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水利驱动无需充电,可以精准观测和模拟星空变化,还能实现自动报时。这不是现代智能机器人,而是九百多年前古人制作的用来研究天文的仪器。它的诞生源于人们对天地运行的持续探索,古人主要根据日月星辰的变化来了解季节、时间和方位,判断气候变化,预测水旱灾害。随着对天文准精度要求的不断提升,肉眼的观测和记录已经不能满足人们的需求,而天文仪器正是帮助人们延伸观测深度与广度的重要工具。先秦时期,古人主要通过圭表等原始观测工具来记录日影长度,推算节气,制定历法。东汉时期,张衡制造了用漏壶滴水带动绕轴旋转的魂像,实现动态天文演示。隋唐时期,伴随着对天象认识的深入和国力的强盛,天文仪器的改进也随之展开。曾一行两命赞制造的水运浑天俯视图魂像,通过设置类似现代钟表擒纵装置的机构实现自动报时。在经历了先秦时代的萌芽、两汉时代的奠基、隋唐时代的发展之后,中国古代天文遗迹在宋元时期达到了高峰。北宋时期的苏、宋水运仪象台融合了天文、数学、冶金、水利等多学科的突破,是中国古代科技集大成者。它高近12米,基宽约7米,集浑仪、浑象与报时装置于一体,是由苏颂、韩公廉主持建造的一台大型自动化天文仪器,不仅制作精美,构思巧妙,而且用途广泛。水运仪象台为木构建筑,台面呈正方形,上窄下宽,四面以木为柱,共分三层。上层浑仪是一个露天的平台,设有浑仪。浑仪是中国古代精确测量天体位置的核心天文仪器,通过漏壶水力推动齿轮,使浑仪自动同步恒星周日运动,从而实现天文追踪,为立法制定星图绘制及天象预测提供数据支持。根据苏颂水运仪象台观察所绘制的星图在当使世界科技史上居于领先地位。西欧直到14世纪文艺复兴以前,观测到的星树是1022科比苏颂星图少422颗,晚了三百余年。中层是一间没有窗户的密室,里面放置魂像。魂像是中国古代用于模拟天体运行的精密仪器,类似现代的天球仪文像,表面雕刻立体星图,星体位置与真实天象实时对应,通过内置水力驱动模拟天体运行规律,以展示星体的相对运动,是天文学研究、立法验证和天文教学的重要工具。下层包括报时装置和全台的动力机构等,设有向南打开的大门,门内装饰有五层木格,后面是机械传动系统,其通过水流驱动书轮转动,带动木格内的小木人出来报时。为什么偏偏是北宋时期可以造出如此庞大恢弘的水印印象台呢?除了中国古代科技发展的不断积累和突破外,还受到北宋政治环境和社会经济的重要影响。输送制造的水运仪象台适应了北宋政权制定精确立法的现实需要。同时,北宋当时经济高度发展,国库财力充盈,有力支持了这一项目的。完成水运仪象台耗时七年,投入资金高达5万罐,相当于当时北宋年度财政收入的1‰。所以它完全称得上是国之重器,是宋朝的国家大科学装置。天文仪器,是人类感官的延伸。