通往星空的桥梁

周杏芝

你知道吗？在中国古代天文学的发展中，历法的修订离不开天文观测仪器的革新。

元代初期对元代政治体制、典章制度奠定发挥了重大作用的政治学家刘秉忠曾谏言：“见行 辽 历，日月交食颇差，闻司天台改 成新历。未见实行。宜因新君即位，颁历改元。令京府州郡置更漏，使民知时。”因此，公元1276年，元世祖忽必烈组织太史局（后改名太史院）修订新历法，即后来的《授时历》，并由王恂、郭守敬等人主持相关工作。

“历之本在于测验，而测验之器莫先于仪表。”修订新历法前，需要对天象进行大规模观测，从而获取最新数据。然而，旧浑仪因运输及存放不当，早已无法进行天文观测，而且受限于多环结构，使用浑仪观测天体极易被环道遮挡视野。于是，郭守敬通过简化沈括改良的浑仪，创制出全新的天文观测仪器，并命名为“简仪”。

简仪主要由两组互相垂直的大圆环组成。直指北天极的圆环是四游环，与之垂直的是平行于天体赤道的赤道环，以及平铺在地的阴纬环和垂直于此的立运环。简仪底座是个长方形框架，由龙柱和云柱支撑四游环、赤道环和百刻环。赤道环在百刻环内游动，四游环则架在南北极轴间旋转。百刻环与赤道环的咬合面上有4个小圆柱体用以减少摩擦，是世界上最早使用的柱式滚动轴承。

与浑仪的多重圆环结构相比，简仪取消了黄道环及非必要的支架环圈，只保留赤道装置（赤道经纬仪）和地平装置（立运仪），设计更简单。赤道装置的四游环和赤道环装在上部，地平装置的立运环和阴纬环另设于北端，以此解决浑仪的多环掩映问题。

此外，簡仪的百刻环细化了刻度划分。百刻环上的刻度分为初、正两部分；每部分各自等分6份，1份1刻；每刻又分3大格、1小格，大格内均分10份，小格则分6份；“初”“正”外还各加1小格，每小格同分6份。圆环有360度，一天12时辰，1时辰的区间就是30度。环上每时辰的刻度被划为300等份，即刻度最小值是1/10度。在此之前，浑仪只能量到1/4度，可见简仪的解析能力有了显著提高。

简仪的 作用有三种：测 量 天 体 的 地平坐标、赤道坐标以及真太阳时。

第一，测量地平坐标用地平装置。立运环被设置于云柱下垂直转动，阴纬环则垂直平放于立运环底部。两环均有刻度，以界衡与窥衡对准目标天体，即可在刻度上读出天体的地平方位角与天体高度。

第二，测量赤道坐标用赤道装置。赤道环和四游环都有周天度数，且四游环安装了内藏十字丝的窥衡，相当于单镜筒望远镜。转动四游环并移动窥衡位置就能观测天体，从而获取去极度和入宿度，最后得知天体的赤道坐标。

第三，测真太阳时用百刻环。真太阳时是以太阳位置为标准的时间系统。当太阳视圆面中心连续两次升至正空，即1真太阳日，12时辰。百刻环有读取时辰的功能，用窥衡对准天体，再读取刻度数据，即可得知真太阳时。

简仪是中国天文仪器发展史的重要革新，但遗憾的是郭守敬制作的简仪未能留存下来。那台简仪原置于大都司天台，曾被迁至鸡鸣山观测台，后于1668年运回北京，却在1715年被供职钦天监的法国传教士纪理安以铸地平经纬仪为借口，故意当作废铜熔掉。因此，现存最古老的简仪是1437年制作的仿制品，为明清两代钦天监所用。

然而，1900年八国联军侵华，明制简仪在12月12日被拆卸运往东交民巷的法国外交使馆，至1902年才归还清政府。其后为了躲避战火，简仪又于1933年6月被迁至南京，1934年2月安顿在紫金山天文台。但因保存不当，在80年代初就近乎损毁。南京市政府在1988年对其进行修复，后将它放置在南京紫金山天文台露天陈列展览，是现今其他简仪复制品的蓝本。

简仪是后世天文仪器类似装置的先导，象征着中国古代科技水平之高。它的赤道装置和地平装置分别是近代大型望远镜赤道装置和地平经纬仪的原型，窥管中的十字丝则堪称天文望远镜十字丝的先驱。简仪的存在不仅反映了中国古代工艺的伟大成就，也推动了中国天文学的发展，具有重要的实用价值与历史意义。