中国人才是机械记时的祖宗 超四大发明

1094年，苏颂的“水运仪象台”首次展出。这仪器在时间计算的历史上占有举足轻重的地位，因为它标志着一种技术的最高成就，要在二百年后，欧洲的机械制表业才能承接过来；它也开拓了一个发展的路向，孕育出我们今天所知的时计。
苏颂的钟整整占用一幢塔楼。其动力来自一个巨大的水轮。河溪的流水连绵不断地注满钟上的桶子，就似水车轮那般；桶子盛满水后，其重量马上会使一根杠杆松开；这杠杆就像“擒纵装置”，松开了，轮子就会轻动，直到碰上另一根同样是由杠杆支着勺子，轮子才会给堵住。
有人试图在苏颂的水力推动机械滴漏中，找出机械表关键部分——“擒纵装置”——的雏形。“擒纵装置”的作用是使微调装置不停振荡，并协助控制动力（例如驱动附、发条、电池、太阳电池），不断来来回回的动作会把动力分成一连串的小部分。
原来，在1086年，有一位年少的皇帝委派时为外交家并机械师的苏颂，负责把天文学方面以及计算时间方面所累积的学间结合起来，好设计这样的一副机器。
机器的结构图，也许连机器本身，是在1094年面世的。它是一幢二十米高的大楼，组成的部分包括：楼顶一座青铜制的大浑天仪，一副显示时间仪器，上有一些人形敲钟锤、指示时间的小数字、会响的钟以及敲钟的棍。
当时，辽帝国已在中国北面建立。宋室只得向辽进贡求和；其后，辽人反被金人所逼而退兵了。到了1126年，金人从北面挥军南下，直捣宋朝的国都开封，穷追不舍，宋室只好南逃，迁都临安。金人把苏颂那座非凡的钟局部拆开，把其中主要部分掳回金国，可是后来想方设法能将此巨大的仪器修复。
有一本描述了个中技术、并收录了该钟的结构图的书给保存下来，于1172年重印；后来这书散佚了，但幸亏在17世纪重见一印本，便又再次把它印刷出版。

