馬鞍山天球機械

① 張衡小時候的故事

張衡（78-139），字平子，南陽西鄂（今河南南陽縣石橋鎮）人。他是我國東漢時期偉大的天文學家，為我國天文學的發展作出了不可磨滅的貢獻；在數學、地理、繪畫和文學等方面，張衡也表現出了非凡的才能和廣博的學識。

張衡是東漢中期渾天說的代表人物之一；他指出月球本身並不發光，月光其實是日光的反射；他還正確地解釋了月食的成因，並且認識到宇宙的無限性和行星運動的快慢與距離地球遠近的關系。

張衡觀測記錄了兩千五百顆恆星，創制了世界上第一架能比較准確地表演天象的漏水轉渾天儀，第一架測試地震的儀器——候風地動儀，還製造出了指南車、自動記里鼓車、飛行數里的木鳥等等。

張衡共著有科學、哲學、和文學著作三十二篇，其中天文著作有《靈憲》和《靈憲圖》等。

為了紀念張衡的功績，人們將月球背面的一環形山命名為「張衡環形山」，將小行星1802命名為「張衡小行星」。

20世紀中國著名文學家、歷史學家郭沫若對張衡的評價是：「如此全面發展之人物，在世界史中亦所罕見，萬祀千齡，令人景仰。」

後世稱張衡為 木聖（科聖）。
張衡字平子。南陽郡西鄂縣(今河南南陽)人。東漢建初三年(公元78年)生；
永和四年(公元139年)卒。天文學、機械技術、地震學。

張衡出身於名門望族。其祖父張堪自小志高力行，被人稱為聖童，曾把家傳
余財數百萬讓給他的侄子。光武帝登基後張堪受薦拜官。曾被任為蜀郡太守隨大
司馬吳漢討伐割據蜀郡的公孫述，立有大功。其後又領兵抗擊匈奴有功，拜為漁
陽(今北京附近)太守。曾以數千騎兵擊破匈奴來犯的一萬騎兵。此後在他的任期
內匈奴再也沒有敢來侵擾。他又教人民耕種，開稻田八千頃，人民由此致富。所
以，有民謠歌頌他說：「張君為政，樂不可支。」張堪為官清廉。伐蜀時他是首
先攻入成都的，但他對公孫述留下的堆積如山的珍寶毫無所取。蜀郡號稱天府，
但張堪在奉調離蜀郡太守任時乘的是一輛破車，攜帶的只有一卷布被囊。

張衡像他的祖父一樣，自小刻苦向學，很有文采。16歲以後曾離開家鄉到外
地游學。他先到了當時的學術文化中心三輔(今陝西西安一帶)。這一地區壯麗的
山河和宏偉的秦漢古都遺址給他提供了豐富的文學創作素材。以後又到了東漢首
都洛陽。在那兒，他進過當時的最高學府——太學，結識了一位青年學者崔瑗，
與他結為摯友。崔瑗是當時的經學家、天文學家賈逵的學生，也精通天文、歷法、
數學等學問。和帝永元十二年(公元100年)張衡應南陽太守鮑德之請，作了他的
主簿，掌管文書工作。8年後鮑德調任京師，張衡即辭官居家。在南陽期間他致
力於探討天文、陰陽、歷算等學問，並反復研究西漢揚雄著的《太玄經》。他在
這些方面的名聲引起了漢安帝的注意。永初五年(公元111年)張衡被徵召進京，
拜為郎中。

元初元年(公元114年)遷尚書郎。次年，遷太史令。以後曾調任他職，但5年
後復為太史令。總計前後任此職達14年之久，張衡許多重大的科學研究工作都是
在這一階段里完成的。順帝陽嘉二年(公元133年)升為侍中。但不久受到宦官排
擠中傷，於永和元年(公元136年)調到京外，任河間王劉政的相。劉政是個驕橫
奢侈、不守中央法典的人，地方許多豪強與他共為不法。張衡到任後嚴整法紀，
打擊豪強，使得上下肅然。3年後，他向順帝上表請求退休，但朝廷卻征拜他為
尚書。此事頗有蹊蹺，因尚書的官秩遠低於侍中或相，他是否應征，史載不彰。
就在這一年(永和四年，即公元139年)他即告逝世。

張衡是一位具有多方面才能的科學家。他的成就涉及到天文學、地震學、機
械技術、數學乃至文學藝術等許多領域。

② 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。

③ 什麼是天球赤道

為了表示黃道在天空的位置，需要引用天球的概念。

大家都有這樣的感覺，無論我們走到哪裡，都覺得天空好像半個球面蓋在頭上，由此就產生了「天球」的概念。觀測者的眼睛可作為天球的球心，但通常以地心作為天球的中心。天球的半徑是無窮大(作圖時常取為一個單位)。通常將地球的自轉軸無限延長到與天球相交，這相交的點叫做北天極與南天極。地球的赤道平面無限擴大與天球相交的大圓圈，叫做天球赤道。

