簡儀

簡儀是古代漢族天文學家發明的一種天文觀測儀器，它與渾儀一樣用於測量天體的位置。但是，渾儀的結構比較繁雜，觀測時經常發生環與環相互阻擋視線的現象，使用極不方便。元朝天文學家郭守敬將渾儀化為兩個獨立的觀測裝置，安裝在一個底座上，每個裝置都十分簡單實用，而且除北極星附近以外，整個天空一覽無餘。因此，古人稱這種裝置為“簡儀”。明英宗正統二年（公元1437年）按郭守敬所制儀器仿製的儀器中有簡儀一架，明清兩代欽天監用於觀測，以後就留在北京古觀象台，抗日戰爭前遷往南京，現陳列於紫金山天文台。

簡儀包括相互獨立的赤道裝置和地平裝置，以地球環繞太陽公轉一周的時間 365.25 日分度。簡儀的赤道裝置用於測量天體的去極度和入宿度（赤道坐標），與現代望遠鏡中廣泛應用的天圖式赤道裝置的基本結構相同。它由北高南低兩個支架，托著正南北方向的極軸，圍繞極軸旋轉的是四游雙環，四游環上的窺管兩端安有十字絲，這是後世望遠鏡中十字絲的鼻祖。極軸南端重疊放置固定的百刻環和游旋的赤道環。為了減少百刻環與赤道環之間的摩擦，郭守敬在兩環之間安裝了四個小圓柱體，這種結構與近代"滾柱軸承"減少摩擦阻力的原理相同。簡儀的地平裝置稱為立運儀，它與近代的地平經緯儀基本相似。它包括一個固定的陰緯環和一個直立的、可以繞鉛垂線旋轉的立運環，並有窺管和界衡各一。這個裝置可以測量天體的地平方位和地平高度。簡儀的底座架中裝有正方案，用來校正儀器的南北方向。在明制簡儀中正方案改為日晷。

簡儀的主要裝置是由兩個互相垂直的大圓環組成，其中的一個環面平行於地球赤道面，叫做“赤道環”；另一個是直立在赤道環中心的雙環，能繞一根金屬軸轉動，叫做“赤經雙環”。雙環中間夾著一根裝有十字絲裝置的窺管，相當於單鏡筒望遠鏡，能繞赤經雙環的中心轉動。觀測時，將窺管對準某顆待測星，然後在赤道環和赤經雙環的刻度盤上直接讀出這顆星星的位置值。有兩個支架托著正南北方向的金屬軸，支撐著整個觀測裝置，使這個裝置保持著北高南低的形狀。這是我國首先發明的赤道裝置，要比歐洲人使用赤道裝置早500年左右。

簡儀的創製，是我國天文儀器製造史上的一大飛躍。

郭守敬創製的簡儀，在清康熙五十四年（公元1715年）被傳教士紀理安當作廢銅給熔化了。現保存在南京紫金山天文台的簡儀是明代正統二年到七年（公元1437-1422年）間的複製品。

郭守敬（1231-1316年），河北邢台人，元代著名的天文學家。

郭守敬自小師從祖父郭榮學習天文、算學和水利。他對天文學尤其感興趣，常自己動手製造天文土儀器用於觀察天象。公元1276年，元太祖忽必烈下令編製新曆，郭守敬奉命參加修歷。四年後，新曆《授時歷》基本完成。這是中國古代一部優秀的曆法，在制定過程中，郭守敬作出了卓越的成績。郭守敬在制歷之初就提出了"歷之本在於測驗，而測驗之器莫先於儀錶"。為此，他在三年之內，共設計出簡儀、圭表、星晷定時儀，以及立運儀、日月食儀、玲瓏儀等12種新天文儀器，其精巧程度和準確度大大超過前人。除此之外，他還是位傑出的水利專家和地理學家，曾主持了若干重要的水利工程，至今受到中外專家讚譽。