苏颂，字子容，生于宋真宗天禧四年（公元１０２０年），泉州南宁（今福建省泉州一带）人，后来迁居润州丹阳（今江苏省镇江一带）。
　　苏颂二十三岁考中了进士，开始进入仕途。起初，他做过宿州（今安微宿县）观察推官、江宁知县、南京留守推官等副职。由于他办事谨慎周密，很受当时任南京留守的欧阳修的赏识。 　　
　　宋仁宗皇祐五年（公元１０５３年），苏颂三十四岁的时候，调到京城开封，担任馆阁校勘、集贤校理等官职，负责编定书籍，前后共有九年多时间。苏颂充分利用这一难得机会，发奋读书，不仅博览了秘阁中各种藏书，而且还每天背诵二千言，回家后默写下来，作为自己的藏书，多年如一日，从不间断。通过长期刻苦努力，使他积累了非常渊博的知识，对于历代的典章制度尤其熟悉。 　　
　　到哲宗元祐年间（公元１０８６－１０９４年），苏颂被擢升做刑部尚书、尚书左丞，后来又做了宰相。元祐八年（公元１０９３年）辞去官职，专门从事《新仪象法要》一书的撰写工作，绍圣三年（公元１０９６年）完成全书。绍圣四年（公元１０９７年），朝廷又启用苏颂，封官太子少师。宋徽宗建中靖国元年（公元１１０１年），苏颂就去世了。 　　
　　苏颂在他的一生中，致力于科学研究工作，在药物学和天文学、机械制造学方面取得了杰出的成就。 　
　　苏颂对药物学的贡献和当时的历史条件有关。宋朝对药物学比较重视。仁宗嘉祐年间，苏颂奉命负责整理校定以前的药书。于是他组织和领导了一批医官和文臣，于嘉祐二年（公元１０５７年）首先完成了《开宝本草》（――开宝本草是宋太祖开宝六年（公元９７３年）编成的在当时是相当完整的药书）的增补工作，共收药物一千零八十二种，称为《嘉祐补注本草》。稍后，苏颂又编著了我国古代有名的《图经本草》二十一卷。《图经本草》是根据当时郡县所产药材的实物绘图和具体说明汇编起来的，书中有文有图，具有比较大的科学价值和实用价值。后来《图经本草》虽然失传了，但是它的主要内容仍保存在后人的各种本草著作中。例如李时珍在他闻名中外的《本草纲目》里也引用了《图经本草》的不少内容。 　　
　　除了在本草学方面，苏颂的重要功绩是继承和发扬了汉唐以来天文学上的成果。在他的倡议和领导下，于宋元祐三年（公元１０８８年）创制了一座杰出的天文计时仪器——水运仪象台，设在当时的京城开封。水运仪象台的制成，体现了我国古代机械工程技术的卓越成就。 　　
　　苏颂在领导建造水运仪象台的过程中，不仅表现出是一个学识渊博的科学家，同时又是一个卓越的科学活动的组织者。苏颂首先推荐起用了有真才实学的吏部令史韩公廉，又组织当时太史局的一些年轻的生员、学生共同合作。苏颂等人在设计制造新仪器过程中，认真吸收各家之长，加以创新。 　　
　　水运仪象台是一座底是正方形、下宽上窄略有收分的木结构建筑，高大约十二米，底宽大约七米，共分三大层。它是十一世纪末我国杰出的天文仪器，也是世界上最古老的天文钟，国际上对它给予了高度的评价。它的主要贡献是：第一，为了观测上的方便，它的屋顶做成活动的，这是今天天文台圆顶的祖先；第二，浑象一昼夜自转一圈，不仅形象地演示了天象的变化，也是现代天文台的跟踪机械——转仪钟的祖先；第三，苏颂和韩公廉创造的擒纵器，是后世钟表的关键部件，因此，它又是钟表的祖先。 　　
　　除了创制了水运仪象台，苏颂还编写了《新仪象法要》一书。全书分三卷，分别详细介绍了浑仪、浑象和水运仪象台的设计和制作情况。尤其重要的是，这部书还附有这三种天文仪器的全图、分图、详图六十多幅，图中绘有机械零件一百五十多种。这是一套我国现存最早的十分珍贵的机械设计图纸。 　　
　　苏颂在从事科学研究工作的过程中，能够注意发挥集体的力量和智慧，敢于提拔人才，这在八百多年前的封建时代，是非常难能可贵的。同时，苏颂虽然身为封建士大夫，晚年又位居高官，但是他热爱自然科学，把自己的主要精力投入到科学活动中去，并且以多方面的优异成绩丰富了祖国的科学文化宝库。这也是难能可贵的。
水运仪象台落成毁灭和复原

　　苏颂生活的北宋年代，是中华民族科技、文化的全盛时期。在北宋统治的167年间，前后颁行七部历法。熙宁七年（1074年）沈括对旧浑仪进行改造，取消白道环，校正浑仪轴。取得很大进步，但熙宁八年（1075年）颁行的《寿元历》也不尽人意；《载今人月望夜，月食不验》。沈括上书解释，要求制作精密观测仪器。观测数据和推算方法是编制历法准确度的关健。而观测数据的准确度又取决于观测仪器的精度，这是促使苏颂研制水运仪象台的重要原因。

　　苏颂研制的水运仪象台在当时属大型设备，铸铜件就用了两万多斤的铜材。由于传动系统复杂，要求动静态平衡及相互配合。既要解决水动力能源，时间显示精度，又要准确调整与天体运行同步。特别是在当时全靠手工制作、装配，其难度是相当大的。

　　苏颂水运仪象台高三丈五尺六寸（约12米），宽二丈一尺（约7米）是一座上狭下宽呈长方形木结构建筑。整座仪象台主要由四个大部件组成，（1）保持仪器能匀速转动的水力驱动系统，（2）能昼夜报时的齿轮转动机械系统；（3）浑象：演示天体，星辰运动仪器；（4）浑仪、观测天星辰运动仪器。

