張思訓

979年，張思訓對渾天儀進行了重大的革新，製造了世界上第一台自動天象儀——太平渾儀，又稱水運渾象。此儀用水銀作動力，是世界上使用水銀於機械儀表的始祖。自落下閎創造渾天儀之後，最初用人力推動其運轉，後來改用水力。但是人們在實踐中發現，“運轉以水，至冬中凝凍遲澀，遂為疏略，寒暑無準”。這樣對於報時、定節氣、造歷 的準確性關係極大，進而影響到人民的生產和生活。面對渾天儀動力出現的新課題，張思訓進行了許多試驗和探索，最終找到用水銀代替水作動力。因為水銀的內聚力很強，特別是具有在空中保持穩定的性能，可保證渾天儀正常的運轉。在渾天儀上安裝計時器，是我國唐代天文學家一行、梁令瓚的發明。他們在水運渾天儀上安裝擒縱器，指揮兩個木人按時擊鼓、敲鐘，產生了世界上最早的機械時鐘。張思訓對這個機械計時鐘也進行了較大改革。由擒縱器指揮的自動報時和擊鐘鼓的木人成倍增加，並把報時和擊鐘鼓分離為兩個系統，即“七值神左搖鈴，右扣鍾，中擊鼓，以定刻數。每一晝夜，週而復始。又為十二神各值一時。至其時，則自執辰牌，循環而出，隨刻數以定晝夜短長”。《宋史·天文志》稱：“其制與舊儀不同，最為巧捷”。袁綱《楓窗小牘》贊：“新制成於自然，尤為精妙”。 ^[1] 

張思訓於公元979年設計的渾象於公元980年製成。據《宋史‧天文志》載，其制：起樓高丈餘，機隱於內，規天矩地。下設地輪、地足；又為橫輪、側輪、斜輪、定身關、中關、小關、天柱；七直神，左搖鈴，右扣鍾，中擊鼓，以定刻數。每一晝夜，週而復始。又以木為十二神，各直一時，至其時則自執辰牌，循環而出，隨刻數以定晝夜短長；上有天頂、天牙、天關、天指、天抱(託)、天束、天條，布三百六十五度，為日、月、五星、紫微宮、列宿、鬥建、黃赤道，以日行度定寒暑進退。

這段文字所記載的機械部件和齒輪名稱，比唐代一行和梁令瓚的“水運渾天”記載要詳細得多。其中的“地輪”可能和蘇頌水運儀象台的樞輪即動力輪相類似。定身關、中關、小關一類機械也可能與蘇頌的天關、天鎖的功效雷同，是用於控制地輪的慣性運動的，也就是起擒縱器的作用。“定身關”一詞生動地表述了控制地輪轉動的意義。而在報時機械之上的天牙、天關、天束、天條等機件又可能是操縱渾儀或渾象的設置。以木偶製成的七直神、十二神」報時機件。

張思訓的這架天文鐘與一行不同之處，是以水銀推動動力輪，同時，“著日月象，皆取仰視”。《宋史‧天文志》還説：“按舊法，日月晝夜行度皆人所運行，新制成於自然，尤為精妙。”看來，張衡和一行等人的渾象都有部分需人操作或調整，而張思訓則設計了一種全自動的渾象。

可惜，有關張思訓儀象的文字記載過於簡略，更無繪圖留下來供我們研究。因而蘇頌的《新儀象法要》，在人類文化史上就顯得更為可貴了。