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漏水转浑天仪的主体是一个球体模型代表天球。球里面有一根铁轴贯穿球心,轴的方向就是天球的方向,也是地球自转轴的方向。轴和球有两个交点,一个是北极(北天极),一个是南极(南天极)。北---出地平面成36度角,这正是当时东汉首都洛阳的地理纬度。在球的外表面上刻有二十八星宿和其它恒星。在球面上还有地平圈和子午圈,天球半露在地平圈之上,半隐在地平圈之上。另外还有黄道圈和赤道圈,互成24度的交角。在赤道和黄道上,各列有二十四节气,并从冬至点起,刻分成三百六十五又四分之一度,每度又分四格,太阳每天在黄道上移动一度。
铜仪的两侧附有玉虬(龙)各一,吐水入壶,左为夜,右为昼。壶---别立着金铜仙人和胥徒,“皆以左手抱箭,右手指刻,以别天时早晚”。更有妙者:台阶下还有内装---与两壶相联的瑞轮、荚,靠着滴水的推动,依照月亮出入圆缺的变化,---地旋转开合,表示着朔、望、弦、晦等日期,广场浑天仪铸造厂,有如活动---一般,可见这件浑天仪及其附器,与近世的假天仪有许多相似之处。在此仪诞生的年,张衡先用竹篾制成一个模型,名曰“小浑”,进行了一系列的试验和校正,然后才铸作大仪。浑天仪是张衡血汗的结晶。他接着写了<浑天仪图注>和<漏水转浑天仪注>两本说明书,又撰成<灵宪>一部,绘制<灵宪图>一份。
从<浑天仪图注>记载可以看出小浑是一个较浑天仪小些的木质圆球,在圆球上先画出一大圆为赤道,再画一个与之成24度交角的大圆为黄道,在黄赤道上均分成365又?刻度,两者的起始都在冬至点。在赤道北极及其相冲处(即南极),各用针?一孔,作为圆球旋转轴的两端。取一长条竹篾,在其两头的中央各穿一孔,令这两孔之间的距离与圆球半个大圆弧的长度相等,将竹篾的两孔与南北两极相重合,竹篾则纵贯圆球,这时竹篾两孔间的连线必与圆球相切合,这是因为从北极到南极中心间也正好等于182又5/8度,即半个大圆弧。沿中分线把竹篾削去一半,必须使中分线正好是竹篾两端孔中心的连线。从冬至点起,令竹篾的中分线沿赤道每隔一度移动一次,每一次均读出它与黄道相交的度值,就可以得知赤道每增一度时,黄道度或少或多于一度的数值。这多少之数即为黄赤道进退数。赤道度增率大于黄道度增率时,为多,为进数;;相反,为少,为退数。这是我国古代量度黄赤道进退数具体方法的早、详尽的记载。
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