简仪

元代郭守敬发明的测量天体位置的天文仪器
简仪(Simplified Instrument),是元代天文学家郭守敬于元至元十三年(公元1276年)创制的一种测量天体位置的仪器。[2]
简仪是郭守敬在改革、简化测天工具浑仪的基础上创造出来的。简仪把地平坐标(由地平圈和地平经圈组成)和赤道坐标(由赤道圈和赤经圈组成)分为两个独立的装置:赤道装置和地平装置,因为每个装置都很简单,故名“简仪”。简仪除了北天极附近以外,整个天空可一览无余。其赤道装置中,四游双环的两面刻着周天度数,中间夹着窥管,窥管可以绕四游双环的中心旋转。只要转动四游双环和窥管,就可以观测空中任何方位的一个天体。地平装置中,阴纬环代表地平圈,环面上刻着方位;垂直立于阴纬环上的立运双环,则代表地平经圈,它可以绕轴旋转;双环中间夹有窥管,窥管可以绕立运环的中心旋转。地平装置能够同时测量天体的地平方位和地平高度。[2]
现代化天文台内大望远镜的赤道装置,尤其是英国式的类型,以及近代工程测量、地形测量及实用天文测量所用的经纬仪、航空导航用的天文罗盘等近代仪器最早的基本型式,都可说是脱胎于简仪。[4]简仪是中国首先发明的赤道装置,要比欧洲人使用赤道装置早500年左右,比西方丹麦天文学家第谷(TychoBrahe)的同类仪器早300多年。[5]

历史发展

创始于战国初期的浑仪是中国天文仪器中最重要的测天工具,但是它有两个缺点:一是装配复杂,二是环圈交错,彼此遮掩,观测不便。于是,从北宋开始,就出现改造浑仪的趋势,金元时,简仪应运而生。金章宗承安四年(公元1276年),有个名叫丑和尚的人向朝廷进呈天文仪器的图纸,其中有“简仪”一项,后来是否做成,没有下文。[6]