北京古观象台位于长安街建国门的西南角,始建于明代正统七年(1442年),是明清时期的皇家天文台,也是世界上古老的天文台之一。从明朝正统初年至1929年止,从事天文观测近500年,在世界上也是保持连续观测时间最久的天文台。

古观象台上安放的观天仪器,素以体型巨大、造型美观、雕刻精细着称于世。但是,在漫长的岁月中,这些瑰宝曾经历尽了人间的沧桑!

▲ 1902年,北京古观象台(德国国家博物馆藏)
1900年八国联军侵入北京,德、法两国侵略者曾把这8件仪器连同台下的浑仪、简仪平分,各劫走5件。法国将仪器运至法国驻华大使馆,后在1902年归还。德国则将仪器运至波茨坦离宫展出,在第一次世界大战后,根据《凡尔赛和约》的规定,于1921年装运回国,重新安置在观象台上。这些奇门法器,曾帮助我们祖先探索星空、解读大地,今天,就让我们来逐一认识下。

▲ 天体仪
天体仪,制于清代康熙十二年(公元1673年)。仪重3850千克,仪高2.735米。主要用于测定天体出没的时间和方位,以及求任何时刻天体的地平高度和方位角。此外还有60多项用途。但它主要用于黄道、赤道和地平三个坐标系统的相互换算以及演示日、月、星辰在天球上的视位置等。仪器由比利时传教士南怀仁监制。此仪用一个直径为六尺的铜球代表天球,球面上布列着大小不等的镀金铜星1876颗,并把它们分为282个星官。球面上刻有赤道圈,与钢轴垂直。铜球外边南北直立的是子午圈,其上最高点代表天顶的的铜制火球。球面外与地平平行的是地平圈,四根立柱托着地平圈立于底座上。该仪曾于1900年被德国侵略者掠至柏林,1921年德国归还后才被重新安放在北京古观象台上,至今球面上还留有德国侵略者当年留下的弹痕。
▲ 黄道经纬仪
黄道经纬仪,制于清代康熙十二年(公元1673年)。仪重2752千克,仪高3.492米,主要用于测量天体的黄经差、黄玮和二十四节气,是我国第一架独立的黄道坐标系统观测仪器。

▲ 赤道经纬仪
赤道经纬仪,制于清代康熙十二年(公元1673年)。仪重2720千克,仪高3.380米主要用于测定真太阳时,天体的赤经差和赤纬等14项用途。由比利时传教士南怀仁监制。是我国第一架独立的黄道坐标系统观测仪器。外圈的正立圆环是“子午圈”,两极装有铜轴,用半圆契合、使它固定。里面的圆环为“极致圈”,连接在极轴上,距黄极90度。横置的圆环是“黄道圈”,和极致圈相直交,两圈的交点分别为:靠近北极者为夏至点;靠近南极者为冬至点。最里面是“黄道经圈”,用铜轴贯于黄道南北极。支撑子午圈的是一个半圆形云座,座下用两条相背的升龙支撑,下接斜十字交梁。由于我国历代天文学家对黄道坐标系统并不十分重视,因此,该仪制成后使用较少。

▲ 地平经仪
地平经仪,制于清代康熙十二年(公元1673年)。仪重1811千克,仪高3.201米。主要用于测定天体的方位角。由来华的比利时传教士南怀仁监制。此仪主体是地平圈,圈内设有东西通径,中间为圆盘,用云柱支撑。周边用三根龙柱及一根铸造精细的铜柱支撑,下面是十字交梁,有螺柱用来调整水平。在东西柱上,又立两根柱,两只苍龙沿柱蜿蜒而上,顶端各伸出一爪,合捧一个火球,球心表示天顶,与地平圈的中心成一条垂线。沿垂线方向安有一根上指天顶、下指地心的中空立表,此表可旋转360度,立表下端设有一个与它垂直的横表,其长和地平圈外经相齐,平放在地平圈上。立表的中空处上下各设有一个立柱,柱顶端有一个垂直的小孔,旁边有一个小孔贯穿两侧,并与垂直的小孔相通,两个立柱用垂线相连,立表上端两侧平置两个小柱,从小柱分引两条斜线与横表两端相连。观测时,使待测天体与横表两端的线,和中心垂直在一个平面上,就可定出地平经度。此仪曾于1900年被德国侵略者掠至柏林20年之久,于1921年重新安置在古观象台上。

