中外科学家发明家丛书:苏颂-第3章

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苏颂才授了秘书监、知通进银台司。不久吴越地区发生了灾荒，宋神宗要苏　

颂去知杭州。神宗说：“苏某仁厚，必能抚安吴人。”苏颂来到杭州，一天，　

衙门外100多人向他哭诉，他们是因为欠了官债被关押起来的，无法偿债。　

苏颂说，“我把你们都放了，让你们去经营，衣食之外的余钱都交来偿债，　

给你们一个月时间，可以了吧？”于是便放了这些人。果然，按期偿付了欠　

债。　

　　　　　一次，苏颂在有美堂宴请客人，席间有人告诉他兵将们要做乱，于是苏　

颂密派手下人把其中的10个头领捉了起来，投进监狱，到宴会散了以后，客　

人并没有察觉出这件事来。后来苏颂调修国史，转为右谏议大夫。出使辽国，　

正遇到冬至，辽国的历法比宋历晚一天，辽国人问苏颂哪一国的历法准确，　

苏颂回答说：“历法家算法有些小的区别，快慢不一样，比如说亥时节气交，　

就是今晚，如果过一会儿，就是子时，成明天了，先后不一样，各从其历就　

是了。”辽国人认为苏颂说得很对。苏颂出使回来后，向宋神宗汇报了情况。　

宋神宗夸奖苏颂说：“我曾经考虑过，这样的问题最难回答，你回答的很是　

得当。”宋神宗又向苏颂了解辽国的山川地理和人情向背。苏颂回答神宗说，　

辽国从讲和（指公元1004年的澶渊之盟）以来已很长时间了，他们用中原的　

典章礼仪，维持他们的统治，上下相安，没有不和的征状。苏颂又援引史例，　

说明这些少数民族政权叛服不常，并没有影响到中原王朝的兴衰，意思是要　

宋神宗不要对辽国轻易用兵，宋神宗觉得很有道理。　

　　　　　元丰（1078—1085）初年，苏颂被任命权知开封府后，用法比较严厉。　

他认为，京师这个地方比较乱，应该用重典来治理，不应该像在毫州、颖州　

时那样用轻典。但是一次有个僧人犯了法，连带到祥符（与开封同城）令李　

纯，苏颂却没有处治。御史舒亶就弹劾苏颂，说他故意纵容李纯，苏颂因此　

事贬为秘书监，知濠州（治所在今安徽凤阳东）。　

　　　　　后来，苏颂又被任命为知河阳　（治所在今河南孟县西），改知沧州（治　

所在今河北沧州）。临行辞别时，宋神宗对苏颂说，我了解你很久了，但是　


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每次想重用你时，就被一些事情耽误了，这大概是命吧！你是直爽的人，以　

后会明白的。后来，宋神宗又召苏颂判尚书吏部兼详定宫制。苏颂向宋神宗　

建议说，唐制吏部有三铨　（唐代吏部选人由尚书掌五至七品，为一铨，侍郎　

二人掌八至九品，为两铨，合共三铨）之法，分品秩而掌选事。现在，文武　

要都归吏部　（这是宋神宗的想法），就要分左右曹掌之，每选还是以品秩分　

治。于是吏部就有了四选法。　

　　　　　宋神宗在苏颂陛对时，要苏颂修一本与辽国通好的书。苏颂在一二年后　

就将书修成，神宗赐名为《鲁卫信录》。　

　　　　　苏颂又被任命为吏部侍郎，升迁为光禄大夫。这时他的母亲去世了，宋　

神宗还派遣太监前来吊唁，并赐给苏颂白银1000两。　

　　　　　宋哲宗元祐　（1086—1094）初年，苏颂被擢升做刑部尚书，又迁转吏部　

尚书兼侍读。苏颂向宋哲宗上奏说，宋朝的典章制度都是沿袭唐朝，请求史　

官采用《新唐书》、《旧唐书》中君臣所行之事，每天上奏几条，供皇帝参　

考。苏颂的意思是要宋哲宗以史为鉴，以使天下得到治理。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　四、苏颂以前的水运浑天仪　



