蘇松發(fā)明的水運儀表臺是中國古代的一種綜合性觀測儀器。它是一個自動化的天文臺,集成了觀察天文圖像的渾濁儀器、展示天文圖像的渾濁圖像、測量時間的遺漏和報告時刻的機械裝置。
蘇頌(1020~1101),字容,廈門同安人,北宋天文學家,藥物學家。
蘇松出生在一個學術官員的家里。他的祖父、叔叔、叔叔和兄弟都是宋代的學者。他的父親蘇申擔任大理寺、尚書生、外郎、直史博物館、翰林學士等官職。在這樣的家庭環(huán)境中,蘇松從小就勤奮好學,博覽群書。22歲時,他與王安石一起參加了金石考試。從那時起,蘇松開始了他的職業(yè)生涯。從地方到中央,他擔任了一系列重要的官職。最后,他成為了一名官員50多年,并取得了豐碩的成果。
事實上,蘇松在處理宋代政府事務時,作為一名科學家,表現(xiàn)出了嚴謹?shù)膶W術作風。蘇松在宋代文史博物館和集賢學院工作了九年。工作的便利性使他每天都能接觸到皇室收藏的許多重要經典和材料,其中許多是罕見的。蘇松對這些材料很感興趣。他每天背誦2000字的文章,然后在回家后保存它們。經過長期的積累,蘇松的知識變得更加深刻。在過去的九年里,蘇松還與張玉璽、林毅等編輯一起注冊了《匯友補神農本草》,并糾正出版了《急功近利》等書籍。他還主持了21卷《草圖經》。明代著名醫(yī)學家李時珍也對《草圖經》的科學價值給予了高度評價。
蘇松一生的標志性貢獻在于他制作了一個水運儀表平臺。1085年(元豐八年),蘇松組織了一批科學家,利用他們豐富的天文、數(shù)學和機械知識,開始設計和制作水運儀表平臺。花了三年時間,終于成功了。儀表平臺是世界上最早的天文鐘,集水力操作、天象觀察、演示和時間報告于一體。后來,蘇松寫了三卷《新儀表法》,詳細介紹了水運儀表平臺的設計和使用方法。
根據(jù)《新儀像法要》的記載,水運儀像平臺是一座木結構建筑,底部為方形,底部寬,頂部窄,分體積小。它大約12米高,底部寬度大約7米。它分為三層。上層為露天平臺,有一個漿儀表,由龍柱支撐,下面有一個水槽來確定水平。泥漿儀表覆蓋著木屋頂,以遮擋陽光和雨水。為了便于觀察,屋頂可以隨意打開和關閉,構思更為巧妙。從露臺到儀表臺的平臺基礎有七米多高。中間是一個沒有窗戶的房間“密室”,把泥濘的大象放在里面。天球的一半消失了“地平”下,另一半露在“地平”在上面,由車輪驅動旋轉,晝夜旋轉,真正再現(xiàn)了星星的起伏和其他天空圖像的變化。下層包括時間報告裝置和整個平臺的動力機構。有一扇向南開的門,有一個五層的木亭,木亭后面是機械傳動系統(tǒng)。
水運儀表臺的理念廣泛吸收了以往儀器的優(yōu)勢,特別是北宋早期天文學家張思訓改進的自動報時裝置的優(yōu)勢;在機械結構方面,采用民用水車、簡單車、橙棉、凸輪、天平秤等機械原理,集中觀測、演示和報時設備,形成一個整體,成為自動天文臺。因此,英國科學家李約瑟等人認為水運儀表臺“可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖?zhèn)魉\儀表”并稱贊蘇松是中國古代乃至中世紀世界最偉大的博物學家和科學家之一。