浑象

浑象，有点类似现代的天球仪，是古代用来表现恒星和星座位置、演示天体的周日运动的演示仪器。古代称浑天仪。

浑象最初由西汉天文学家耿寿昌发明于公元前2世纪中叶。耿寿昌在西汉宣帝时担任大司农中丞，相当于省农业局局长。古代农业生产要看天，即农业生产与天象密切相关。这就要求农业方面的官员要精通天文学。耿寿昌把从浑天说认识到的天球形象地表示出来，基本形状是个大圆球，象征天球，圆球上布满星辰，还有南北极、黄赤道、恒显圈、恒隐圈、二十八宿、银河等，另有转动轴以供旋转，还有象征地平的圈或框，象征地表的块，利用大圆球的旋转来模拟天象变化，这是最原始的浑象模型。只可惜模型和著作都未能保留下来。

到了东汉，张衡在前任基础上只做了一台水运浑天仪（又称漏水转浑天仪，其实是一个浑象），以水力推动，与天球转动合拍。他的仪器也因年代久远而无法得见，但他所造的浑象式样已被历代继承下来，他的《浑天仪图注》也保存了有关浑象的最早记录。

三国王蕃、刘宋时期的钱乐之都曾造过这种仪器。

到今天，现存的浑象仅有两架，一架在南京紫金山天文台，一架在北京建国门古观象台。这两台都是清代所铸造的，其中位于建国门古观象台的浑象是有清朝著名天文学家南怀仁所建。紫金山天文台还陈列着一个天球仪的复制品，嵌有1449颗恒星，沿袭了中国古代的星名和星座划分，南极圈内的星座是明末从西方传入。链接：（1）（2）

位于北京古观象台的浑象，图片来源：链接（1）

浑仪

浑仪是古代的一观测仪器。同样以浑天说为基础，由相应坐标系的环规和瞄准器组成。内有窥管，用以测定昏、旦和夜半中星以及天体的赤道坐标，也能测定天体的黄道经度和地平坐标。

浑仪发明最直接的推动者是与耿寿昌同属西汉的落下闳，但也有资料表示在公元前4世纪就已被发明使用，比古希腊早了差不多60年。浑仪比浑象更复杂一点。

落下闳所设计的浑仪由最基本的构件四游仪和赤道环组成。四游仪由窥管和一个双重的圆环所组成。窥管是一个中空的管子，双重圆环称作四游环，也叫赤经环，环面上刻有周天度数，可以绕着极轴转动，窥管夹在四游环上，可以在双环里转动。转动四游环，同时移动窥管的位置，就可以观测任何的天区。赤道环在四游环外，上亦刻有周天度数，固定在与天球赤道平行的平面上。这样，就可以通过窥管观测到待测量的天区或星座，并得出该天体与北极间的距离，称“去极度”，以及该天体与二十八宿距星的距离，称“入宿度”。去极度和入宿度是表示天体位置的最主要数据。

李淳风在落下闳所创的双重环浑仪的基础上，设计了更为复杂和精密的浑天黄道仪，又增加了一个环，发展成三重结构。最外面的一层叫六合仪，由固定在一起的地平环、子午环和外赤道环组成；第二重叫三辰仪，由黄道环、白道环和内赤道环组成，可以绕极轴旋转；最里层是四游仪。

北宋的沈括取消白道环、改变一些环的位置。

元代的郭守敬跟李淳风所做的改进正好相反，他简化了浑仪。郭守敬取消了黄道环，并把原有的浑仪分为两个独立的仪器，即简仪和立运仪。

在紫金山天文台，目前陈列着明朝正统年间建造的浑仪，有三重环圈组成，可测天体的赤道、黄道和地平坐标。环上刻有周天365 1/4度及百刻刻度，这是中国所特有的。八国联军入侵北京时，此仪被掠至德国柏林，1920年归还中国。链接：（3）

位于紫金山天文台的简仪（浑仪的改进简化版），图片来源：链接（2）

注：本文主要编辑自链接3的文章。

（1）  http://www.bjp.org.cn/art/2014/1/10/art_27_1677.html

（2）  http://www.360doc.com/content/15/0109/11/642066_439358303.shtml

（3）  http://news.xinhuanet.com/science/2015-09/02/c_134580055.htm