　　1、水力驱动系统：水是水运仪象台的动力，在没有水泵条件下，水是由人工转动河车用二级筒车将水提升流入天河，经天池存平水壶，以保持恒定的无扰动的等高水位，调节水位差和壶咀口径（即渴乌）以保持不变流量和流速。

　　水流至枢轮36个水斗。当水注满边缘水斗时，水斗绕斗轴向下摆动，压迫关舌，拉动天务，天关带动右天锁上扬，水斗的水对枢轮产生向下运动力矩，作顺时针运动。

　　枢轮左天锁相当于棘轮档杆，使枢轮作顺时针运动，左天锁和关舌相当于钟表的锚状擒纵机构。

2、昼夜报时机械系统

　　古代计时方法与现代计时方法有很大差异。全国没有一个标准时区棗北京时间，而是按“日出而作，日没而息”的办法，以太阳出入作为计时的依据。致使报时系统随地区和季节而变化，加之夜间报时方法与白天也不一样，致使苏颂水运仪象台的报时系统要比现代钟表复杂很多，用五层塔形木图显示。

第一层木图（最高层）用三个木人报时，A、一刻钟：木人击鼓；B、时初时，木人摇铃00；C、时正时；木人敲钟。

第二层 尽夜时初正轮，轮缘有24个司辰木人，手执时辰牌，牌面书写12干支数的初时和正时；；如子初、子正，丑初、丑正-------。

第三层 报刻时辰轮，轮缘有96个司辰木人与第二层相呼应（一天24小时，每小时4刻一天为96刻），如二层是子初，三层有初刻、一刻、二刻、三刻。如同现代钟表的计时面盘。具有现代钟表特征。

第四层 夜漏金征轮，调整插孔能按夏至、冬至、春分、秋分分度，拉动木人按夜间更、筹击征报时。

第五层、 夜漏司辰轮，随节气变化排列，调整38个司辰木人位置，司辰木人执牌上书写

日 入

昏 一筹、二筹、三筹、四筹

二更 一筹、二筹、三筹、四筹

三更 一筹、二筹、三筹、四筹

四更 一筹、二筹、三筹、四筹

五更 一筹、二筹、三筹、四筹

待旦 一刻、二刻、三刻、四刻

五刻 六刻、七刻、八刻、九刻

晓、日出

　　为了科学地进行昼夜报时，采用三种不同服饰的司辰木人，四种不同声响的民乐伴奏。第一层开了三个门，名为“正衙钟鼓楼”，是全台的标准报时。

3、浑象

　　浑象是假想天体为一圆球，球面列布天体的星宿位置，球体外设有天径双规地浑单环规（水平），浑象球一半隐柜中，一半在柜外，球体枢轴与地浑单环的夹角为35度，球体转动是用齿轮啮合，由昼夜机轮轴带动。

　　苏颂标注绘制的星图是实际观察结果作出的，共记录有星1464颗，所观察的精度和数量在当时世界上是高水平的。

浑象可演示不同时间星空的运动情况。

4、浑仪

　　浑仪是计算天体运行的仪器，它安装在水运仪象台的最高处的露台上。

浑仪由三组环形天文观测仪器套装组成；

六合仪：有阳径、阴伟、天常环等三环组成，是计算观测空间与时间关系的一组测量仪器。三辰仪；由三辰仪双环、赤道单环、黄道双环、四象单环和天运单环组成，用以测量日、月运行的轨迹和星座位置及核定节气的仪器。

四游仪：由四游仪双环望筒、直距组成。这是将一个没有镜头的望远镜架装在一个可作上下左右移动的双规环中，用以窥测日、月、星宿，以便计算其位置和相互间的距离。

　　宋代苏颂领导研制的水运仪象台是总结、继承和发展了我国在天文学和天文仪器技术方面卓越的科技成就，在我国和世界科技史上都占有重要的地位。苏颂研制的“水运仪象台”、“把仪、象、钟”三者合一，是世界上最早的天文钟，其中浑仪的四游仪窥管、水运仪象台预部的九块活动屋板、擒纵控制枢轮的“天衡”系统等三项为世界首创。

