北宋一台12米高的机器自己报时，钟表关键零件比欧洲早六百年

发布者：浪迹天涯 2026-10-7 10:07

说明：本文资料由 AI 协助检索整理，所有史料与数据均标注出处并逐条核对。

钟表里控制走时的那个零件叫擒纵机构，很多人以为它是十四世纪欧洲人的发明。可北宋元祐七年（1092年），汴京就立起过一台十二米高的机器：不用人管，靠水推着，自己走、自己报时。

水运仪象台（图片来源于360百科）

一、它其实是一座装上轮子的天文台

主持这件事的是苏颂，当时任吏部尚书，奉命校验太史局在用的浑仪。他想到光有观测的仪器不够，还得有一台能演示天象、又能自动报时的机器，于是举荐了精于数学与机械的韩公廉。韩公廉先写了一卷《九章勾股测验浑天书》，又造出一台机轮木样试转，方案才获准。元祐三年（1088年）动工，元祐七年（1092年）建成。

按《新仪象法要》记下的尺寸折算，它是一座底边正方形、下宽上窄的木结构建筑，高三丈五尺六寸五分，大约十二米；底宽二丈一尺，大约七米。浑仪等部件是铜的，整台是铜木混合。全台分三层。

表一　这台机器的三层，各干什么

层次	放什么	干什么
上层露台	浑仪，顶上覆九块可拆的木板	观测日月星辰；观测时把屋板拆开，是后世天文台活动圆顶的先声
中层密室	浑象，也就是天球仪	一昼夜自转一圈，把星辰的起落演示给人看
下层	枢轮、漏壶、天柱，南侧五层木阁	靠水力带动全台；木人按时摇铃、敲钟、击鼓、举牌报时

示意图：水运仪象台三层剖面（上层浑仪、中层浑象、下层动力与报时），AI 辅助生成

全台的动力来自一个水轮，古人叫枢轮。《新仪象法要》记它直径一丈一尺、约三米四，上面装七十二根木辐、三十六个水斗，边缘带一圈勾状铁拨子。枢轮东侧是一组两级漏壶，壶里的水均匀滴下来，注进水斗。

示意图：枢轮（水轮）的辐条、水斗与供水漏壶，全台的动力从这里来，AI 辅助生成

光有水还不够。水是一直在流的，可天象必须匀速地走。枢轮顶上装了一组杠杆，名字叫天衡、天关、天权、左右天锁——听着玄，作用很实在：一个水斗积满，就把轮子拨过去一辐；刚拨完立刻被卡住，等下一斗积满，再放一辐。连续的水流，就这样被切成一段一段等长的转动。

表二　几个能对得上的数据

项目	数据	说明
整机	高三丈五尺六寸五分（约 12 米）、底宽二丈一尺（约 7 米）	《新仪象法要》所记尺寸，铜木混合结构
枢轮	直径一丈一尺（约 3.4 米）； 72 根木辐、 36 个水斗、 36 个勾状铁拨子	全台的动力来源，东侧配一组两级漏壶
天衡系统	天衡、天关、天权、左右天锁	控制枢轮一次只转过一辐，作用相当于后世钟表的擒纵机构
报时木阁	五层，共 162 个小木人	12 个紫衣、 23 个红衣、 126 个绿衣，另 1 个击钲
《新仪象法要》	三卷，附图约 60 幅，机械零件 150 余种	中国现存最早的机械图纸，复原全靠它