▲ 象限仪
象限仪,制于清代康熙十二年(公元1673年)。仪重2483千克,仪高3.611米。主要用于测定天体的地平高度或天顶距,又称地平纬仪。由比利时传教士南怀仁监制。主要部件是一个90度的“象限环”,环中间以一条腾云驾雾的巨龙作为装饰。象限环竖边上指天顶,下指地心,横边与地平线平行,横竖两边相交于圆心。仪器的背面正中是数轴,轴两端是圆的,象限环固定在数轴上,可做360度旋转。东西各有一立柱,立柱的上、下端都有一横梁相接,梁中心凿有圆孔用来安装竖轴。象限环的圆心,伸出一根横轴,其上挂窥横,窥横下端有立耳,背面设有夹螺子(现已折断),旁边有游表(已遗失)。1900年曾被法国侵略者掠至法国驻华大使馆内,1902年归还我国,重新安置在古观象台上。

▲ 纪限仪
纪限仪,制于清代康熙十二年(公元1673年)。仪重802千克,仪高3.274米。用来测定60度角以内任意两颗天体的角距离和日、月的角直径。由来华的比利时传教士南怀仁监制。主要部件是一个60度的圆弧和一个干,干末端有手柄,柄端有一个小环,用来挂滑车的钩(滑车已散失),干的顶端伸出一根横轴,用来挂窥横(原窥横已遗失,现仪器上的窥横是后配的),横轴稍下位置,左右各立一个小柱,用来帮助测量。60度的圆弧而以流云作为装饰,背部有枢轴,可以随意调整高低,用半圆齿轮来支撑,同时还设有用来转动的柄轮,观测时可以左右升降,它的下面中柱,插入游龙缠绕的圆座柱里,可四方旋转。1900年曾被德国侵略者掠至德国,1921年归还中国,被重新安置在古观象台上。

▲ 地平经纬仪
地平经纬仪,制于清代康熙十二年(公元1673年)。重7368公斤,高4.125米。主要用于测定天体的方位角和地平高度。由来华的耶酥会传教士德国人纪理安负责督造。此仪集地平经仪和象限仪的构造与作用于一体,所不同的是,将象限弧向上,游表不用夹缝方法,而采用游表两端各开一窥孔的方法,装饰上与前两架仪器有所不同,它是古观象台唯一采用西方文艺复兴时期法国式艺术装饰的天文仪器。使用时减少了由于两架仪器测量所带来的误差。1900年,此仪和其他四架仪器被掠至法国驻华大使馆内,后迫于舆论压力,于1902年归还我国。今天我们仍然可以清楚地看到侵略者留在挡风罩上的弹孔。

▲ 玑衡抚辰仪
玑衡抚辰仪,乾隆九年(公元1744年)下旨铸造,重5145公斤,高3.379米。主要用于测定真太阳时,天体的赤经差和赤纬。仪器南面用满、汉两种文字镌刻“御制玑横抚辰仪乾隆甲子年造”。仪器分为三重:最外一重叫:子午双圈,双圈空隙表示子午线;赤道单环与子午双圈相交。子午圈下半部分用云座支撑,南北两极设有铜轴。中间一层由连接在南北两极的赤道经圈和游旋赤道圈组成。最内层是贯于两极轴上的双层赤经圈,其上端有一十字丝,使观测更为准确。1900年该仪曾被德国侵略者掠至柏林,于1921年归还我国,重新安装在北京古观象台上。“玑衡抚辰仪”是清代制造的最后一件大型天文观测仪器,它高大雄伟,雕刻细腻,除了作为观象台上的一架观天仪器之外,也是一座精美的工艺品。