　　苏颂水运仪象台完成后，在开封使用34年，金兵打下开封，北宋灭亡，仪象台等天文仪器被金兵缴获。天文学研究也遭到严重破坏，后来金把仪象台迁运燕京想重新装配使用，但由于经过长途搬运，一些零件已遭损坏或散失，又缺少有经验的能工巧匠，连一般观察也不能进行，因开封和燕京地纬度不同，地势差异，从望筒中窥极星，要下移4度才能见到。

　　水运仪象台毁坏后，其影响依然存在，金与南宋都想复制，但都因种种原因而告吹。

　　解放后清华大学刘仙洲先生最先研究水运仪象台的动力机械，于1953年1954年先后发表了《中国在原动力方面的发明》和《中国在传动机件方面的发明》两篇论文，王振铎先生又于是1958年复制了水运仪象台的模型，并发表了《揭开了我国天文钟的秘密》的论文

mxg212 发表于 2011-8-2 13:07
1094年，苏颂的“水运仪象台”首次展出。这仪器在时间计算的历史上占有举足轻重的地位，因为它标志着一种技 ...

mxg212兄你好，原来祖宗在中国，谢谢。

计时工具发展，你了解几多？   Post By：2011-8-1 17:30:00 [只看该作者]


人类的日常生活、科研、导航及测绘等等工作都要花费时间．任何具有周期性变化的自然现象都可以用来测量时间．
　　我们先来看看人类如何从以地球自转作为计时标准，进而以机械钟、石英钟、乃至原子钟作计时工具，这一过程用了3500多年．
公元前1500年，出现的日晷是人类最古老的计时工具，埃及人首先开始使用这项技术，然后在整个地中海地区普及开来．日晷是以太阳投向刻度盘的阴影为基础的．通常由铜制的指针（晷针）和石制的圆盘（晷面）组成．


日晷

　　当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面．太阳由东向西移动时，投向晷面的晷针影子也会慢慢地由西向东移动．移动着的晷针影子就好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此可以来显示时刻．
在公元前1400年，出现的漏壶（沙漏或者滴漏）是第一个摆脱天文现象的计时仪器．它根据流沙从一个容器滴漏到另一个容器的数量来计量时间．古代人设计的“五轮沙漏”通过流沙从漏斗形的沙池流到初轮边上的沙斗里，以此来驱动初轮，从而带动各级机械齿轮的依次旋转．最后一级齿轮带动在水平面上旋转的中轮，中轮的轴心上有一根指针，指针则在一个有刻线的仪器圆盘上转动，以此来显示时刻，这种古老的显示方法几乎与现代时钟的结构完全相同．


沙漏

　　很长的几个世纪里，人们对时间的把握，用的都是一些简单的工具．除了上面的这些方法以外，有人还利用流速均匀的滴水，发明水钟；利用点燃的香，人们分出了“一炷香”、“两炷香”等时间间距．但这些时间概念都不是精确的．
公元1088年，中国宋朝的机械师苏颂发明的“水运仪象台”（水钟）被认为是世界上第一架真正的机械钟，它是集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体的综合性观测仪器，它实际上就是一座小型的天文台．这台仪器的制造水平堪称一绝，充分体现了我国古代人民的聪明才智和富于创造的精神．


水运仪象台

1400年，第一批机械钟开始在欧洲流行，其始祖由意大利人乔瓦尼?唐迪于1364年制成，他首次在机械钟里引入了轮式钟摆．


法国 铜鎏金嵌理石座自鸣钟

1511年，荷兰人彼得?亨莱茵制成了第一块怀表，但它只有时针而没有分针和秒针．怀表和钟的结构其实是完全一样的，所不同的是它利用螺旋弹簧制成的发条驱动，从而摆脱了传统的钟摆，它靠小巧的“体形”，轻松进入人们的口袋．


