马鞍山天球机械

① 张衡小时候的故事

张衡（78-139），字平子，南阳西鄂（今河南南阳县石桥镇）人。他是我国东汉时期伟大的天文学家，为我国天文学的发展作出了不可磨灭的贡献；在数学、地理、绘画和文学等方面，张衡也表现出了非凡的才能和广博的学识。

张衡是东汉中期浑天说的代表人物之一；他指出月球本身并不发光，月光其实是日光的反射；他还正确地解释了月食的成因，并且认识到宇宙的无限性和行星运动的快慢与距离地球远近的关系。

张衡观测记录了两千五百颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪，第一架测试地震的仪器——候风地动仪，还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。

张衡共著有科学、哲学、和文学著作三十二篇，其中天文著作有《灵宪》和《灵宪图》等。

为了纪念张衡的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为“张衡环形山”，将小行星1802命名为“张衡小行星”。

20世纪中国著名文学家、历史学家郭沫若对张衡的评价是：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人景仰。”

后世称张衡为 木圣（科圣）。
张衡字平子。南阳郡西鄂县(今河南南阳)人。东汉建初三年(公元78年)生；
永和四年(公元139年)卒。天文学、机械技术、地震学。

张衡出身于名门望族。其祖父张堪自小志高力行，被人称为圣童，曾把家传
余财数百万让给他的侄子。光武帝登基后张堪受荐拜官。曾被任为蜀郡太守随大
司马吴汉讨伐割据蜀郡的公孙述，立有大功。其后又领兵抗击匈奴有功，拜为渔
阳(今北京附近)太守。曾以数千骑兵击破匈奴来犯的一万骑兵。此后在他的任期
内匈奴再也没有敢来侵扰。他又教人民耕种，开稻田八千顷，人民由此致富。所
以，有民谣歌颂他说：“张君为政，乐不可支。”张堪为官清廉。伐蜀时他是首
先攻入成都的，但他对公孙述留下的堆积如山的珍宝毫无所取。蜀郡号称天府，
但张堪在奉调离蜀郡太守任时乘的是一辆破车，携带的只有一卷布被囊。

张衡像他的祖父一样，自小刻苦向学，很有文采。16岁以后曾离开家乡到外
地游学。他先到了当时的学术文化中心三辅(今陕西西安一带)。这一地区壮丽的
山河和宏伟的秦汉古都遗址给他提供了丰富的文学创作素材。以后又到了东汉首
都洛阳。在那儿，他进过当时的最高学府——太学，结识了一位青年学者崔瑗，
与他结为挚友。崔瑗是当时的经学家、天文学家贾逵的学生，也精通天文、历法、
数学等学问。和帝永元十二年(公元100年)张衡应南阳太守鲍德之请，作了他的
主簿，掌管文书工作。8年后鲍德调任京师，张衡即辞官居家。在南阳期间他致
力于探讨天文、阴阳、历算等学问，并反复研究西汉扬雄著的《太玄经》。他在
这些方面的名声引起了汉安帝的注意。永初五年(公元111年)张衡被征召进京，
拜为郎中。

元初元年(公元114年)迁尚书郎。次年，迁太史令。以后曾调任他职，但5年
后复为太史令。总计前后任此职达14年之久，张衡许多重大的科学研究工作都是
在这一阶段里完成的。顺帝阳嘉二年(公元133年)升为侍中。但不久受到宦官排
挤中伤，于永和元年(公元136年)调到京外，任河间王刘政的相。刘政是个骄横
奢侈、不守中央法典的人，地方许多豪强与他共为不法。张衡到任后严整法纪，
打击豪强，使得上下肃然。3年后，他向顺帝上表请求退休，但朝廷却征拜他为
尚书。此事颇有蹊跷，因尚书的官秩远低于侍中或相，他是否应征，史载不彰。
就在这一年(永和四年，即公元139年)他即告逝世。

张衡是一位具有多方面才能的科学家。他的成就涉及到天文学、地震学、机
械技术、数学乃至文学艺术等许多领域。

② 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。

③ 什么是天球赤道

为了表示黄道在天空的位置，需要引用天球的概念。

大家都有这样的感觉，无论我们走到哪里，都觉得天空好像半个球面盖在头上，由此就产生了“天球”的概念。观测者的眼睛可作为天球的球心，但通常以地心作为天球的中心。天球的半径是无穷大(作图时常取为一个单位)。通常将地球的自转轴无限延长到与天球相交，这相交的点叫做北天极与南天极。地球的赤道平面无限扩大与天球相交的大圆圈，叫做天球赤道。

