南懷仁制銀鍍金渾天儀
渾天儀是清康熙年間欽天監(jiān)官員南懷仁等制造,并于康熙八年(1669年)進呈朝廷的。儀器由三層環(huán)架組合、上圓下方的造型,是我國傳統(tǒng)渾天儀的表現(xiàn)形式,但在刻度和設計原理上卻采用了西方法度及5世紀托勒密的地心說,可見這是中西科技融合的作品。由于這件渾天儀能夠科學地演示日月交食之成因,一經(jīng)入宮使用,對于剛剛結束新舊歷法之爭的康熙朝,在再度應用西洋歷法、改進我國測天儀器等方面,都起了積極的誘導作用。,通高37.3厘米,座邊長35.8厘米。
旋轉(zhuǎn)渾天儀可以演示太陽、月亮圍繞地球轉(zhuǎn)動以及日月蝕等天體運行情景。
此渾天儀的重重環(huán)架可分三層:外層為地平圈、子午圈、赤道圈;中層是可繞軸旋轉(zhuǎn)的黃道(帶)、赤道、白道;最內(nèi)層為四游環(huán)。各環(huán)皆刻有度分,環(huán)架通軸的中心處嵌一小地球,上刻有“亞細亞”、“歐羅巴”、“阿美利加”、“利未亞”等當時五大洲的名稱。在通軸的一側又設有太陽圖形、月亮圖形和小游表。
銀鍍金渾天儀的黃道帶上鐫刻滿漢文,漢文為“康熙八年仲夏臣南懷仁等制”。
雍和宮渾天儀
現(xiàn)陳列于雍和宮數(shù)學殿,通高1.02米,子午圈直徑43.5厘米。有數(shù)重環(huán)圈,中心為地球,為明末傳教士湯若望所撰《渾天儀說》內(nèi)西方地心說的天球結構模型。
英國金尼曼制天文地理表
18世紀,通高169厘米,底徑85厘米。此表由底座、七政儀和鐘表三部分組成。底座為6個銅鍍金支腳支撐的六面錐形樂箱,通體包綠鯊魚皮,鑲嵌銅鍍金飾件,其中三面置玻璃櫥窗,內(nèi)有以西洋建筑、農(nóng)田牧場、跑馬游戲為內(nèi)容的變動機械裝置。6個支腳上分別站立銅鍍金西洋人。座內(nèi)為負責變動裝置轉(zhuǎn)動和奏樂的齒輪動力系統(tǒng)。
七政儀為整個鐘表的中心,亦由圈環(huán)結構和齒輪系統(tǒng)組成。其圈環(huán)結構只有黃道以北部分。黃道圈由立柱支撐固定于七政盤上,上刻圓周360°、十二宮符號、拉丁文縮寫、365天刻度及12月的英文名稱。兩條相互垂直的經(jīng)圈與黃道圈相交,代表兩至和兩分點,經(jīng)圈上刻緯度度數(shù)。赤道圈與黃道圈斜交成23.5°,上刻有180至360°刻度、阿拉伯數(shù)字標志、表示時間的羅馬數(shù)字及英文名稱。與天赤道圈平行的兩條緯圈分別為北回歸線和北極圈,無刻度,只有二者的英文名稱。以上各圈環(huán)都固定于黃道圈上,不能轉(zhuǎn)動。
七政盤模擬太陽系各星體的運行情況,將太陽置于盤之中心,用立柱支撐。再由里而外依次為規(guī)定水星、金星、地球、火星運行軌道的套環(huán),各星體分別用立柱固定在套環(huán)上。其中地球套環(huán)較寬,套環(huán)上地球兩邊分別為24小時時刻盤和一個朔望月的月歷盤,圍繞地球又有月球軌道套環(huán)。七政盤外緣為兩個上下重合的大套環(huán),內(nèi)緣有齒,以便運轉(zhuǎn)。其中上面的套環(huán)為木星軌道,上有一小立柱,從立柱起又向外伸出一延長臂桿,木星即通過立柱固定于臂桿的頂端。木星的4顆衛(wèi)星通過彎臂連接在支撐木星的立柱上,可繞木星轉(zhuǎn)動;下面的套環(huán)為土星軌道,用同樣的方式固定土星及其5顆衛(wèi)星。
七政盤下面為齒輪系統(tǒng),以上各星體軌道套環(huán)間皆通過齒輪系統(tǒng)相互咬合,通過拉桿與底座中的動力系統(tǒng)鏈接,達到同步運行。上弦以后,伴隨著樂聲,底座中的建筑、人物、跑馬等活動裝置旋轉(zhuǎn),七政儀中的各星體沿軌道運行,或公轉(zhuǎn),或自轉(zhuǎn)。
小表位于七政盤圈環(huán)的頂端,直徑10厘米,表后背板刻有制造者金尼曼(Jennyman)的名字。
英國制鍍金渾天合七政儀
18世紀,通高38厘米,上盤直徑36.8厘米,下盤直徑31.1厘米。此儀底部為一圓形銅盤,圓形銅盤上嵌一指南針。盤四周以6根銅鍍金柱支撐上部的圈環(huán)裝置,儀器主體由外、中、內(nèi)三重套環(huán)構成。外層由呈水平的地平圈和直立的子午圈相咬合組成,可以上下旋動,用以根據(jù)當?shù)氐牡乩砭暥日{(diào)節(jié)北極距地平圈的高度,其上刻有四象限。地平圈內(nèi)緣刻圓周360°;中間刻黃道十二宮的拉丁文與中文名稱、象形符號及代表圖形;外緣用英、中兩種文字刻十二個月份名稱,并刻本月天數(shù)。其中黃道十二宮及十二月份的中文名稱為后來加刻,可能是此儀進入宮中后為便于認看而增刻上去的。北部頂端為一時刻盤,盤上附有指針,刻有羅馬計時數(shù)字。
