北京古觀象臺離北京站很近。在過去的幾十年間，我不知有多少次路過這里，但卻從來沒有進(jìn)去過。昨天一個偶然的機(jī)會，我第一次進(jìn)去參觀了這個觀象臺。
北京古觀象臺是世界上古老的天文臺之一，是中國古代天文學(xué)光輝成就的歷史見證，全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。
從明朝正統(tǒng)初年到１９２９年止，古觀象臺從事天文觀測近５００年，是現(xiàn)存古觀象臺中保持連續(xù)觀測最悠久的。
它以建筑完整、儀器精美、保存完好，觀測歷史悠久和在東西方文化交流中的獨(dú)特地位而聞名于世。 現(xiàn)在北京古觀象臺已經(jīng)改建為北京古代天文儀器陳列館，屬于北京天文臺，繼續(xù)在科學(xué)和科普領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
古觀象臺是由元代大都城的東南角樓改建而成的高臺磚砌建筑。 古觀象臺臺體高約１４米，臺頂南北長２０．４米，東西長２３．９米。上設(shè)８架清制天文儀器。臺下是紫微殿、漏壺房、晷影堂等建筑，內(nèi)置圭表、漏壺等儀器。
古觀象臺始設(shè)于元代，原名“司天臺”。明初攻克北京時毀于戰(zhàn)火，殘存的天文儀器被運(yùn)往南京保存。明正統(tǒng)七年（1442年）時重建此臺，崇禎年間（1629～1638年）由徐光啟、李天經(jīng)等人先后制造了極限大儀、平懸渾儀、平面日晷、候時鐘、望遠(yuǎn)鏡、沙漏等儀器。清代更名為“觀象臺”。清代康熙和乾隆年間，改用西方技術(shù)制造出天體儀、赤道經(jīng)緯儀、黃道經(jīng)緯儀、地平經(jīng)儀、象限儀、紀(jì)限儀、璣衡撫辰儀、地平經(jīng)緯儀等八件銅制的大型天文儀器。清制８架銅儀除了造型，花飾，工藝等方面具有中國的傳統(tǒng)外，均采用歐洲天文學(xué)度量制和儀器結(jié)構(gòu)。在刻度，游表，結(jié)構(gòu)等方面，具有法國路易十四時代的風(fēng)格，造型紋飾極為考究，反映了西歐文藝復(fù)興時代以后，大型天文儀器的進(jìn)展和成就。它們是東西文化交流的歷史見證。
清代制成的八件儀器是：
天
天體儀，古稱“渾象”，是我國古代一種用于演示天象的儀器。我國古人很早就會制造這種儀器，它可以用來直觀、形象地了解日、月、星辰的相互位置和運(yùn)動規(guī)律，可以說天體儀是現(xiàn)代天球儀的直接祖先。北京古觀象臺上安置的天體儀（如圖），是我國現(xiàn)存最早的天體儀，制于清康熙年間，重3850公斤。
赤道經(jīng)緯儀
赤道經(jīng)緯儀是清朝制造的八件大型銅鑄天文儀器之一，也是我國重要的古天文觀測儀器。1673年制成，重達(dá)2720千克，至今仍完好地保存在北京古觀象臺的觀測平臺上。
整個觀測部分由三個大環(huán)和一根軸承組成。最外面的大環(huán)叫做“子午環(huán)”，呈正南北方向豎立著，兩面有刻度盤。中間的圓環(huán)呈南高北低，與天赤道平行，因此，叫做“赤道環(huán)”。環(huán)面上均勻地刻有24個大格，代表24小時，每個大格再分成4個小格，代表15分鐘， 在赤道環(huán)面的中心垂直地豎立著一根軸承，叫做“極軸”，與子午環(huán)相連，朝上的一點(diǎn)指向北天極，朝下的一點(diǎn)指向南天極，并由南極伸出的兩個象限弧支撐著。里面的圓環(huán)叫做“赤經(jīng)環(huán)”，還可以繞極軸旋轉(zhuǎn)。