机械摆钟

1656年，有摆的挂钟（或座钟）产生于荷兰天文学家、数学家克里斯蒂安?惠更斯的实验室内．它是以伽利略发现的摆的摆动具有规则性这个原理为基础而发明的．自此以后人类掌握了比较精确的测量时间的方法．
在发条技术发明后，时钟的体积大为缩小。一五一O年，德国的锁匠首次制出了怀表。当年，钟表的制作似乎仅限于锁匠的副业，直到后来，对钟表精度的要求越来越高，钟表技艺也日益复杂，才出现了专业的钟表匠。
一八O六年，拿破仑之妻、皇后J.约琵芬为王妃特制的一块手表，是目前知道的关于手表的最早记录。这是一块注重装饰、被制成手镯状的手表。当时，男人世界里凤行的是作为身分、地位象征的怀表，手表则被视作是女性的饰物。



天梭怀表

　　一八八五年，德国海军向瑞士的钟表商定制大量手表，手表的实用性获得世人的肯定，逐渐普及开来。
　　本世纪初。ROLEX（劳力士）的前身——WILSDORF&DAVIS公司推出银制绅士表和淑女表，大获成功，带动了各家钟表厂商竞相研制开发手表。当年就以怀表技艺闻名世界的瑞士，在手表制作方面也一马当先，ROLEX在一九二六年就开发出完全防水型的手表“ROLEX OYSTER”，一九三一年又率先将自动上发条的手表“OYSTER PERPETUAL”推向市场。LONGINES（浪琴）公司也不甘示弱，其研制的精密航空钟与美国飞行家林德伯格一起飞渡大西洋，名声大振。一九二九年，推出带秒表功能的手表“CHRONOGRAPH”，翌年又在此基础上开发出飞行用精密手表“CHRONOMETER”。



时至今日，手表已经脱离了单一的计时功能，成为身份的象征，这样一来，人们对手表的选择变得与手包品质、西装剪裁、领带图案是否合宜以及鞋跟高度同样重要。手表也根据消费者的功能需求分成了非常多的品种，如上图则是飞迪的运动型手表，采用了不锈钢的表壳，蓝宝石镜面，具有计时功能，以黑色为主调，充满了时尚运动的感觉。这样的手表当然是适合热爱运动和倡导休闲生活的人士选购。而除了运动型手表之外，还有诸如商务手表、休闲手表、潜水表、航海表等等各种不同的品种，对于你我来说，选择一款合适自己的手表，就有了更多的选择。

mxg212 发表于 2011-8-2 13:22
计时工具发展，你了解几多？   Post By：2011-8-1 17:30:00 [只看该作者]

mxg212兄你好，资料真全，谢谢。

搜的

mxg212 发表于 2011-8-2 13:07
1094年，苏颂的“水运仪象台”首次展出。这仪器在时间计算的历史上占有举足轻重的地位，因为它标志着一种技 ...

网络对此报道，以矫先生所述为最多。

火药也是 结果让八国联军 把我们一顿烘、钟表 让瑞士经济侵略了

王先生的这段话，那位朋友可以看明白。

水运仪算钟表码？

    有草图为证~~指示功能很多~~圭表就是表盘~~还有复杂天体运行结构~~以水为动力~~特像中国古代的水车~~~枢轮~天衡~天车~~应该就是擒纵机构~~也是以水为动力~~第一它没有自主的震动器~~第二~~擒纵控制的也不是传动的末级~~应该是动力部分~~因为~没有什么精度~~虽然有平水壶装置~~~那个也没谱~~说明中国人思维比较朴素自然~和自然抗衡和讨教~~精加工的东西（尤其生产和军事）~没进展~小富则安~还保守~自大~~啥事都做个半拉~~净让洋人拾咱牙慧了~~这个和不 重视理论~和实验~~~包括教育~~还有统治阶级~~看不上~~工科~工人~~有 很大干系~~现在`古风依旧~~浩荡啊~~邓小平提出的 ~科学技术是第一生产力~~英明~！可惜晚提出了500年~~历史离开我们并不远~~就是昨天一样~~~所以要借鉴~和警示~

愧对祖先 。。。。。。。。。   

只能感叹……

惟妙惟肖，精美绝伦！！