有了这么一个假想的天球，如果将太阳周年(视)运动的路线画上去，就是黄道(图中的kk′)。不难看出，黄道与赤道有一个23.5°的交角(叫黄赤交角，我国在战国时代就已测量出来)。由于这个黄赤交角，使我们的计时工作碰到一些困难。那是什么样的困难呢？后面再说。

从古代起，人们就以太阳高度最高的时刻作为正午。太阳从正午开始向西移动，下山后，经过1个黑夜，又从东方升起来，再到正午，这么1圈所经过的时间间隔，就叫做1个真太阳日。真太阳日分为24小时，就是真太阳时。古时用日晷(音：轨)记的时间，就是真太阳时。

后来发现，1年内真太阳日的长度逐日不同，最长与最短时可相差51秒。原因就在于前面所说的两点：一是太阳视运动速度不均匀，二是黄赤交角。我们计量时间是以地球自转为标准的，也可以说是以天赤道为标准的。可是太阳是在黄道上运动，即使太阳视运动是均匀的，但它们在赤道上的投影是不均匀的。因此，黄赤交角的存在，增加了计量时间的复杂性。既然真太阳走得有快有慢，那么，要做1个钟表机械跟着太阳走，有时快，有时慢，这是做不到的(钟表机械只能是做比较均匀的旋转)。所以，1820年法国科学院会议决定，将1年内各个真太阳日的平均值，作为1个“平均太阳日”或“平太阳日”，以平太阳日来定的时间就叫做“平太阳时”或“平时”。后来世界各国都采用这种计时办法。现在，我们钟表上的时间都是按平太阳时来计算的。

为了测量时间，人们就设想天上有1个“平太阳”，它在天赤道上走，并且每天走的速度都一样；也是1年走1圈。这样，平太阳时也可以跟真太阳时一样来定义了。比如，当平太阳在南方最高位置时是正午。平太阳由正午到下一次正午所经历的时间间隔就是1个平太阳日。1个平太阳日分为24小时，1小时分为印分，1分分为60秒。这样，一秒的长度就是平太阳日的1／86400。

1个回归年长为365日5时48分46秒，或365.2422平太阳日。习惯上省去“平太阳”，也就是365.2422日。但应理解，这“日”就是平太阳日。

上面讲过，真太阳在黄道上1年走1周，平太阳在赤道上1年走1周；真太阳的运行速度是不均匀的，平太阳运动的速度是均匀的。所以在任何一天，平太阳与真太阳并不会在同一个方向上，或者说；平太阳正午时，真太阳不一定是正午。因而两者所表示的时刻就会不一致。也就是说，真太阳时与平太阳时不一致，它们的差别就叫做“时差”。用公式表示就是：真太阳时-平太阳时=时差。

或：视时-平时=时差。

时差的数值已按天体力学的方法预先计算出来了，它刊登在“中国天文年历”中。1年当中，每天的时差都是不相同的，最大的时差可达16分，最小的是零。1年有4次为零，约在4月15日，6月14日，9月1日，12月24日。每年同一天的时差值并不完全相同，而有微小的变化。

如果我们应用经纬仪或其他仪器观测了太阳，定出真太阳时，然后查出时差值，就知道当时的平太阳时了。

④ 马鞍山市天球机械制造有限公司怎么样

简介：注册号：****所在地：安徽省注册资本：300万元法定代表：费木珍企业类型：有限责任公司（自然人独资）登记状态：存续登记机关：马鞍山市博望区市场监督管理局注册地址：博望区博望镇巨星北路
法定代表人：费木珍
成立时间：2014-09-30
注册资本：300万人民币
工商注册号：340506000009696
企业类型：有限责任公司(自然人独资)
公司地址：博望区博望镇巨星北路

⑤ 杭州天球光电仪器有限公司怎么样

简介：杭州天球光电仪器有限公司成立于2007年11月28日，主要经营范围为一般经营项目：制造、加工：教育仪器（一型显微镜、二型显微镜），粮油仪器（粉碎磨、降落直议、面筋仪、喂料仪），机械配件等。
法定代表人：余建明
成立时间：2007-11-28
注册资本：50万人民币
工商注册号：330181000033753
企业类型：有限责任公司(自然人投资或控股)
公司地址：萧山区瓜沥镇八里桥村

⑥ 先不看年代，光看工艺，你会花多少钱买这个天球瓶

不看年代，光看工艺，这工艺顶多给个两百元的工艺价，明显的现代电脑排版机械雕工，波浪纹工整不差分毫的刻线，堪称完美，整体色泽染得也很不错，嗯，加个五十也是可以的，再多就属于花冤枉钱了。