有了這么一個假想的天球，如果將太陽周年(視)運動的路線畫上去，就是黃道(圖中的kk′)。不難看出，黃道與赤道有一個23.5°的交角(叫黃赤交角，我國在戰國時代就已測量出來)。由於這個黃赤交角，使我們的計時工作碰到一些困難。那是什麼樣的困難呢？後面再說。

從古代起，人們就以太陽高度最高的時刻作為正午。太陽從正午開始向西移動，下山後，經過1個黑夜，又從東方升起來，再到正午，這么1圈所經過的時間間隔，就叫做1個真太陽日。真太陽日分為24小時，就是真太陽時。古時用日晷(音：軌)記的時間，就是真太陽時。

後來發現，1年內真太陽日的長度逐日不同，最長與最短時可相差51秒。原因就在於前面所說的兩點：一是太陽視運動速度不均勻，二是黃赤交角。我們計量時間是以地球自轉為標準的，也可以說是以天赤道為標準的。可是太陽是在黃道上運動，即使太陽視運動是均勻的，但它們在赤道上的投影是不均勻的。因此，黃赤交角的存在，增加了計量時間的復雜性。既然真太陽走得有快有慢，那麼，要做1個鍾表機械跟著太陽走，有時快，有時慢，這是做不到的(鍾表機械只能是做比較均勻的旋轉)。所以，1820年法國科學院會議決定，將1年內各個真太陽日的平均值，作為1個「平均太陽日」或「平太陽日」，以平太陽日來定的時間就叫做「平太陽時」或「平時」。後來世界各國都採用這種計時辦法。現在，我們鍾表上的時間都是按平太陽時來計算的。

為了測量時間，人們就設想天上有1個「平太陽」，它在天赤道上走，並且每天走的速度都一樣；也是1年走1圈。這樣，平太陽時也可以跟真太陽時一樣來定義了。比如，當平太陽在南方最高位置時是正午。平太陽由正午到下一次正午所經歷的時間間隔就是1個平太陽日。1個平太陽日分為24小時，1小時分為印分，1分分為60秒。這樣，一秒的長度就是平太陽日的1／86400。

1個回歸年長為365日5時48分46秒，或365.2422平太陽日。習慣上省去「平太陽」，也就是365.2422日。但應理解，這「日」就是平太陽日。

上面講過，真太陽在黃道上1年走1周，平太陽在赤道上1年走1周；真太陽的運行速度是不均勻的，平太陽運動的速度是均勻的。所以在任何一天，平太陽與真太陽並不會在同一個方向上，或者說；平太陽正午時，真太陽不一定是正午。因而兩者所表示的時刻就會不一致。也就是說，真太陽時與平太陽時不一致，它們的差別就叫做「時差」。用公式表示就是：真太陽時-平太陽時=時差。

或：視時-平時=時差。

時差的數值已按天體力學的方法預先計算出來了，它刊登在「中國天文年歷」中。1年當中，每天的時差都是不相同的，最大的時差可達16分，最小的是零。1年有4次為零，約在4月15日，6月14日，9月1日，12月24日。每年同一天的時差值並不完全相同，而有微小的變化。

如果我們應用經緯儀或其他儀器觀測了太陽，定出真太陽時，然後查出時差值，就知道當時的平太陽時了。

④ 馬鞍山市天球機械製造有限公司怎麼樣

簡介：注冊號：****所在地：安徽省注冊資本：300萬元法定代表：費木珍企業類型：有限責任公司（自然人獨資）登記狀態：存續登記機關：馬鞍山市博望區市場監督管理局注冊地址：博望區博望鎮巨星北路
法定代表人：費木珍
成立時間：2014-09-30
注冊資本：300萬人民幣
工商注冊號：340506000009696
企業類型：有限責任公司(自然人獨資)
公司地址：博望區博望鎮巨星北路

⑤ 杭州天球光電儀器有限公司怎麼樣

簡介：杭州天球光電儀器有限公司成立於2007年11月28日，主要經營范圍為一般經營項目：製造、加工：教育儀器（一型顯微鏡、二型顯微鏡），糧油儀器（粉碎磨、降落直議、麵筋儀、喂料儀），機械配件等。
法定代表人：余建明
成立時間：2007-11-28
注冊資本：50萬人民幣
工商注冊號：330181000033753
企業類型：有限責任公司(自然人投資或控股)
公司地址：蕭山區瓜瀝鎮八里橋村

⑥ 先不看年代，光看工藝，你會花多少錢買這個天球瓶

不看年代，光看工藝，這工藝頂多給個兩百元的工藝價，明顯的現代電腦排版機械雕工，波浪紋工整不差分毫的刻線，堪稱完美，整體色澤染得也很不錯，嗯，加個五十也是可以的，再多就屬於花冤枉錢了。