天文儀器根據用途不同可以分為計時、觀測、演示、占星和計算五種。這些功能或獨立成器,或疊加為復合形式,構成各種已知的天文儀器。其中,具有演示功能的儀器,均可被稱為天文演示儀器。天文演示儀器實際上是對某一時期特定文化背景下天文理論及其實踐成果的綜合體現,對天文演示儀器變遷的考察,是全面、完整書寫天文學史的一個思路與方向。本文將集中討論中國天文演示儀器演變過程中的幾個關鍵環(huán)節(jié),回答以下問題:中國天文演示儀器的基本類型有哪些?在天文學、社會及文化方面又具有什么樣的功能?儀器類型與功能在各自的轉變中是否存在相應的聯(lián)系?中國天文演示儀器發(fā)展直到匯入世界體系的過程中,都發(fā)生了哪些重要的變化?而目前國人對天文演示儀器的認知現狀以及光學天象儀在國內的傳入與發(fā)展,是不是有跡可循?第一章為全文緒論,對選題由來、論文意義、研究目的、思路、方法與主要概念等相關內容進行了介紹與論述,并對既有研究進行了詳細的回顧和評論,從中探索論文的撰寫線索、空間與推進方向。目前學界對天文演示儀器的研究關注度較低,無論是古代演示儀器個案的考證還是天文儀象的概念辨析,以及對近代天文演示儀器轉型過程的探討,均存在一定的討論空間。第二章首先從中國古代天文演示儀器的基本類型入手,通過對史料記載中具有演示功能的儀器進行考證,辨析了“渾象”概念中“球儀”與“環(huán)儀”的區(qū)別,并對古代天文儀象的命名規(guī)律進行了探索。中國古代蓋天、渾天兩種體系下皆有演示儀器,其中蓋天演示儀器即蓋天圖(儀),而渾天演示儀器在明代前以水運天象演示為主要傳統(tǒng),明代后則以天球儀為主要類型。在儀象命名方面,基本遵循了演示為“象”,觀測為“儀”,圓球為“象”,環(huán)規(guī)為“儀”的規(guī)律,但面對既非圓球又是演示儀器的情況時,則既有可能按照演示功能取名為“象”,又有可能按照結構類型取名為“儀”,并因此從文字記錄的表面呈現出一種混亂狀態(tài)。第三章對漢唐時期主要的演示儀器水運渾天儀進行分析,討論了渾天儀除演示之外的間接測候用途,并由此對古代天文儀器的測候功能進行了追溯。水運渾天儀不僅能夠完整的闡釋渾天理論中所描述的天球結構,同時其運行還被用來與靈臺觀測結果進行即時對照,從而考察七曜的行度及歷法的準確程度。“渾天儀”包括漢唐時期進行間接測候的演示儀器水運渾象,以及唐代之后具有黃道系統(tǒng)的直接測候儀器渾儀。這種既具有天象演示能力又可以用來進行間接測候的天文儀器制造傳統(tǒng),可以往前追溯至古璇璣玉衡。從璣衡到渾天儀,實際上是具有演示功能的測候儀器向具有測候功能的演示儀器的一種轉變。而在唐代具有黃道系統(tǒng)的渾儀出現之后,演示儀器再次分化,渾象逐漸成為單純的演示儀器,而渾儀則成為具有一定演示能力的觀測儀器。第四章對宋元時大型天文演示儀器從俯察到仰觀的變化進行了討論,并由此提出了追認古代“假天儀”的兩個必要條件:抬頭仰觀與自動運轉。宋元時期我國文獻中記載中有三件被現代學者追認為“假天儀”的仰觀天文儀器,其中張思訓“太平渾儀”是一座兼具報時功能的天文鐘式自動演示儀器,其天象演示部分是一種類似于“蓋天圖儀”的穹形天頂;第二件是《曲洧舊聞》中所記載的“蘇子容銅渾儀”,作者朱弁所述為此事目前可知的唯一來源,即一例孤證,并且記錄中矛盾頗多,在沒有其他史料進行確證的情況下,不應據此對儀象歷史進行改寫,將之追認為曾真實存在的“假天儀”;第三件是元代郭守敬所制玲瓏儀,其并非渾儀,亦與一般意義上的“假天儀”有所區(qū)別,這是郭守敬創(chuàng)制的新型演示儀器,整體呈網格球結構,在設計制作的過程中繼承了宋代仰觀儀器的理念,并且很可能受到了阿拉伯天文儀器的影響。第五章通過對“天地儀”、“天球儀”與“日心說行星儀”等歐洲小型儀器的傳入研究,討論了明清時期在西器東傳的背景下,天文演示儀器逐漸從皇家靈臺走向民間社會的轉變過程,這也是中國近代天文演示儀器轉型的前奏。明代中后期開始,天文演示儀器的中西交流以歐洲傳教士的民間活動與官方活動為線索隨之展開。在官方,以傳教士進入欽天監(jiān)工作、皇家對天文演示儀器的收藏以及外國使團所帶禮物為主要交流通道;而在宮廷之外,則以傳教士交游、民間商品流通與知識分子的相關研制為擴散方式。小型天文演示儀器從皇家禮器、靈臺密器,一步步走向民間,成為傳播、教育的工具,甚至作為商品、產業(yè)流通于城市之中。第六章通過對近代之后光學天象儀在中國的傳播和早期研制進行研究,再現了中國天文演示儀器最終完成近現代轉型并匯入世界天象儀發(fā)展道路的轉化過程。光學-機械式天象儀誕生于1923年的德國蔡司工廠,其出現顛覆了以往了天文演示方式,并使現代天文館得以發(fā)源。在光學天象儀誕生后,國內及時對此天文演示儀器進行了介紹和傳播,隨后1957年建立了第一家大型天文館,1958年開始了國產試制工作,1973年正式提出在全國建設天文館的規(guī)劃。然而我國并未參與到兩次世界天文館建設浪潮之中,并由此形成了目前天象儀、天文館事業(yè)的格局,其中特別不能被忽視的是天文演示儀器文化傳統(tǒng)的影響。整體來看,中國天文演示儀器的發(fā)展經歷了四種不同層次的嬗變:主體結構類型從環(huán)規(guī)虛球到封閉實球的變化;演示功能與間接測候功能先集中再分化,從具有演示功能的測候工具二維璇璣玉衡、圖儀到具有測候功能的演示儀器三維水運渾天儀,再到球儀渾象與復合渾儀的徹底分離;觀看方式俯仰之間的變化;社會功能方面,天文演示儀器從皇家靈臺走向民間大眾,最終完成了與世界發(fā)展并軌的現代轉型。因此在結論章中,通過總結觀點,將中國天文演示儀器的發(fā)展變化置入到世界天象儀圖景之中,從而透析其文化內蘊及現代影響。中國古代天文演示儀器的設計制造將所見之天視為一個有機整體,遵從于自然本身的運轉方式和表現形式,對這種整體性不予以解構或者說不需要解構。唐代之前,中國的天文演示儀器具有明顯的占候驗歷功能。唐代之后隨著裝置黃道游儀的復合型渾儀出現,以及星占在中國天學發(fā)展中主導程度的下降,演示儀器的占驗功能也隨之被逐漸消解,成為單純的演示工具。但其皇家禮器功能則貫穿始終,具有明顯的政治象征意義。這種文化傳統(tǒng)從某種程度上來說,作為一種隱性基因遺留下來,影響深遠。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P111
【部分圖文】：

