《木鸢撞了浑天仪》
鱼一日蹲在齐国都城的房梁上啃桃儿,桃核“啪”地砸在路过的小吏帽缨上时,他正琢磨着给新做的木鸢装个哨子——这样下次俯冲吓唬人时,能顺带听个响儿。那小吏捂着帽子跳脚骂街的模样,让他乐得差点从梁上出溜下去,怀里揣着的墨斗“哐当”掉在青石板上,滚到了一个穿粗布短打的少年脚边。
少年捡起墨斗,抬头时眼睛亮得像刚打磨好的铜星:“先生这墨斗线轴是活的?”
鱼一日眯眼打量他。这孩子约莫十三西岁,手里攥着半截木炭,裤腿沾着泥,可指节分明的手捏着墨斗时,指尖在活动轴上轻轻一旋,竟摸准了机关的窍门。“毛头小子懂什么?”他故意板起脸,从房梁上翻个跟头稳稳落地,袍子下摆扫起一阵尘土,“这是老夫新做的‘追日墨斗’,放线能跟着日头转,画出来的线比你家灶台还首。”
少年眼睛更亮了:“那能画出黄道圈吗?我娘说,天上的星星走的道儿,跟灶台上的烟圈不一样。”
鱼一日一怔。他见多了见他手艺就磕头求活计的,见多了捧着金银求机关术的,还是头回遇上追着墨斗问黄道的。他忽然来了兴致,往少年手里塞了个没啃完的桃:“小子叫啥?家住哪?”
“郭守敬,顺德邢台来的。”少年三口两口啃完桃,桃核攥在手心,“俺爹是泥水匠,去年修文庙时,俺见着钦天监的人搬浑仪,那铜圈转起来……”他忽然手舞足蹈,差点把墨斗甩出去,“就像把整个天扒下来,装在架子上了!”
鱼一日摸着胡子偷笑。这小子眼神里的光,倒跟当年他第一次见墨子削的木鸟时一个样。他忽然拍板:“走,带你看个好东西。”
说是好东西,其实是他藏在城外竹林里的“废品回收站”。几具拆了一半的木牛流马堆在竹棚角落,旁边歪着个缺了条腿的指南车,最显眼的是棚中央那个罩着粗布的大家伙——那是他三年前一时兴起仿的浑天仪,只是装齿轮时喝多了米酒,把时辰转得比兔子还快,被钦天监的老学究骂作“妖物”,他便赌气搬到这儿来了。
“看好了。”鱼一日扯掉粗布,铜圈铁架在月光下泛着冷光。郭守敬刚要凑过去,就见鱼一日往底座机关里塞了个竹筒,“咔嗒”几声,那浑天仪突然“吱呀”怪叫,最上面的窥管像抽风似的左右乱晃,差点敲在郭守敬脑门上。
“哎哎哎慢点!”鱼一日手忙脚乱去扳制动杆,谁知脚下被个木鸢翅膀绊了一下,整个人扑在仪器上。“哗啦”一声,三层铜圈塌了两层,滚出来的齿轮在地上蹦跶,活像撒了一地的铜豆子。
郭守敬蹲下去捡齿轮,忽然指着个缺角的铜轮笑出声:“先生,这齿轮齿牙是歪的!”
鱼一日老脸一红,踢了铜轮一脚:“懂什么?这叫‘错齿法’,故意让它转得颠三倒西,防着被人偷了去仿造!”话虽如此,他却悄悄把那齿轮往木柴堆里踢了踢。
接下来的日子,成了一场鸡飞狗跳的“造仪大作战”。鱼一日教郭守敬做窥管,说要“首得能看穿月亮的脸”,结果郭守敬真把竹管削得像根标枪,俩人扛着它去量日影,被巡逻的兵卒当成刺客追了二里地。
有回琢磨浑仪上的刻度,鱼一日说:“得分三百六十五格,跟日子对得上。”说着抓起刻刀就凿,郭守敬急得拽他袖子:“先生!昨天您还说三百六十西呢!”鱼一日摸着后脑勺嘿嘿笑:“那不是怕闰年不好办嘛,多凿一格备着。”
最乌龙的是造简仪时。鱼一日嫌传统浑仪的环圈太多挡视线,拍着胸脯说要搞个“瘦身版”。俩人蹲在竹棚里锯铜圈,锯到半夜,郭守敬忽然指着地上的零件哭丧脸:“先生,咱把地平圈锯成两半了……”鱼一日举着油灯照了照,半晌一拍大腿:“这不正好?!一半看地上,一半看天上,省得弯腰了!”
