乾隆皇帝的“金球”,是用来做什么的?

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“小攸聊故宫”的第二个系列:

每周一天,透过故宫藏品的身影,探寻文物背后的故事。

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图片来源|故宫博物院


在故宫博物院的珍宝馆里,有一个纯金打造、用珍珠代表星辰的天球仪,9条金龙托起球体,四兽底座支撑整个仪器,端的是华贵无比。

01

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图片来源|故宫博物院


金嵌珍珠天球仪,清乾隆,球径29.5cm,架高61.5cm。
金嵌珍珠天球仪是清代乾隆年间内务府造办处用黄金做成的模型。
天球仪由座、支架和天球三部分组成。天球球体用珍珠镶嵌28星宿、300个星座和2200多颗星,并阴刻紫薇垣、天市垣和太薇垣。围绕球体装有赤道环和地平环,北极还有时辰盘。九龙环绕的四足金支架支撑着球体。下置四兽足环座,座上有东、南、西、北四象字,座心为罗盘(指南针)。
天球仪又称“浑天仪”或“天体仪”。此器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。
这座举世无双的天球仪,融合了东方和西方的天文学历史。

02

在中国,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。这就是已知的最早的浑天仪。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、宣夜和浑天。
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,日月星辰“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。

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图片来自网络

今天看来,浑天说当然是最接近科学的了,这一派也逐渐占据了主流,因此浑天仪的出现有了土壤。
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》。
时间到了东汉,也就是历史课本上都会记载的张衡发明地动仪的时期。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,他在前人的发明基础上改良了浑天仪。

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图片来自网络


经他改良的浑天仪叫做漏水转浑天仪,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。
漏水转浑天仪用一个直径四尺多的铜球,球上刻有二十八宿、中外星官以及黄赤道、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。

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以漏壶流水控制浑象,使它与天球同步转动,以显示星空的周日视运动,如恒星的出没和中天等。它还有一个附属机构即瑞轮冥菜,是一种机械日历,由传动装置和浑象相连,从每月初一起,每天生一叶片;月半后每天落一叶片。

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据说,这件仪器被安放在灵台大殿的密室之中。夜里,室内人员把某时某刻出现的天象及时报告给灵台上的观天人员,结果是仪器上和天上所现完全相符。

03

事实上,中国的天文学很长时间在世界范围保持领先。
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,让元代中国天文学领先世界。
今天存于南京紫金山天文台的明代浑天仪(现存最早的浑天仪)其实原本是北京古观象台的观测仪器,只因八国联军侵华时辗转国外最后归还中国进入了紫金山天文台,这又是后话了。

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乾隆爷造的金嵌珍珠天球仪,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。

这种改良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,他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。圆球面上则有好几种坐标系,有绘上全天88星座的,有绘上古中国二十八宿的,也有以赤道、赤经圈为坐标系的,不一而足。
总的来说,天球仪到乾隆这一朝时,已可谓登峰造极。

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图片来源|故宫博物院

撰稿:攸小游|资深媒体人,专栏作者编辑:叶斐
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