中国古代的天文望远镜

简仪的历史

简仪是元代天文学家郭守敬于1276—1279年创制的测量天体位置的仪器，它是在中国传统的测天仪器——浑仪基础上简化革新而成的，故称作简仪。它包括相互独立的赤道装置和地平装置，用于测量天体的赤道坐标和地平坐标。

郭守敬创制的浑仪在清康熙五十四年（公元1715年）被传教士纪理安当作废铜给熔化了。现存的简仪是明代正统二至七年（公元1437—1422年）间按照原器仿制的。这件复制品也是饱经风霜。清光绪二十六年（公元1900年）八国联军侵入北京，法军把简仪抢去，运进法国大使馆，过了几年才归还。1931年发生了“九·一八”事变，国民政府又把简仪南迁至南京。1937年12月南京沦陷，日本侵略军到了紫金山，又把仪身损坏，龙爪砍断，把许多附属仪表和零件弄得荡然无存。中华人民共和国成立后，党和政府在积极发展现代科学的同时，也高度重视保护古代文物，曾于1988年对简仪进行过全面的检修，才使简仪恢复原貌。

简仪的结构

简仪由赤道经纬仪、地平经纬仪和日晷三大测量装置组成。这些装置各自独立，互不干扰，极大地降低了观测者的操作难度，方便观测与记录。

赤道经纬仪由北高南低的“A”形架、“X”形架两个支架支撑指向北极方向的极轴。四游环架设在南北极轴之间旋转。四游环安装窥衡用于观测。赤道环套装在百刻环内，在极轴的南端绕南北极轴旋转，且赤道环的环面上刻有二十八宿的度数，在赤道环的中心轴上装有两根可绕中心沿环面转动的“界衡”。其结构与现代望远镜中广泛应用的天图式赤道装置的基本结构相同。

地平经纬仪由一对互相垂直的圆环组成，一个是“阴纬环”，环面上刻着方位，另一个是垂直立于阴纬环上的“立运双环”代表地平经圈，可以绕其轴转动，且双环之间夹有窥管，窥管可以绕立运环的中心旋转。其结构与近代工程测量、地形测量及实用天文测量所用的地平经纬仪、航空导航用的天文罗盘基本相 似。

日晷位于赤道经纬仪南面立柱下方，是一种利用日影以定时刻的装置。

简仪的观测方法

1.赤道坐标测量

去极度是通过四游双环和窥衡来测量的。观测时，先将四游双环绕极轴旋转到适当角度，再南北方向转动窥衡，对准星体。窥衡耳中有直径六分的圆孔，孔中央各装一根细线。观测时使两条细线与星重合，此时可依据衡尖在四游双环环面所指读出去极度。

入宿度是通过赤道环和界衡来测量的。每根界衡的两端都有穿线孔，分别用细铜线和北极轴中心相连接，从而形成两个三角形，观测时，先将赤道环旋转到与各宿距星相当的位置，随即转动界衡，将其中一个三角形平面对转距星，另一个三角形平面对准待测星体，两个界衡尖端所指之间的赤道度数，就是被测星体的入宿度。

2.地平坐标的测量

地平坐标的位置是通过立运环、阴纬环和窥衡来测量的。

观测时，首先东西向转动立运环，再南北向转动窥衡，观测者从窥衡瞄准被测星体后，即可从衡尖所指立运环上的刻度读出该星体的地平高度，立运环下端伸出的一个扁平铜条指向阴纬环上的刻度就是该星体的地平方位，也就是地平经度。

3.真太阳时的测量

真太阳时是通过界衡、赤道环和百刻环来测量的。

观测者移动界衡，使两根线影子重合，即两线与太阳参直，衡端所指就是太阳所在方位。从赤道环得知太阳位置，由百刻环确定时刻。

简仪的创制，是我国天文仪器制造史上的一大飞跃，它设计精密，观测结果精确，是当时具有世界领先水平的天文仪器，也是近代许多仪器的滥觞。欧洲直到300多年之后的1598年才有丹麥天文学家第谷发明与之类似的装置。李约瑟在《中国科学技术史》中引用根舍（R.T.Gunther）赞叹中国古仪的话说：“欧洲人看作是文艺复兴后天文学主要进步之一的赤道仪，而中国人却在三个世纪以前已经使用了。”