中層為十字相交于南、北兩極的經(jīng)圈,構成四條明顯的經(jīng)線,上附5個互相平行的圓環(huán),自上而下(即由北向南)依次為北極圈、北回歸線、赤道、南回歸線和南極圈。此外還有一帶狀寬環(huán)斜附于十字經(jīng)圈上,為黃道帶,其中心線就是黃道。黃道帶上亦刻有黃道十二宮的內(nèi)容,與地平圈上所刻略同。
里層為設有七星的七政盤,七政盤外層設有火、木、土三顆行星,其中木星帶有四顆衛(wèi)星,土星帶有五顆衛(wèi)星;中層設有地球和月亮;內(nèi)層設金、水二星;正中間是太陽。七政盤上的月球為黑白二色,分別代表背地面和向地面。
渾天合七政儀配有一手搖裝置,撥動搖把,隨著齒輪的轉(zhuǎn)動,可以演示水星、金星、地球等星體繞太陽公轉(zhuǎn)及地球、太陽自轉(zhuǎn)等運行情況。
此儀無作者名款,從制作風格推斷應為英國制造,入藏清宮時間不晚于1759年。
英國制鍍金七政儀
通高80厘米,地平圈直徑54.6厘米,座盤直徑28.4厘米。外層為斜向的黃赤兩道相交,夾一子午圈。黃道圈位于最外層,中心為太陽,四周為七政盤。盤內(nèi)層為水、金兩星,中層為地月系統(tǒng),月面黑白各半,外層為火、木、土三星,木、土二星分別帶4及5顆衛(wèi)星。內(nèi)設齒輪傳動裝置,啟動發(fā)條,能使行星繞太陽,衛(wèi)星繞行星,地球自轉(zhuǎn),月球呈位相。太陽旁的銅瓶內(nèi)可點燈,發(fā)出平行光示意太陽光。
法國制鍍金月相演示儀
18世紀,法國巴黎制造,通高49.5厘米,地平圈直徑30厘米。此演示儀由西方傳教士帶入清宮內(nèi)廷,是一件演示月球在一個月內(nèi)周期變化的渾儀。
儀器構造除有地平圈、子午圈外,在子午圈內(nèi)橫向置有5個圓環(huán),自上而下分別代表天球的北天極、北回歸線、赤道、南回歸線、南天極,另在赤道圈處設有黃道帶,其上標有黃道十二宮的名稱及符號。在五環(huán)內(nèi)還設有銀圈,其上標刻太陰歷的1日至29日。儀器各環(huán)中心處的小球為地球,地球一側的空間設有外表黑白參半的小球,代表月球,黑色半球表示背著太陽的一面,白色半球則是朝向太陽的一面。演示儀的下端是搖把和支架,當轉(zhuǎn)動搖把時,由于齒輪系統(tǒng)的作用,地球在自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)的同時帶動月球轉(zhuǎn)動,并出現(xiàn)朔、望、上弦、下弦等月相。
看朔望入交儀
看朔望入交儀,清乾隆,通長68.4厘米,寬25.2厘米,高12厘米。清宮造辦處制造。朔望入交儀是專用于演示日蝕、月蝕的儀器。底層設黃道,上刻15°30′,即十五天半,并附可移動的地影盤。中層為白道,其刻度同黃道,上安設月體模型。最上為時刻表,表首端置太陽體模型,尾端設直表。用入交儀演示日蝕現(xiàn)象,使時刻表連同表首端的太陽體在座架的黃道上左右移動,視太陽體被下層白道遮蔽的位置,便出現(xiàn)了“日全蝕、日環(huán)蝕、日偏蝕”等不同的日蝕現(xiàn)象;與此同時,時刻表也直接反映出各日蝕現(xiàn)象的時間。用入交儀演示月蝕現(xiàn)象,先將時刻表中心對正白道不動,再將黃道盤上的地影盤固定在白道上月亮模型下面,依前法使白道在儀座的南北移動,視白道上的月體被下層圓盤地影遮蔽的情景,便可出現(xiàn)月全濁、月偏蝕的現(xiàn)象;此時時刻表尾端的直表也指出了發(fā)生月全蝕、月偏蝕的時間。
鍍金萬壽天常儀
銅制鍍金,通高37.5厘米,其座中心有孔,可穿鉛垂線取直。外形類似三辰公晷儀,但更為簡潔,特點為座架上滿布各式字體的壽字。由清宮造辦處制于乾隆十五年(1750).
天常儀工藝品
鄒伯奇的太陽系儀
為晚清學者鄒伯奇(1819~1869)制造的能表演哥白尼日心說太陽系結構的儀器。其橫徑范圍近1米,中心為太陽,地球帶月與水星、金星為一組。外有火、木、土、天、海五行星。其中木、土、天、海周圍分別有4、7、6、2顆衛(wèi)星。土星與海王星外各有一斜向小圈代表光環(huán)。通過手柄搖轉(zhuǎn)可演示行星繞日運動及日月食等現(xiàn)象,目前收藏于廣州市博物館。