整個觀測部分鑲嵌在一個半圓云座內(nèi)，由一條南北正立、昂首修尾的蒼龍托起，龍的四只利爪分別抓住下面十字交梁的一端，每端都裝有調(diào)整儀器水平的螺栓。該儀器主要用于測量恒星以及太陽、月球、行星等天體的位置。
該儀是我國古代天文觀測中經(jīng)常使用的儀器，曾于1900年被法國侵略者掠至法國駐華大使館內(nèi)，后迫于世界輿論，于1902年歸還我國，被重新安裝在原來位置上。
黃道經(jīng)緯儀
黃道經(jīng)緯儀是中國第一臺以現(xiàn)代的黃道坐標(biāo)系統(tǒng)作觀測的儀器，適用于作觀測太陽和行星等天體的運(yùn)動。它代表著中國和西方文化與科技交流的重要成果。原物長 2.3米，闊1.77米，高3.34米，重約2752公斤。黃道經(jīng)緯儀主要分為外層環(huán)圈，只有一個子午圈；中層環(huán)圈,由極至圈和黃道圈組成；內(nèi)層環(huán)圈，由黃道徑圈、通軸和橫表組成；座架，包括云座、升龍、十字斜交梁和獅子。
地平經(jīng)儀
地平經(jīng)儀是我國古代的一種天文觀測儀器。重量達(dá)到811千克，公元1673年（清康熙十二年）制成， 現(xiàn)存于北京古觀象臺。
地平經(jīng)儀主要用于測量天體的地平方位角。其底座是副十字交梁，交梁上有三條屈身直立的蒼龍和一條銅柱，作為四個柱腳托著一個直徑兩米多的大銅圈，銅圈平行于地平面，叫做“地平圈”。圈面按東西和南北正相交成兩條直線，將地平圈分割成東南、西南、西北和東北四個方位，以正南和正北為零度，分別向東、西刻劃度數(shù)。在正東和正西兩點(diǎn)各豎一柱，兩條升龍盤柱而上，大約在一米半處相向合攏，在中心部分兩龍各伸出一爪，友好地捧著火球。再從地平圈中心垂直地豎起一根正方形的空心立表，并且和火球相連，立表上指天頂，下連底座中心的固定立柱。在立表的下端有一根橫表，平躺在地平圈上，可以帶動立表旋轉(zhuǎn)，橫表的兩端各有一根直線和立表頂端相連。
實(shí)際觀測時，轉(zhuǎn)動橫表，將待測星置于立表的空心處，與橫表兩端的直線構(gòu)成同一平面時，就可以從橫表所指的刻度盤上讀出待測天體的方位角。
象
象
所謂“地平高度”，就是觀測者到某顆星星的視線與地平面的夾角。在天文學(xué)上，這一角度叫做“天體地平高度”。
象限儀的下端是一根方形橫梁和一對十字底座，在兩個十字底座的交叉點(diǎn)上，各豎起一根高三米多的圓柱，兩邊均有一條龍扶持，起到裝飾和加固雙重作用。兩根圓柱支撐著一根雕有云紋圖案的橫梁，一根可以旋轉(zhuǎn)的立軸連接在上下兩梁的中間，固定著整個扇形的象限環(huán)。象限環(huán)內(nèi)雕有騰云駕霧的巨龍，既增添了儀器的生氣，又起著平衡作用；象限環(huán)的橫邊呈水平狀，并且與立邊垂直，在兩邊的交叉點(diǎn)處掛有一根游表，貼附在象限環(huán)面上。
實(shí)際觀測時，轉(zhuǎn)動象限環(huán)，將游表對準(zhǔn)待測星，觀看游表所指的弧面上的刻度，就可以知道這顆待測星的地平高度。
