天文仪器根据用途不同可以分为计时、观测、演示、占星和计算五种。这些功能或独立成器,或叠加为复合形式,构成各种已知的天文仪器。其中,具有演示功能的仪器,均可被称为天文演示仪器。天文演示仪器实际上是对某一时期特定文化背景下天文理论及其实践成果的综合体现,对天文演示仪器变迁的考察,是全面、完整书写天文学史的一个思路与方向。本文将集中讨论中国天文演示仪器演变过程中的几个关键环节,回答以下问题:中国天文演示仪器的基本类型有哪些?在天文学、社会及文化方面又具有什么样的功能?仪器类型与功能在各自的转变中是否存在相应的联系?中国天文演示仪器发展直到汇入世界体系的过程中,都发生了哪些重要的变化?而目前国人对天文演示仪器的认知现状以及光学天象仪在国内的传入与发展,是不是有迹可循?第一章为全文绪论,对选题由来、论文意义、研究目的、思路、方法与主要概念等相关内容进行了介绍与论述,并对既有研究进行了详细的回顾和评论,从中探索论文的撰写线索、空间与推进方向。目前学界对天文演示仪器的研究关注度较低,无论是古代演示仪器个案的考证还是天文仪象的概念辨析,以及对近代天文演示仪器转型过程的探讨,均存在一定的讨论空间。第二章首先从中国古代天文演示仪器的基本类型入手,通过对史料记载中具有演示功能的仪器进行考证,辨析了“浑象”概念中“球仪”与“环仪”的区别,并对古代天文仪象的命名规律进行了探索。中国古代盖天、浑天两种体系下皆有演示仪器,其中盖天演示仪器即盖天图(仪),而浑天演示仪器在明代前以水运天象演示为主要传统,明代后则以天球仪为主要类型。在仪象命名方面,基本遵循了演示为“象”,观测为“仪”,圆球为“象”,环规为“仪”的规律,但面对既非圆球又是演示仪器的情况时,则既有可能按照演示功能取名为“象”,又有可能按照结构类型取名为“仪”,并因此从文字记录的表面呈现出一种混乱状态。第三章对汉唐时期主要的演示仪器水运浑天仪进行分析,讨论了浑天仪除演示之外的间接测候用途,并由此对古代天文仪器的测候功能进行了追溯。水运浑天仪不仅能够完整的阐释浑天理论中所描述的天球结构,同时其运行还被用来与灵台观测结果进行即时对照,从而考察七曜的行度及历法的准确程度。“浑天仪”包括汉唐时期进行间接测候的演示仪器水运浑象,以及唐代之后具有黄道系统的直接测候仪器浑仪。这种既具有天象演示能力又可以用来进行间接测候的天文仪器制造传统,可以往前追溯至古璇玑玉衡。从玑衡到浑天仪,实际上是具有演示功能的测候仪器向具有测候功能的演示仪器的一种转变。而在唐代具有黄道系统的浑仪出现之后,演示仪器再次分化,浑象逐渐成为单纯的演示仪器,而浑仪则成为具有一定演示能力的观测仪器。第四章对宋元时大型天文演示仪器从俯察到仰观的变化进行了讨论,并由此提出了追认古代“假天仪”的两个必要条件:抬头仰观与自动运转。宋元时期我国文献中记载中有三件被现代学者追认为“假天仪”的仰观天文仪器,其中张思训“太平浑仪”是一座兼具报时功能的天文钟式自动演示仪器,其天象演示部分是一种类似于“盖天图仪”的穹形天顶;第二件是《曲洧旧闻》中所记载的“苏子容铜浑仪”,作者朱弁所述为此事目前可知的唯一来源,即一例孤证,并且记录中矛盾颇多,在没有其他史料进行确证的情况下,不应据此对仪象历史进行改写,将之追认为曾真实存在的“假天仪”;第三件是元代郭守敬所制玲珑仪,其并非浑仪,亦与一般意义上的“假天仪”有所区别,这是郭守敬创制的新型演示仪器,整体呈网格球结构,在设计制作的过程中继承了宋代仰观仪器的理念,并且很可能受到了阿拉伯天文仪器的影响。第五章通过对“天地仪”、“天球仪”与“日心说行星仪”等欧洲小型仪器的传入研究,讨论了明清时期在西器东传的背景下,天文演示仪器逐渐从皇家灵台走向民间社会的转变过程,这也是中国近代天文演示仪器转型的前奏。明代中后期开始,天文演示仪器的中西交流以欧洲传教士的民间活动与官方活动为线索随之展开。在官方,以传教士进入钦天监工作、皇家对天文演示仪器的收藏以及外国使团所带礼物为主要交流通道;而在宫廷之外,则以传教士交游、民间商品流通与知识分子的相关研制为扩散方式。