赫姆勒天体星象钟
天,张目可及,地,伸手可触。但要说清道明天地间的关联真不容易。
早在古代的殷末周初,中国的先贤通过长期观察,认为“天圆如张盖,地方如棋局”,穹隆状的天覆盖在呈正方形的平直大地上。这就是中国最早的宇宙观——“盖天说”,亦即“天圆地方说”。
其后,随着观天手段的拓展,更多天文观测事实的积累,逐渐形成了“浑天说”。汉代大天文学家张衡在《浑天仪注》一文中通俗地解释“浑天说”:天就像一个鸡蛋,大地像其中的蛋黄,天包着地如同蛋壳包着蛋黄一样。
“盖天说”与“浑天说”其实质都是“地心日动说”。能够大体上说明四季常见的天象和气候变化。两者之间的争论连绵数百年。幸而这始终局限在认识论之争中,没有人因此而死于非命。
在西方,这种认识论之争可要摊上大事的。
公元二世纪,古希腊天文学家托勒密(90—168年)创立了地心宇宙体系,提出地球静止在宇宙中心,日、月、星辰沿圆形轨道围绕地球作昼夜旋转。这就是地心说又称为“地心日动说”。
16世纪中叶,波兰天文学家哥白尼认为:地球是围绕太阳运转的一颗普通行星。此即为日心说又称为“日心地动说”。
因为“地心说”恰好迎合了基督教义,被教会所利用,成为上帝创造世界的理论支柱。任何挑战这一理论支柱的言行都被残酷的禁锢。
所以哥白尼宣扬日心说的《天体运行论》被教廷列为禁书。
意大利学者布鲁诺因坚持日心说并宣扬宇宙无限的思想,在1600年被教会判火刑焚死在罗马。
用自制的望远镜探向天空,为哥白尼的日心说提供了有力的证据的伽利略,于1633年受到宗教裁判所的审判,并被判处终身监禁。
日心说从被哥白尼提出到最终为世人接受,期间的斗争一直持续了三个世纪。这是欧洲黑暗的中世纪。
对宇宙的认知,也体现在钟表上。所有可以显示时间和天文学信息的钟都可以称作天文钟。
世上制作于十七世纪之前的天文钟都是基于“地心日动说”的天文钟,如布拉格旧市政厅里的天文钟,斯特拉斯堡大教堂的天文钟及中国宋代的水运仪象台。
18世纪著名的制钟大师史瓦卞神父和菲力浦·马图斯汉(1739-1790)发明和制造的“宇宙仪” (“heaven machine”),这是基于“日心地动说”的天文钟。1782年德国的德拉克侯爵从马图斯汉处将此钟带回德国作为其科学器具的收藏品之一。该钟可显示小时、分钟、星期、月份和月相。赫姆勒 “天文钟”正是它的再创造品,也是目前世界上唯一能批量工业化生产的天文钟。
让我们随着对天文钟的启动设置,坐地日行八千里,巡天遥看一万河地探索天地间的奥秘吧:
首先,让我们沿着黄道盘推动带有黑色日期指针齿轮盘到12月20日。推动半圆形的地球球体支架将其固定在太阳的对面。这半圆形的地球球体支架倾斜大约23.5°。地球绕着倾斜轴自转并同时绕太阳公转。虽然在一整年之中转轴倾角都朝着相同的方向,但是因为地球绕着太阳运行,因此原先朝向太阳的半球会逐渐改变成背离太阳的半球,反之亦然。这种作用是造成季节变化的主要原因。
对于北半球来说,12月20日是一年当中黑夜最漫长的一天。这一天是冬至。
这之后,还沿着黄道盘推动带有日期指针的齿轮盘,令日期指针指到当地的实际日期。根据当天的农历,设置月球的位置。如果当天是初一,将月球置在太阳与地球之间,这是月黑风高夜,我们只能看到月球黑的一面;如果是初十五,隔着地球将月球置在太阳的对面,皎月高悬,我们可以看到月球银色的一面。
赫姆勒“天文钟”集星象、太阳、地球、月亮和钟声响铃设备为一体,每年这套日月地系统旋转一圈,精巧严谨的机械轮系再现了太阳、地球、月亮三位一体的天体运动。天文钟完美地再现了太阳—地球—月亮三位一体轨道运行结构。地球围绕太阳公转一周的同时每24小时自转一次,月亮以29.5天为一周期绕自己的轴心围绕地球自转。在地球上所见到的月球明亮部分的形状也随月亮的转动而不断地变化,从而产生了不同的月相,就连地球都完美地做出了一个23.5度的倾角,也就是说,我们可以准确地看到太阳的照射面。夏天的时候地球在这一边,而冬天的时候地球在另一边。
由于宇宙星体的运动相对缓慢,虽然地球环绕太阳公转的速度是30公里/秒,但将其体积缩小后,在星象钟上你就不会即时察觉到这一速度。然而,在这个钟上你可以每天、每周和每月跟进到它们的移动。这座天文钟的圆顶有刻制的星星,太阳之神,地球,月亮以及十二宫。每运行一年,地球经过黄道十二宫,抛光圆盘上有十二宫图、月和日的标志。
将浩瀚的太空浓缩为小小的天文钟,从星移斗转中我们可以领略到许多奥妙。起码,我们可以在黄道盘上找到自己的星座。