古代的高科技仪器有哪些？秦皇汉武时期的伟大发明

今天边肖为大家准备了:有哪些古老的高科技仪器？有兴趣的朋友来看看！

先秦天文科学奠定基础后，秦煌和吴晗进入了整个体系的形成时期。这是一个极其重要的时期，一个大有作为、大有收获的时期。

第一，天文学理论

汉代有三种天体结构学说:叶璇学说、盖天学说和亨廷顿学说。

1.叶璇说

这是一个很有特色，很有见地的理论。

这一理论的创始人是谁不得而知。这是创始人的学生，赵蒙，谁担任秘书郎传递了这一理论。

据《晋书·田文志》记载，孟曾听老师说过:天空是一个空没有任何物质的空间，它的高度是无限的。人们的眼睛看着无边无际的天空，天空似乎是彩色的。这就像远处的一座黄色的山，但当人们向远处看时，他们看到的是一片绿色；就像俯视一个幽深的山谷，一片漆黑。但是绿色和深色不是它们的本来面目。这些天体，日月星辰，在苍茫的天空中自由飘浮空，没有任何束缚，一切运动都是由气决定的。

这个理论的优秀之处在于，它阐述了宇宙的无限性，否定了虚构的天球壳的存在，这是非常了不起的。但是对于太阳、月亮、星星等天体的运行规律没有具体的解释，也没有可供天文学家使用的数学模型。所以天体的运动根本就出了问题，这个理论就失去了实用价值。

所以这个理论虽然充满了光辉，却被它的不足所掩盖，这在当时是很难让世人欣赏的。

2.盖田说

起源于春秋战国时期天地的盖天论，此后发生了许多变化。尤其对于天空壳的形状，有三种不同的说法:第一，天空就像一个车罩；说天空的形状像竹帽；就像靠在引擎盖上。但这些都是次要的，关键是完善一整套数学模型。

盖天理论的数学模型记载在《周浩·舒静》一书中，描述了太阳的运动轨迹，具体表现为七个尺度和六个图解。

盖天说的天体结构和数学模型其实不太好。只是一个早期的理论，毕竟没落了，虽然汉代也有人修修补补。尤其是西汉末年的著名学者杨雄提出了八件难以遮天的事情之后，更是少有人相信。

3.亨廷顿说

种种迹象表明，浑天理论也应该是更早的理论。汉代是浑天说迅速崛起并占据主导地位的时代。这个时代，鼓吹“天”论的人和文献很多，现在能流传下来的就很少了。学术界公开提倡的代表性说法是张衡的《浑象注》。虽然这本书是否真的是张衡写的仍有争议，但其中所述确实可以作为汉代浑天论的代表意见。

“浑天仪”的说法就是这样一个场景:

宇宙像个鸡蛋，外壳圆圆的，包裹着，地球像个蛋黄，又大又小。天地浮于水上。天不随息而降，浮于水上而不降。

这是早期的天空理论。后来又有学者把天壳内部由半气半水改为全气，形成了后期的天理论。

天文学中吸引人们注意力的是它的数学模型:

周日是365℃，地球182℃浮在水面，182℃沉在水下。北极离地36度，南极离地36度。赤道垂直于极轴，极轴在天球上分为两半。黄色和赤道的交角是24度。黄道上夏至到67□度，冬至到115□度。这些价值观与现代的准确价值观非常接近，这使得浑天理论在古代确立了自己的专属地位。

无论是说夜、遮天、遮天，本质上都是推测性的，而不是经验性的，这是古代客观条件决定的。但在这种推测中，仍然体现了古代学者的实际观察结果和高度智慧的思辨能力。

第二，浑天仪

汉代天文科学的丰硕成果，不仅得益于天文仪器的进步，也包含其中。

西汉初年，罗为了制定历法，对原有的浑仪进行了改进，用它重新测量了二十巴苏的距离。

汉宣帝时，耿寿昌创造了第一台象仪。

东汉永元四年，民间天文学家福安在传统的浑天仪上加了黄道环。这一改进引起了著名学者贾逵的注意，他在永元十五年主持制造浑仪时吸收了这一成果，专门将其命名为太师黄道铜器。这一时期天文仪器制造的最高峰是张衡制作的水运图像。

这些天文仪器可分为浑天仪和浑天仪两种。

1.浑天仪

浑天仪是根据浑天仪理论制造的观测天体的仪器。最基本的浑天仪有一个固定的赤道环和一个可以绕极轴旋转的赤道环，赤道环上有一个窥视孔。

使用时，先将浑天仪的赤道环对准地球的赤道环，再将窥视孔对准要观测的天体，这样就可以在赤道环上读出具体数值。

以赤道环为参考进行观测，是以中国古代天文学中的赤道坐标为参考坐标。但中国古代的天文科学并不排斥其他坐标系，所以后来又增加了黄道环、白道环、地平线环、子午环、二分环、百年环。每增加一个循环，就可以在一次观测中多读出一个值，可以进一步提高观测的精度。2.浑象