紀(jì)限儀又稱距度儀，是清朝制造的八件大型銅鑄天文儀器之一，是中國古代用于測量60度角以內(nèi)的任意兩天體的角距離的天文儀器，于1673年（也即是康熙十二年）鑄成，重達(dá)802千克。 現(xiàn)存于北京古觀象臺的觀測平臺上。北京古觀象臺上的紀(jì)限儀是中國第一臺在觀象臺上使用的紀(jì)限儀。由比利時傳教士南懷仁根據(jù)丹麥天文學(xué)家第谷的設(shè)計(jì)，參照明代儀器于清康熙十二年（1673年）鑄造，重802公斤。在中國清朝前沒有建造過這種儀器。紀(jì)限儀的使用豐富了中國古代天文觀測的內(nèi)容。
紀(jì)限儀的主要部件是一段60度的弧面，弧面半徑約兩米，寬2寸5分，在弧面內(nèi)飾有精細(xì)的對稱型花紋，以弧邊中央點(diǎn)為零度，向左右兩邊各刻30度，既有裝飾的效果，又有保持平衡的作用，使整架儀器的重心正好位于立軸上，儀面可繞立軸任意旋轉(zhuǎn)。從零度點(diǎn)到弧面頂點(diǎn)預(yù)設(shè)一根銅竿，整個弧面固定在銅竿上，并能上下左右轉(zhuǎn)動。銅竿后面的圓柱與銅竿上的橫軸相連，穩(wěn)穩(wěn)地插入一米高的游龍底座內(nèi)。在銅竿的上端還有一根橫軸，掛有窺尺和游表，貼附在弧面上。
實(shí)際觀測時，先把全儀旋轉(zhuǎn)，使主干向著待測兩星，然后用滑車移動主干的高低對準(zhǔn)兩星的中間，再由手輪將弧面與兩顆待測星移動到同一平面上，一人用掛于儀面頂端橫軸上的窺衡對準(zhǔn)一顆待測星，另一人用弧環(huán)上的游表對準(zhǔn)另一顆待測星。這樣，窺衡和游表兩者所指出的弧邊刻度差，就是這兩顆待測星之間的角距離。若待測得兩星距離太近，一星以橫軸為準(zhǔn)測量，另一星用小柱測量，讀數(shù)之差再減去十度就是兩星的角距。
1900年八國聯(lián)軍入侵北京，紀(jì)限儀以及另外四件北京古觀象臺上的天文儀器被德軍作為戰(zhàn)利品掠走，拆散裝船運(yùn)往德國。在德皇威廉二世要求下被安放在皇家花園的橙園中的草坪上。一戰(zhàn)后根據(jù)巴黎和會規(guī)定，德國將紀(jì)限儀等五件儀器歸還中國，修復(fù)后在古觀象臺上展出。
地平經(jīng)緯儀
這架由青銅澆鑄成的古儀，設(shè)計(jì)巧妙，制造精美、細(xì)膩，幾條游龍栩栩如生，氣魄宏偉，令人嘆為觀止，不愧為我國古代天文文物中的瑰寶。制于康熙52年－54年（公元1713－1715年），由來華的耶穌會傳教士德國人紀(jì)理安負(fù)責(zé)督造。儀重7368千克，儀寬1.8米，儀高4.125米.主要由地平圈、象限環(huán)、立柱、窺鏡四部分構(gòu)成。功用主要是用于測量天體的地平坐標(biāo)。此儀集地平經(jīng)儀和象限儀的構(gòu)造與作用于一體,所不同的是,將象限弧向上,游表不用夾縫方法,而采用游表兩端各開一窺孔的方法,裝飾上與前兩架儀器有所不同,它是古觀象臺唯一采用西方文藝復(fù)興時期法國式藝術(shù)裝飾的天文儀器.使用時減少了由于兩架儀器測量所帶來的誤差.1900年,該儀和其他四架儀器儀器被掠至法國駐華大使館內(nèi),后迫于輿論壓力,于1902年歸還我國.今天我們?nèi)匀豢梢郧宄乜吹角致哉吡粼趽躏L(fēng)罩上的彈孔。
在古觀象臺下的東方，有一個放置天文儀器的庭院。南邊是一座古式四合院，分幾個展室展出了《中國古代天文學(xué)成就展》之《時間歷法》、《天象記事》等。
