天文仪器的研制是天文学发展的基础,历代天文学家都很重视。我国古代天文仪器种类多、制作精、构思巧、用途广、装饰美、规模大,在世界天文仪器发展史上有重要地位,现分述如下:
种类多我国古代天文仪器有测角类的,如表、圆仪、浑仪、简仪、仰仪等;有测时类的,如圭表、晷仪、日晷等;有守时类的,如漏壶、更香、称漏等;有演示性的,如浑象、假天等。此外还有综合型的,集测时、守时、报时、演示于一体,如开元水运浑天、水运仪象台等,显示了多样性。
制作精历代制作天文仪器多为皇室所差,创制者多为国内名家,由皇室征召来京制作。工艺精湛,选料考究,无论是木制、铁制、铜制,都采用国内最新的技艺,刻度、分划、尺寸大小无不通过计算事先确定。漏壶中所用的水,其温度、洁度等都有特别要求,甚至代之以水银,这种一丝不苟的态度造就了精美的仪器。
构思巧这更是中国古代天文仪器的一大特色。多表并用,窥管中央置横丝,黄道在赤道上可移动的黄道游仪,应用小孔成像原理制作的仰仪、景符,仪器座基上的水平槽等,无不显示其巧夺天工。至于漏刻系统中采用的漫流装置、虹吸装置,刻箭随季节的变化,水运浑天系统中采用的擒纵器,可掀开的屋顶等等,更显示其巧妙的创造性。
用途广单从种类齐全就可以看出此点,更有甚者,一种仪器可有多种用途。简单的一根表可测时间,亦可定方向,再加一根游表又可测角度;正方案就是一块画有若干同心圆的方板,平置可当圭表使用,侧立又可测角度;仰仪既可测太阳坐标,又可供观测日食用,可观亏起方位和食分大小;安装有几种坐标系统的浑仪,可测天体的赤道坐标,亦可测黄道坐标(一种以赤极为极的假黄道坐标),甚至还可以测地平坐标,通过计算求其白道位置等。至于综合性的仪象台,更是集多种用途于一身。由于构思的精巧,致使用途多样而广泛。
装饰美这一点使我国的古代天文仪器成为东方文明的象征之一。著名的浑仪和浑象,不仅是举世闻名的科学仪器,亦是精美的工艺制品,仪器座基和支承架上装配的云龙图饰,栩栩如生,精美绝伦,即使到现在,仍使国内外参观者叹为观止。以现代工艺仿古代浑象制作的珠玉浑天象在国际展览中引起轰动;我国传统科学技术展览会上展示的浑仪和浑象模型使多少人以跟它们合照一张相为荣。这些装饰成为研究我国古代铸造技艺和东方传统工艺美术的好材料。
规模大由于有皇室的主持,大规模仪器的制造有了物力和财力的保证,单宋代制作的四件大型浑仪,每台都重约1万公斤,加工过程中使用的铜更不计在内。元初建造大都天文台,铸造了十几件一套的大型天文仪器,成为当时世界上规模最大、仪器最齐全最先进的天文台,可见其制作规模。