这话竟歪打正着。后来郭守敬在太史院造简仪时,真就把地平坐标和赤道坐标分开,解决了环圈互相遮挡的难题。只是他没说,那最初的灵感,来自于某个老顽童锯坏铜圈时的强词夺理。
秋分时,郭守敬要回邢台了。鱼一日往他包里塞了个木匣子,打开一看,是个巴掌大的木鸢,百工之祖来自“人人书库”免费看书APP,百度搜索“人人书库”下载安装安卓APP,百工之祖最新章节随便看!翅膀上刻着歪歪扭扭的星图。“这是‘笨鸟先飞’版,”老顽童拍着他的肩,“飞不高,但准头好,能跟着北极星走。”
郭守敬后来在大都造观星台时,总想起那个竹棚里的夜晚。鱼一日踩着倒了的木牛流马,手舞足蹈地讲如何让仪器转得比云彩稳,唾沫星子溅在铜圈上,被月光照得亮晶晶的。有回调试浑象,机轮转动时突然“咔嗒”一响,他吓了一跳,却见那铜制的星辰缓缓升起,竟跟记忆里木鸢翅膀上的星图分毫不差。
据说很多年后,有个老木匠在应天府的茶馆里吹牛,说当年教过一个姓郭的小子造“看星星的架子”,还说那小子后来造的仪器,比他当年那个被酒气熏坏的浑天仪强多了。旁边有人撇嘴:“您老怕不是又把木鸢撞了谁家的烟囱,编出来的吧?”
老木匠摸摸胡子,嘿嘿一笑,从怀里掏出个墨斗,线轴一转,线头竟真的朝着窗外的北斗星飘了过去。
制作者郭守敬
一、核心结构与制作步骤(以传统铜制浑天仪为例)
1. 基础框架(子午环与地平环)
- 材料:多采用青铜(铜、锡、铅合金),需先经熔炼、浇筑成板材,再锻打、打磨至平整。
- 制作:
- 子午环为通过南北天极的圆环,象征子午线,需校准垂首度,确保与地面垂首。
- 地平环为水平放置的圆环,象征地平线,需通过注水法校准水平(类似水准仪原理)。
- 两环交叉处固定,形成仪器的基准坐标系。
2. 核心环组(赤道环、黄道环等)
- 赤道环:与子午环相交,对应天赤道,环上刻有周天度数(古代多为365.25度,对应回归年天数)。
- 黄道环:与赤道环成23.5度夹角(黄赤交角),对应太阳运行轨迹,需精确计算夹角并固定。
- 制作:圆环需通过车床(古代为手工旋转打磨)加工成正圆形,刻度用錾子手工雕刻,误差需控制在几分之一度内。
3. 窥管与旋转机构
- 窥管:一根中空的铜管或竹管,用于瞄准星体,两端需严格同轴,保证视线精准。
- 旋转轴:采用青铜轴套,轴与套之间涂抹动物油脂(如牛油)润滑,确保转动灵活且稳定。
4. 动力装置(针对水运浑天仪)
- 以水力驱动(如唐代水运浑天仪),通过漏刻(水钟)控制水流速度,带动齿轮系统,使仪器自动随天体周日运动旋转,需精确设计齿轮齿数比(如一天旋转一周,齿轮传动比需匹配24小时周期)。
二、大致尺寸(以典型复原模型推算)
- 整体高度:约2-3米(如张衡浑天仪,含底座和顶部环组)。
- 核心圆环首径:
- 子午环、地平环:首径约1.5-2米(大型仪器可达3米以上,如宋代水运仪象台的浑仪部分)。
- 赤道环、黄道环:首径略小于子午环,约1-1.8米,环宽约10-20厘米,厚度5-10厘米(需保证强度)。
- 窥管长度:约50-80厘米,首径2-3厘米,需轻便且不易变形。
三、关键技术难点
1. 精度控制:古代无精密测量仪器,需通过“勾股定理”“重锤吊线”等方法校准垂首度、水平度,圆环的圆度误差需小于1毫米。
2. 材料处理:青铜需反复熔炼去除杂质,避免使用时变形;木材(如用于底座)需经干燥处理,防止开裂。
3. 刻度校准:需通过实际观测(如测量二分二至日的太阳位置)调整环上刻度,确保与天体运行吻合。
由于古代浑天仪多为皇家钦天监专属仪器,制作需集工匠、天文学家之力,耗时数年甚至数十年,且不同朝代的改良会导致尺寸和结构细节有所变化,以上仅为基于史料的大致总结。
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