通大學博士學位論文 中國天文演示儀器：類型、功蘇頌撰寫的《新儀象法要》中出現了目前可知渾象最早的圖示，其形留存至今的清代“天體儀”基本相符，可以說我們現在的渾象形象與于此。由圖 2-1 直觀可見，蘇頌的渾象為封閉球儀，一半隱于地柜之球儀之外還設有環(huán)規(guī)，包括子午環(huán)（天經）與水平環(huán)（地渾），這些環(huán)“渾象六合儀”。

圖 3-1 阜陽汝陰侯墓出土二十八宿星盤摹擬圖兩件上圓下方的栻盤被認為是天文星占儀器或輔助儀器，而“二十八宿圓盤”確為考古學上的新發(fā)現，引起了眾多考古學者、天文學、天文學史專家的關注。嚴敦杰、劉金沂均推測此圓盤或為“古璇璣玉衡”，或西漢早期的“圓儀”1、2中國科學技術大學石云里團隊，于 2010 年對該墓出土文物進行了重新分析證明栻盤架確為“二十八宿星盤”的支架，二者組合成一個天體赤道經度的觀測裝置，推斷這就是漢代文獻中所提到的“圓儀”，并且是渾儀的前身。3至于該圓盤究竟是渾天說的赤道式觀測儀器，還是蓋天說的地平系統(tǒng)測候、演示儀器，目前并無定論，本文更傾向于后一種觀點，論證過程如下：耿壽昌使用的“圖儀”（圓儀），“度日月行，考驗天運狀”，說明“圖儀”可以追蹤日、月運行的軌道，且可以旋轉。同時“日月行至牽牛、東井，日過

所說的最簡易的蓋天圖，所含內容包括北極、北斗七星以及與蓋天七衡圖中之“黃圖”、《隋志》記錄之“回旋蓋圖”，以及盤”都可以對接，且符合鄭玄之“轉運者為璣”。《宋史·律和六年七月宰臣王黼的一段奏言，說其于崇寧元年邂逅一王衡之制非常了解，并制作了一個“璇璣”，解釋稱“全象天體早期墓室天象圖的出土也可以對此進行佐證：戰(zhàn)國初期的曾漆箱，箱蓋及三個側面皆繪有星象。其中箱蓋的天文圖（如心為北斗七星，環(huán)帶繪有二十八宿，東西繪有白虎青龍形象。
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本文編號：2855248