大象是显示天体表观运动状态的仪器，是现代天体仪器的鼻祖。

大象的主体是象征天球的球体，上面绘有赤道、黄道圈、太阳、月亮、星星等天体。

大象可以让人们直观形象地了解当时的天象，无论白天黑夜，有利于人们学习、探索和掌握天体知识。

在耿守昌发明的基础上，张衡塑造了更先进的水运形象。它的主体是一个空心铜球，直径约5英尺，上面绘有黄色、赤道、二十巴苏等星星。与球体相连的是地平线圈和子午线圈。整个天球一半在水平圆上，一半在水平圆下，可以绕天轴旋转，表现出可以看到的天象。整个图像还连接了一套液压推动装置，利用漏水壶滴水的力量和漏水壶的定时，使图像能与昼夜变化同步，图像的演示与实际天空一致。

这是一项伟大的发明。从浅的角度来看，水运图像可以生动地展示天象的实际变化，普及天空理论，而从长远的角度来看，对整个天文学的发展和机械计时装置的发明具有重要意义。

天文仪器的进步，尤其是浑天仪的改进，很可能是最先受益于天文现象的观测和记录。

汉代对日、月、五星的观测精度有了不同程度的提高，内容不断扩充。比如在观测日食时，我们不仅要有具体的日期，还要注意食物点、方位、亏空方向、初始亏空、最后接触时刻等等。再比如对太阳黑子的观测，对时间、图像、大小、位置等等都有清晰的记录。其他如新星、超新星、极光等，从汉代开始就有详细记载。

说汉代是中国古代系统观测和记录天象的初始时期，绝对是好的。

汉代以前，中国古代的先民也有天文观测和记录。但由于各种条件的限制和客观因素的影响，一方面当时的观测不够系统，另一方面一些观测记录也没有得到很好的保存。

从汉代开始，一方面王朝的演变是正常的，历代对天象的观察更加正规；另一方面，有一部汉代的正史，成为古代保存天文资料最重要的文献。

这也是汉代天文体系形成的重要内容之一。

第三，历法体系

秦朝使用的是颛顼历，是古代六大历法之一。秦朝统一中国后，就成了国家历法，但毕竟没有完全保存下来，后人对它了解甚少。

现在人们对颛顼历的情况有所了解，只是因为唐代开元詹静保存了一些基本资料，如年代、新策略、张壁时代、纪元等。

颛顼历法一直沿用到汉初，这是由于汉初天下刚取之，改新历法为时已晚。直到汉武帝才把历法改革提上日程。公元前104年，有抱负的汉武帝命公孙龙、孙青、胡遂、司马迁讨论汉历的创建，并招募了当时著名的民间天文学家和占星家20余人参与具体工作。经过一番紧张的工作，一共提出了18个草案。经过集体讨论、考证和比较，最终采纳了邓萍的方案，于是诞生了汉代的第一个历法，即中国国家机构制定的第一个历法——太初历。

好东西往往会磨损，这个日历的原文早就没了。好在西汉末年，刘信利用这一历法中的主要资料，将其制成了三向历法，后人基本上可以了解太初历法的情况。

在三系历中，开始有七朔、闰法、交合、五星轮回。它把没有煤气的月份指定为闰月，并在135个农历月中设定了23个食物季节。这些大概就是太初历法的内容。

东汉元和二年，太初历法被废除，由贾奎、范丽和范丽引进。等人编制的季历，因此命名为季历，是因为《隋史》和《说课》这两个基本常数与战国时期的季历完全一致。

在整个汉代，最成功的历法是东汉末年刘虹编制的干象历法。干象历最早建立于东汉光和帝统治时期，最后定在建安十一年。然而，东汉并未采用这种历法，直到武二年才正式颁布。

在中国古代历法史上，干象历被认为是划时代的历法。这种划时代的意义主要体现在:

干像历是中国天文史上第一部以晚月运动为内容的历法；

首次在干像历中明确提出了交点月的概念，并给出了一个相当精确的数值27.55336；

干像历降低了北回归线的桶值，即把一年365□天的值提高到365.246179天，更准确；

干像历提出了限食的概念，使得日食发生率的判断更加准确；

干图像日历也创造了一个更准确的五星推算法与三个月的技术...

至此，我们就可以知道为什么甘香历被称为划时代的历法了！

从太初历法诞生的那一刻起，它宣告了中国天文学史上的一个重大事件:中国古代历法体系形成了！

众所周知，中国古代历法是阴阳结合，即太阳运行决定年份，月亮运行决定月份。为了使年和月的日期一致，闰月被设置来解决这个问题。但其实这并不是中国古代历法的独有特征，因为世界上绝大多数历法都是阴阳结合。

有人认为二十四节气是中国古代历法的特点，有一定道理。二十四节气的确是中国古代特有的创造，起源于古代，最终完成于汉初。二十四节气的本质是把阳历分成更详细的月份。因为农历不利于农业生产的及时性，所以有二十四节气。但二十四节气只是历法的具体内容，不能视为历法的系统性特征。

那么，中国古代的国家历法体系有什么特点呢？如果你能看看正史上记载的历法，你很快就会发现，除非你是专业人士，否则是看不懂的。原来中国古代的国历其实是天文历法，而不是普通的民间历法。

在这些历法中，有一系列天文特殊数据。如果你是专家，你可以看到这些数据的价值，并利用它们来计算所需的答案。比如你想知道什么时候会有日食吗？那只能根据日历提供的相关数据，还要了解相关的计算方法和公式，所以一般，为了计算结果。而如果你不是专家，你将一无所获。

这是中国古代国家历法体系的特点。

这一体系在太初历法问世时开始形成。