　　　　　公元1086年，苏颂奉命检验皇家所有的新旧浑仪。他乘汇报结果之便提　

出了制造水运仪象台的建议，建议得到批准后他马上组织一个班子进行设计　

制造。　

　　　　　浑仪是一种天文仪器，又叫做浑天仪。浑天仪是根据中国古代天体结构　

的一种学说制造的。　

　　　　　中国古代一共有三种天体结构学说：　

　　　　　第一种天体结构学说是宣夜说。宣夜说认为天不是物质造成的，没有一　

定的形状，没有止境。但是这种学说早已失传，只有晋代的虞喜（281—356）　

是信仰宣夜说的，他写了一篇《安天论》，可惜原著已经散失，只是在《晋　

书·天文志》里叙述了《安天论》的一些要点。从这些要点中可以看出，虞　

喜的《安天论》认为，宇宙是没有边际的，又是很安定的；天和地无方圆不　

同之理；所有天体都有自己的运动周期，以自己的轨道运行，并不是附着在　

一个固定的球壳上。　

　　　　　第二种学说是盖天说，西汉中期，我国古代的第一部算学著作《周髀算　

经》就持有这种学说，认为天像一个盖着的斗笠，地像一个扣着的盘子，但　

是，这种说法漏洞太多，史官多不采用。　

　　　　　第三是浑天说，这种说法认为天地之间就像一枚鸡蛋那样，由蛋清裹着　

蛋黄，天体的运行就像车毂的运行一样，周旋而没有尽头，它的形状是浑浑　

噩噩的，所以叫浑天。这种说法对于天体结构的设想比较接近于实际，多被　

史官采用。　

　　　　　西汉的落下闳为制历需要，亲自制造了一架符合他的浑天说观点的观测　

仪器，即浑仪。据推测，落下闳的浑仪由赤道环和其他几个圆环同心安置构　

成。直径8尺。有的环固定，有的则可绕转，还附有窥管以供观测。　

　　　　　东汉的张衡（78—139）撰写了一篇天文学的代表作《灵宪》，他在《灵　

宪》中把天描述成是恒星所在的地方，它是一个偏心率极小的椭球。天上有　

一个北极，恒星正好在这个位置上。日、月、五星都绕它旋转。天还有个南　

极，是在地底下，人不可见。　

　　　　　张衡在落下闳浑仪的基础上创制了一个能够精确表演浑天思想的“浑天　

仪”，成为东汉中期浑天学说的代表人物之一。　

　　　　　张衡的“浑天仪”，就是水运浑象，类似于现在的天球仪。这台仪器用　

精铜铸成，主体是一个球体模型，代表天球。球体可以绕天轴转动。天轴和　

球面有两个交点，一个是北极（应该称为北天极），一个是南极（南天极）。　

在球的表面上遍列有28宿（我国古代天文学家引入的区分和描述天球上为数　

众多的恒星的一种表示方法。意思是日、月的住处。月亮在恒星间移行一周　

需要27天半左右，古代天文学家把日、月、五星运动所经过的天区的可见恒　

星分成28组，起名叫：角、亢、氐、房、心、尾、箕、斗、牛、女、虚、危、　

室、壁、奎、娄、胃、昴、毕、觜、参、井、鬼、柳、星、张、翼、轸）和　

其他恒星。球面上还有赤道圈　（平面和天轴垂直。由于天轴和地球的自转轴　

一致，所以天球赤道圈平面和地球赤道平面是重合的）和黄道圈（古人认为　

太阳绕地旋转，黄道是太阳在天球上视运行的轨道，实际上就是地球绕太阳　

公转轨道平面和天球相交的大圆），二者成24度夹角，分列有24节气，从　

冬至点起　（古代以冬至作为一年的开始），把圆周分做　


…　Page　11…

　　　　1　

365　　　度，每度又细分成4个小格。球体外面有两个圆环，一个是地平圈，　

　　　　4　

一个是子午圈（通过南北极和天顶的圆环）。天轴支架在子午圈上，和地平　

