水运仪象台在历史上的地位,毫不亚于浑天地动仪。
这是由北宋时期的韩公廉、苏颂等发明家设计的,以水力驱动的复杂仪器。水运仪象台既可用于天文观测,又能模仿星象运转,还具备精准报时的功能。可以说,随着水运仪象台的发明,中国古代的天文仪器制造史达到了巅峰。
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元祐元年,在司天监的主持下,水运仪象台的设计如期展开了。最终,经历了七年时间,苏颂、韩公廉等参与设计的发明家,完成了水运仪象台的设计工作,并着手制造了水运仪象台所需的精密元件。
因为,水运仪象台中应用了擒纵器,所以一些西方科学家认为这件来自中国的水运仪象台,很有可能是世界史上首个真正意义的天文钟。
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从古籍的描述中我们可以看到,水运仪象台的底座呈正方形,其结构上宽下窄。从规模来看,与其称其为仪器,倒不如说这是一座天文建筑。它的高度约为十二米,仅基座便有七米高。除了基座之外,水运仪象台的主体结构可分为三层。
位于最下层的,是一套精密的报时装置。整个水运仪象台的驱动结构,大多位于下层。人们可通过向南打开的木门进入水运仪象台,而水运仪象台的下层总共由五层木阁组成,每一个木阁的背后都有一套传动系统。
位于中层的是立方形的封闭结构密室。在这间密室,可以看到一座恢宏壮观的浑象仪,也就是最早的天文模型。受“天圆地方”思维的影响,浑象仪的主体部分是由“天球”与“地平”构成的。因为有机械带动天球旋转,所以这座浑象仪可以模拟昼夜交替,在这个天文模型上我们还能观察到天象在昼夜间的变化。
位于顶层的是露天高台,此处设置了一座高大的浑天仪,整体由龙柱支撑,颇为壮观。为了维持浑天仪的水平,在基座下还设置了水槽。除此之外,浑天仪的上方覆盖了用以遮风挡雨的木质隔板。在观测时,可随时打开隔板,转动浑天仪。
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“水运仪象台”这个名字,是苏颂命名的。不过,按照封建王朝的惯例,类似的发明创造需请示皇帝进行定名,因此苏颂在为仪器取名之后,仍循规蹈矩地请示圣上:“若但以一名命之,则不能尽其妙用也,恭俟圣鉴,以正其名也。”
然而,苏颂没想到,自己此前为仪器取的临时名字竟为他招致杀身之祸,许多苏颂的政敌站出来弹劾苏颂,想要将其置于死地。
太史局直长赵齐良奏疏宋哲宗,说:宋代以火德立国,苏颂以“水运”为仪器命名,对江山社稷不敬。要知道,水火不相容,在当时若赵齐良给苏颂罗织的罪名成立,那么,苏颂必定被处以极刑。好在,宋哲宗向来重视苏颂,并没有在意他给仪器取的名字,只是将浑天仪改名为“元祐浑天仪象”便作罢了。
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那么,这尊天文仪器最终的命运如何呢?
北宋末年,金兵南下攻陷汴京,在城内奸淫掳掠无恶不作。皇宫中珍藏的宝贝均被洗劫一空,水运仪象台亦被运往金地。然而,在运输的过程中,由于路途颠簸,以至于,水运仪象台内的部件多有损坏,等到水运仪象台被送到燕京时,基本已失去了报时功能。
此外,由于燕京与汴京之间的经纬度存在差异,所以水运仪象台变得不再精准。金人将水运仪象台弃置于燕京城内,后来在一个阴雨天气水运仪象台遭到雷击,位于上方的浑天仪摔落。随着金为元所灭,水运仪象台最终被拆毁。
南宋建国之后,高宗曾多次主张再修一座仪象台。不过,当年参与水运仪象台设计的工程师多已亡故,因此高宗只能找来苏颂的助手袁惟几。可惜的是,袁惟几虽然参与了当年的制造工程,但并未掌握水运仪象台的核心技术,袁惟几研制了多年仍无法复刻当年老师所作的水运仪象台。
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