。这部书还附有全图、分图、详图六十多幅，多是透视图或示意图。 水运仪象台的高度以宋木矩尺计算是三十五尺六寸五分，将近十二米，宽二十一尺。全台是一座正方形上狭下广收分的木构建筑，用木板作台壁，板面画飞鹤。台分三层，底层向南有两个门；靠北台壁设有木板长台，是操作场所，打水人运转水轮的地方。操作台前面有一组提水机械：由升水下轮；升水下壶、升水上轮、升水上壶、河车以及天河组成。转动河车把水由升水下轮（筒车）逐级提升灌人到天河（受水槽）中。在这组提水机械的东边，有一组“铜壶滴漏”式的装置：在一个木架上设两个方水槽，高的是天池，低的是平水壶。平水壶有泄水管，使平水壶经常保持一定的水位，平水壶下端的出水口就能保持恒定的流量。平水壶之西有一座直径十一尺的枢轮，它是全台机械结构的原动轮，由水力推动。那是一个由三十六个水斗和钩状铁拨子组戍的水轮。枢轮顶部附设一组杠杆装置，相当于钟表里面的“擒纵器”（俗称“卡子”）。它和公元十七世纪欧洲的锚状擒纵器非常相似，具有基本上相同的作用。 枢轮下面设有退水壶，退水壶有水管和升水下壶相连。这样周而复始，水流循环一周，泄水槽就又成了水源了。 当枢轮水斗注满一斗的时候，它的重量使枢权失去平衡。这时格叉向下倾，枢权向上扬起。枢轮上的铁拨子拨开关舌，拉动了天衡，使天关向上开启。枢轮向下转动一斗，天关又随即下落。由于左右天锁的擒纵抵拒的作用，使枢轮只转动一个水斗。枢轮运转的速度是由漏壶的流量决定的，由格叉和枢衡等一套擒纵器加以控制。 枢轮通过几组齿轮使天文仪器和计时仪器分别按一定的速度转动。当时关于机械构造的记载相当粗疏和简略。在《新仪象法要》一书中，只给出天轮和拨牙机轮各具有六百个齿，其余齿轮的齿数都没有写明。 台里在几层木阁的上面还设有浑象一座，浑象下部有木柜，上部在柜外，下部隐在柜中。浑象是一个球体，在球面布列天体星宿。浑象和昼夜机轮轴相接，随机轴由东向西转动，和天体视运动一致，使得球面星宿位置和天象相合。 苏颂倡导和主持了水运仪象台的创造，具有相当重大的意义和不可磨灭的功绩。同时参加这一工作的还有太史局的周日严等人，特别是吏部的韩公廉在计算工作方面劳绩最著。还有一些年轻的生员袁惟几等，学生侯永和等，以及测验规景和刻漏等专门工作人员，说明这是许多人共同的创造。它既继承了汉、唐以来天文学上的成果，同时又有不少创新，特别是在计时仪器部分。因此，可以说，水运仪象台是公元十一世纪末我国杰出的天文仪器，而尤其重要的是，它是体现出当时我国机械工程技术水平的卓越成就。

H. 水运仪象台是谁发明的

水运仪象台是北宋时期苏颂、韩公廉等人发明制造的以漏刻水力驱动的，集天文观测、天文演示和报时系统为一体的大型自动化天文仪器。宋元祐元年（公元1086年）开始设计，到元祐七年全部完成。它是中国古代的卓越创造。其中的擒纵器是钟表的关键部件。

因此，英国科学家李约瑟等人认为水运仪象台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。整座仪器高约12米，宽约7米，是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。其中浑仪等为铜制。全台共分三隔。下隔包括报时装置和全台的动力机构等。中隔是间密室，放置浑象。

(8)水运仪是张衡发明的吗扩展阅读：

水运仪象台代表了中国11世纪末天文仪器的最高水平。它具有三项令世界瞩目的发明，首先它的屋顶被设计成可开闭的，是现代天文台活动圆顶的雏型，其次，它的浑象能一昼夜自动旋转一周是现代天文跟踪机械转移钟的先驱。

此外，它的报时装置能在一组复杂的齿轮系统的带动下自动报时，报时系统里的锚状擒纵器是后世钟表的关键部件。英国著名科技史专家李约瑟曾说水运仪象台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先。”