靠水力驱动的天文台，居然还是世界时钟“鼻祖”！

昼夜交替，斗转星移。充满智慧的中国古人在很早以前就开始探索时间的奥秘，发明了一系列的报时工具。比如，利用太阳光影来测定时间的日晷以及利用水滴来计时的铜壶滴漏。

到了宋代，国力强盛，科技人才辈出，古人探索天文地理的能力也达到了新的高度，发明出了被称为中国第五大发明的“水运仪象台”，在开封博物馆的展厅内陈列的一个大型的古代设备即它的模型。近日，记者来到开封博物馆，与志愿讲解员杨莹一起登上这个“庞然大物”，为大家探寻古代“黑科技”的精妙之处。

为啥说它是“黑科技”

说起钟表，大家都不陌生。很多人非常喜欢钟表内部的机械结构，认为层层叠叠的齿轮咬合有一种独具韵味的美感。其实在我国古代，就已经产生过这种齿轮套齿轮的机械装置，这就是水运仪象台。

杨莹介绍道，北宋时期，天文学家苏颂和韩公廉等科技达人组成“科研团队”，经过了多年的努力，终于在北宋元祐七年在汴京(今河南省开封市)制成了这座杰出的天文计时仪器。它集天文观测、天象表演（演示）和报时三种功能于一身，就像是一台以水力驱动的小型天文台。可以说，它不仅是中国古代最精密、最复杂的仪器之一，也被认为是“世界时钟的鼻祖”。而且，因为水运仪象台中应用了擒纵器，所以也有一些西方科学家认为这件来自中国古代的精密仪器，很有可能是世界史上首个真正意义的天文钟。

水运仪象台长啥样

据了解，苏颂在制成水运仪象台后，将全部资料编成《新仪象法要》一书，并配以图式。据书中记载，整座水运仪象台高约12米、宽约7米，是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑，共分三层，以扶梯上下。最上层放置浑仪和圭表，用来观测天象；中层放置浑象，用以演示天象；最下一层放置报时仪器和全台的动力机构等。从规模来看，与其称其为仪器，倒不如说这是一座天文建筑。

报时装置在台南部，有5层木阁，可以通过摇铃、打钟、敲鼓、击钲或出现木人等声像形式，报告时、刻、更、筹的推移。下层后部是动力装置，有一个直径3米多的巨大枢轮，上面装有36个水斗，枢轮边上有一个漏水相当快的漏壶，壶水流入水斗，斗满后，枢轮即往下转，在枢轮顶部有一个擒纵装置，控制着枢轮只能转过一个水斗。枢轮转动后，带动一根贯通上、中、下3隔的转动轴，并通过齿轮装置带动浑仪跟踪天体，带动天球仪按24小时一周转动，带动报时装置准确报时。

5层木阁里的木人能够表演出精彩、准确的报时动作，是靠一套复杂的机械装置“昼夜轮机”带动的。而整个机械轮系的运转依靠水的恒定流量，推动水轮做间歇运动，带动仪器转动。

其中，动力系统的核心是枢轮和天柱，枢轮顶部和边上附设一组杠杆装置，它们相当于钟表中的擒纵器，与欧洲17世纪出现的锚状擒纵器在设计原理上非常相似，以至于英国著名学者李约瑟深入研究了水运仪象台之后，在《中国科学技术史》中说：“我们借此机会声明，我们以前关于‘钟表装置……完全是十四世纪早期欧洲的发明’的说法是错误的，使用轴叶擒纵器重力传动机械时钟是十四世纪在欧洲发明的。可是，在中国许多世纪之前，就已有了装有另一种擒纵器的水力传动机械时钟。”

复刻的脚步从未停止

水运仪象台建成约40年后，北宋灭亡，都城汴梁被金兵攻陷，水运仪象台也随之被毁，但其影响依然存在。金与南宋都想再把它复制出来，秦桧就曾派人寻找苏颂后人并访求苏颂遗稿，还请教过朱熹，想把水运仪象台恢复起来，可是苏颂遗存的手稿因无人理解其中方法，以致无人能仿造，复制水运仪象台的事情经过历朝历代也始终没有成功。

1958年，中国考古学家王振铎最先复原水运仪象台模型，并发表《揭开了中国“天文钟”的秘密》论文并绘制复原详图存世。开封市博物馆陈列的水运仪象台是目前国内唯一在室内完全按照原工艺1∶1比例复原的模型，仪象台上方的星空顶是按照苏颂《新仪象法要》中的星空图建造的，并采用灯光投影实现了星空变换演示。

无论是对于时间的越来越准确地计算，还是对于天象的不断探索，都是我们在不断了解自然的道路上做出的探索。这样不懈的探索追求深深地刻在我们民族的血脉中，直到今天，我们仍然走在锐意创新、不断求索的探索之路上。

从水运仪象台可以看出我们祖先的智慧，出于对自然的好奇，为了更好地探索自然而建造的水运仪象台，从来都不是简简单单的“黑科技”，更多的是对于生活的热爱和执着的追求。