斜交成36度，就是说北极高出地平36度，这是洛阳地区的北极仰角，也是　

洛阳地区的地理纬度。天球半露在地平以上，半隐在地平之下。　

　　　　　为了使浑象能够自行运动，张衡采用齿轮系把浑象和计时用的漏壶联系　

起来，利用漏壶流水的力量发动齿轮，带动浑象运转。通过恰当地选择齿轮　

的个数和齿数，巧妙地使浑象一昼夜转动一周，把天象变化形象地演示了出　

来。　

　　　　　张衡还创制一种机械日历，叫做“瑞轮　荚”。这个仪器也是用漏水转　

动的，和浑象联动。它从每月初一起，每天转出一片木叶，到　15日共转出　

15片。然后每天再转入一片，依次减少，到月底落完。因为阴历是和月亮的　

运行配合的，所以瑞轮　荚可以表示出日期，又能告诉人们月亮的圆缺变　

化。　

　　　　　张衡的水运浑象是有明确记载的世界上第一架用水力发动的天文仪器，　

其中应用的齿轮系和凸轮机构在当时可以说是相当复杂的。水运浑象实质上　

还可以认为是一个天文钟，通过它的等速旋转，可以报告时刻。　

　　　　　唐代的一行　（俗名张遂，683—727）同机械专家梁令瓒合作，改进和发　

展了张衡的水运浑天仪。　

　　　　　一行和梁令瓒制造的水运浑天仪（浑象）也是用水力驱动的能模仿天体　

运行的仪器。不仅在球形的浑象上遍列各星宿和黄、赤道等，而且还在浑象　

外安装两个圆环，上边各装一个球标，分别代表日、月。利用水力推动齿轮　

系，使浑象每昼夜自转一周。日标除每昼夜回转一周外，沿黄道还日行一度，　

365天沿黄道移动一周；29天多，日、月相合一次。这种水运浑天仪很有规　

律地演示出日、月、星象的运转，比张衡的水运浑象更加精巧、复杂。　

　　　　　另外，一行和梁令瓒的水运浑天仪上还设有两个木人，用齿轮带动，一　

个每刻　（古代把一昼夜分做一百刻）自动击鼓，一个每辰　（合现在两小时）　

自动撞钟。可以说它是现代钟表的祖先，比公元1370年西方出现的威克钟要　

早6个世纪。　

　　　　　北宋时代对天文仪器的制造非常重视。宋太宗太平兴国年间（976—984）　

的张思训也改进和发展了张衡的水运浑天仪。此外，宋政府至少还造了4架　

观测用的铜浑仪。　

　　　　　公元995年制造的一台，置于测验浑仪刻漏所。　

　　　　　公元1010年制造的一台，置于宫内龙图阁。　

　　　　　公元1052年制造的一台，置于翰林天文院。　

　　　　　公元1074年制造的一台，置于太史局。　

　　　　　1081年，有人向宋神宗提出，应当有人来鉴定这4台铜浑仪，看哪一台　

最为准确。宋神宗为此专门任命一位天文学家欧阳发为详定浑仪官。欧阳发　

详定的结果是，这几架仪器都不行，应该重造。宋神宗又下诏命欧阳发再铸　

一套浑仪、刻漏和晷表（测日影的仪器）。但不知道这套浑仪是否开铸和铸　

成。　

　　　　　1086年，哲宗登位后，由太皇太后高氏听政，又提出了详定浑仪的事。　

这次的任务交给了苏颂。苏颂召集了政府内的许多天文学家，查阅了各种文　

书档案，再到各天文机构进行了实地调查。这次鉴定的结果是：公元995年、　


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1052年所造的两架浑仪，都很实用，否定了公元1074年所造的仪器，认为　

这台浑天仪“环、器怯薄、水跌低垫，难以行使。”没有对公元1010年制造　

的那台进行鉴定。　

　　　　　苏颂趁汇报鉴定结果的便利机会，提出了他的新建议。他说，从汉代张　

衡以来直到本朝太平兴