简仪和正方案：郭守敬创制的测量天体位置的仪器   简仪是郭守敬创制的天文仪器中最具代表性的一件，体现了郭守敬在科学研究中，不断探索，勇于创新的态度。尤其是在他的地位和声名已经十分显赫时，却仍能身居高位，而在科学上不断探索，实属难得。 简仪是郭守敬于公元1276年创制的一种测量天体位置的仪器。因将结构繁复的唐宋浑仪加以革新简化而成，故称简仪。它包括相互独立的赤道装置和地平装置，以地球环绕太阳公转一周的时间 365.25日分度。简仪的赤道装置用于测量天体的去极度和入宿度(赤道坐标)，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。它由北高南低两个支架，托着正南北方向的极轴，围绕极轴旋转的是四游双环，四游环上的窥管两端安有十字丝，这是后世望远镜中十字丝的鼻祖。极轴南端重叠放置固定的百刻环和游旋的赤道环。为了减少百刻环与赤道环之间的摩擦，郭守敬在两环之间安装了四个小圆柱体，这种结构与近代“滚珠轴承”减少摩擦阻力的原理相同。 简仪的地平装置称为立运仪，它与近代的地平经纬仪基本相似。它包括一个固定的阴纬环和一个直立的、可以绕铅垂线旋转的立运环，并有窥管和界衡各一个。这个装置可以测量天体的地平方位和地平高度。简仪的底座架中装有正方案，用来校正仪器的南北方向。在明制简仪中,正方案改为日晷。博物馆为了便于观众了解构造和原理，在室内展厅还单独摆放了正方案的小模型。 ■元大都水系闸坝模型  元朝定都大都(今北京)后，要从江浙一带运粮到大都。但隋朝的大运河，在海河和淮河中间的一段，是以洛阳为中心向东北和东南伸展的。为了避免绕道洛阳，裁弯取直，元朝就修建了济州、会通、通惠等河，明、清两代，又对大运河中的许多河段进行了改造。 一是开凿济州河和会通河。从元朝都城大都(今北京市)到东南产粮区，大部分地方都有水道可通，只有大都和通州之间、临清和济州之间没有便捷的水道相通，或者原有的河道被堵塞了，或者原来根本没有河道。因此，南北水道贯通的关键就是在这两个区间修建新的人工河道。在临清和济州之间的运河，元朝分两期修建，先开济州河，再开会通河。 济州河南起济州(今济宁市)南面的鲁桥镇，北到须城(在今东平县)的安山，长150里。人们利用了有利的自然条件，以汶水和泗水为水源，修建闸坝，开凿渠道，以通漕运。会通河南起须城的安山，接济州河，凿渠向北，经聊城，到临清接卫河，长250里。它同济州河一样，在河上也建立了许多闸坝。这两段运河凿成后，南方的粮船可以经此取道卫河、白河，到达通州。 二是开凿坝河和通惠河。由于旧有的河道通航能力很小，元朝很需要在大都与通州之间修建一条运输能力较大的运河，以便把由海运、河运集中到通州的粮食，转运到大都。于是相继开凿了坝河和通惠河。首先兴建的坝河，西起大都光熙门(今北京东直门北面，当年这里是主要粮仓所在地)，向东到通州城北，接温榆河。这条水道长约20多公里，地势西高东低，差距20米左右。为了便于保存河水，利于粮船通航，河道上建有七座闸坝，因而这条运河被称为坝河。后来因坝河水源不足，水道不畅，元朝又开凿了通惠河。负责水利的工程技术专家郭守敬，先千方百计开辟水源，并引水到积水潭集蓄起来，然后从积水潭向东开凿通航河段，经皇城东侧南流，东南去文明门(今北京崇文门北)，东至通州接白河。这条新的人工河道，被忽必烈命名为通惠河。通惠河建成后，积水潭成了繁华的码头，“舳舻蔽水”，热闹非常。 在这两大改造中,开坝河、修闸坝都是重要举措。如今的郭守敬纪念馆里就陈列着微缩的闸坝模型，木石为原材料，小巧精致，闸坝原理可略见一斑。 (责任编辑：admin) |