第二节 天文仪器

要提高天象观测的精度，就得使用测量天体所在位置的仪器。我国在公元前1世纪发明的浑仪，就是这方面独具特色的天文仪器。这种仪器的中部装有一根瞄准星体的窥管，该窥管可以分别绕着两个互相垂直的轴转动，以指向天空的任何部位，而所转动的角度亦可分别由相应垂直铜环上的刻度来表示。浑仪的独到之处，在于它的一个转轴就是通向南北天极的极轴。考虑到固定在天球上的恒星所做的周日旋转运动实际上是由地球自转引起的，因此，浑仪这种具有极轴的装置——赤道装置，对于消去上述旋转运动的影响、确定星体（例如行星等）自身的位置和运动是很方便的。而古希腊同时期所采用的黄道装置，操作起来则麻烦得多。

我国使用上述浑仪的传统坚持了1000多年，并且不断地有所完善和发展。特别是元代郭守敬设计研制的简仪（图3．2），把地平坐标和赤道坐标分别安装，既有同时并测的效用，又避免了互相遮掩的缺点，的确是我国天文仪器史上的一项重要贡献。郭守敬的简仪比丹麦天文学家第谷（ Tycho）于16世纪末在欧洲率先采用的同类仪器（大浑仪）要早300多年。因此，科学史大家李约瑟在评价简仪时认为：“对于现代望远镜广泛使用的赤道装置来说，郭守敬的做法实在是很早的先驱。”

郭守敬设计研制的古代天文仪器多达13种。其中测量位置（角度）的有上面提及的简仪，而测量时间的则有大明殿灯漏等。正是通过使用这些仪器所进行的实测工作，郭守敬求得历定回归年的平均长度为365.2425天。这比实际的回归年长度只差20余秒。在他参与制订的《授时历》中，使用了该实测回归年值。这对于使该历法成为我国古代精度最高的一部历法无疑起了重要作用。欧洲人从古罗马时代起，始终把一回归年的长度当作365.25天。直到公元1582年罗马教皇格里高利十三世改革历法，所采用的年长才和《授时历》相同，其时间则晚了302年。而上述《格里高利历》沿用至今，就是众所周知的公历。