小型天文演示仪器从皇家礼器、灵台密器,一步步走向民间,成为传播、教育的工具,甚至作为商品、产业流通于城市之中。第六章通过对近代之后光学天象仪在中国的传播和早期研制进行研究,再现了中国天文演示仪器最终完成近现代转型并汇入世界天象仪发展道路的转化过程。光学-机械式天象仪诞生于1923年的德国蔡司工厂,其出现颠覆了以往了天文演示方式,并使现代天文馆得以发源。在光学天象仪诞生后,国内及时对此天文演示仪器进行了介绍和传播,随后1957年建立了第一家大型天文馆,1958年开始了国产试制工作,1973年正式提出在全国建设天文馆的规划。然而我国并未参与到两次世界天文馆建设浪潮之中,并由此形成了目前天象仪、天文馆事业的格局,其中特别不能被忽视的是天文演示仪器文化传统的影响。整体来看,中国天文演示仪器的发展经历了四种不同层次的嬗变:主体结构类型从环规虚球到封闭实球的变化;演示功能与间接测候功能先集中再分化,从具有演示功能的测候工具二维璇玑玉衡、图仪到具有测候功能的演示仪器三维水运浑天仪,再到球仪浑象与复合浑仪的彻底分离;观看方式俯仰之间的变化;社会功能方面,天文演示仪器从皇家灵台走向民间大众,最终完成了与世界发展并轨的现代转型。因此在结论章中,通过总结观点,将中国天文演示仪器的发展变化置入到世界天象仪图景之中,从而透析其文化内蕴及现代影响。中国古代天文演示仪器的设计制造将所见之天视为一个有机整体,遵从于自然本身的运转方式和表现形式,对这种整体性不予以解构或者说不需要解构。唐代之前,中国的天文演示仪器具有明显的占候验历功能。唐代之后随着装置黄道游仪的复合型浑仪出现,以及星占在中国天学发展中主导程度的下降,演示仪器的占验功能也随之被逐渐消解,成为单纯的演示工具。但其皇家礼器功能则贯穿始终,具有明显的政治象征意义。这种文化传统从某种程度上来说,作为一种隐性基因遗留下来,影响深远。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P111
【部分图文】：
通大学博士学位论文 中国天文演示仪器：类型、功苏颂撰写的《新仪象法要》中出现了目前可知浑象最早的图示，其形留存至今的清代“天体仪”基本相符，可以说我们现在的浑象形象与于此。由图 2-1 直观可见，苏颂的浑象为封闭球仪，一半隐于地柜之球仪之外还设有环规，包括子午环（天经）与水平环（地浑），这些环“浑象六合仪”。
图 3-1 阜阳汝阴侯墓出土二十八宿星盘摹拟图两件上圆下方的栻盘被认为是天文星占仪器或辅助仪器，而“二十八宿圆盘”确为考古学上的新发现，引起了众多考古学者、天文学、天文学史专家的关注。严敦杰、刘金沂均推测此圆盘或为“古璇玑玉衡”，或西汉早期的“圆仪”1、2中国科学技术大学石云里团队，于 2010 年对该墓出土文物进行了重新分析证明栻盘架确为“二十八宿星盘”的支架，二者组合成一个天体赤道经度的观测装置，推断这就是汉代文献中所提到的“圆仪”，并且是浑仪的前身。3至于该圆盘究竟是浑天说的赤道式观测仪器，还是盖天说的地平系统测候、演示仪器，目前并无定论，本文更倾向于后一种观点，论证过程如下：耿寿昌使用的“图仪”（圆仪），“度日月行，考验天运状”，说明“图仪”可以追踪日、月运行的轨道，且可以旋转。同时“日月行至牵牛、东井，日过
所说的最简易的盖天图，所含内容包括北极、北斗七星以及与盖天七衡图中之“黄图”、《隋志》记录之“回旋盖图”，以及盘”都可以对接，且符合郑玄之“转运者为玑”。《宋史·律和六年七月宰臣王黼的一段奏言，说其于崇宁元年邂逅一王衡之制非常了解，并制作了一个“璇玑”，解释称“全象天体早期墓室天象图的出土也可以对此进行佐证：战国初期的曾漆箱，箱盖及三个侧面皆绘有星象。其中箱盖的天文图（如心为北斗七星，环带绘有二十八宿，东西绘有白虎青龙形象。
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本文编号：
2855248
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