《新仪象法要》主要内容简介及赏析

　　曾名《绍圣仪象法要》、《仪象法纂》等。关于天文仪器的专著。二卷。宋苏颂撰。约成书于宋绍圣初。
　　苏颂，字子容。生于宋天禧四年（1020年），卒于宋建中靖国元年（1101年）。福建泉州南安人，宋庆历二年中进士，此后终生为官。先后担任过地方官与“馆阁校勘”、“集贤校理”等职，熙宁二年在中央政府任“知制诰”、司农寺长官等职，晚年由吏部尚书而翰林承旨，后任尚书左丞，升宰相。元祐占元年奉诏检验当时太史局、天文院所用新旧浑仪。元祐七年制成水运仪象台，约在绍圣初苏颂著成《新仪象法要》一书。他还曾在宋嘉祐二年组织增补过药物书《开宝本草》，嘉祐七年（1062年）著成《本草图经》。
　　现在看到的通行本，书的第一部分是《进仪象状》，是作者受诏以后校验仪象并组织领导制造新仪以后，向皇帝报告工作的呈状。以下分别是关于浑仪、浑象、星图、整体结构及动力与运转等五个部份。《进仪象状》说明了水运仪象台的缘起、研制经过及与前代同类仪器的比较，对于了解宋代天文学仪器和天文学发展十分重要。
　　宋代先后制成过许多大型的天文仪器，宋太平兴国四年，张思训制成一台漏水转浑象，实际采用水银为动力。因水银比重大，减小了动力水车上戽斗的体积；水银粘滞系数随温度变化小，可使仪器冬夏运行速率差别不大。宋至道元年韩显符制成一台铜候仪，宋大中祥符三年他又制成一台教学生使用的浑仪。宋皇祐三年舒易简等人制成皇祐黄道铜仪。宋熙宁七年沈括等人制成熙宁浑仪。这些仪器各有所长，所以元祐初苏颂受诏检验这些仪器。
　　《进仪象状》中他写了考察结果。他发现熙宁浑仪“环器怯薄，水趺低垫，难以行使。”还发现即使是在同一台仪器上观测，不同观测人员因其操作上的差别造成同一对象的不同测量结果。那时还没有提出人差的概念，但这一发现实际上是看到了人差对观测的影响，即“测候须人运动，人手有高下”故而“各指得失，终无定论。”
　　为了避免人差造成的“终无定论”状态，他想到了古代张衡和太平兴国年间的水运浑象都不需要人力去推动，若能将浑仪和演示用的浑象结合成一台仪器，都用水力推动使其同步旋转，则自然消除了人差。《进仪象状》写出了他制造水运仪象台的动机。
　　制造一台前人未曾作出过的大型仪器，不但两台仪器要联动，还要在水力推动下和实际天穹周日旋转的速度相同，显然不是容易的事。加之张思训的仪器“自思训死，机绳断坏，无复知其法制者。”制法失传，而“张衡之制，史失其传，开元旧器，唐世已亡”，以致没有现成资料。在这种情况下，他叙述了发现人才的过程。他发现吏部一个管文书的小官韩公廉精通数学和天文学，就委以设计制造的重任。
　　《进仪象状》讨论了古代浑仪称呼下实际上有三种类型的仪器，一种叫浑仪也叫铜候仪，是测量仪器，第二种叫浑象，是地平放在天球外边的演示仪器，第三种叫浑天象，是按张衡《浑天仪注》制成的地平放在天球里边的浑天说模型。苏颂认为浑象与浑天象功能相同，所以“今新制备二器而通三用”，新仪器中只有浑仪与浑象两种合在一仪之中。
　　在叙述了研制过程和制成后安装在武成殿前的盛况后，简略介绍了整个仪器的结构和功能，特别指出：“以水激轮，轮转而仪象皆动。”“浑仪则上候三辰之行度，增黄道为单环，环中日见半体，使望筒常指日，日体常在筒窥中。”“使人于其旁验星在之次，与台上测验相应，以不差为准。”其意思是说浑仪浑象都受水力推动，经过调整后仪器的转动速度达到白天太阳总在窥管中能看见一半，晚上看仪器上星的位置与天文台上实际观测的位置也不相差，这确实是当时世界上最高水平的仪器。不仅解决了人差问题，即使遇上连阴天看不见星象，也能从仪器上知道某星东出，某星中天。由于“璇玑中而星中为调，调则风雨时，庶草蕃庑而五谷登，万事康。由是言之，观璇玑者不独视天时而布政令，抑欲察灾祥而省得失也。”仪器与天相合则风调雨顺，所以在仪器上看天象是关系政令和占察灾祥的大事，对这样好的仪器需恭请皇帝看过后给于正名。
　　《新仪象法要》卷上介绍浑仪，有图十七种，并有文字说明。例如天运单环，图中画出一个圆齿轮，说明中指出这是一个新创，它与三辰仪在黄道南环外周的齿牙相联，有四百七十八牙，使之随天运环运转，与天符合。末尾是具体的尺寸数。事实上它是将浑仪分解后用图文对照的方式说明的。
　　卷中介绍浑象。除五种结构图外，另有星图二种五幅，四时昏晓中星图九种。五幅星图是为往浑象上镶嵌星象而准备的，是一部极为珍贵的全天星图，也是世界上最古的传世星图之一。星图中恒星位置的测量值取自元丰年间（10781085年）的观测。英国科学史家李约瑟赞叹说：“苏颂在一九四年出版的书中所画的一幅星图以麦卡托投影法描绘出半个天空，要记住，这在麦卡托之前五百年！”竭力称赞星图画法的先进。这五幅图中有二八三个星官，一四六四颗星，用小圈表示石氏与巫咸氏星，用黑点表示甘氏星。是本书中独放异彩的一个部份。
　　卷下是水运仪象台的总体、台内各原动及传动机械、报时机构等，共图二十三种，附别本作法图四种。其中还有一段无附图的文字，讲的是“仪象运水法”，即利用水力带动整个仪象台运转的过程。这些结构图是我国现存最古的机械图纸。它采用透视和示意的画法，给出机件的名称，是研究中国工程图学史的重要资料。王振铎先生在复原水运仪象台时，发现这些图的一点一线都有根据，书中所记尺寸数字是准确的。
　　根据书中尺寸，可知水运仪象台是一个巨型仪器，相当于今日说整个仪器高约十二米，分三层，宽约七米，大体相当于今日一座三层小楼。底层是动力装置和报时钟，中层密室内旋转着浑象，最上层是屋顶可以启闭的放着铜浑仪的观测室。它集测时、守时和报时于一仪，相当一座授时天文台。
　　动力和控制转动速度的部分，更是令世人瞩目。学者们一致认为书中记录下来的是世界上最早的天文钟。书中叙述一组提水机械将水灌入天河中，经过恒定水位的水箱漏水，每注满枢轮上的一个水斗，水斗就下沉，从而转动了枢轮，这就是动力。但一套杠杆装置使枢轮转动不会失控，它会被铁拨子阻挡而停止，只有下一个水斗又被注满下沉时才会打开。其作用是将枢轮变速转转化为间歇转，从而达到控制转速的目的，这套装置就是擒纵器。
　　擒纵器是钟表的灵魂，水运仪象台实在是一架带有擒纵器的水钟，这比欧洲发明擒纵器早了三百多年。《新仪象法要》用事实说明了钟表中这个关键设备的发明和应用，成为欧洲一些科学史家细心研读的书籍。他们还根据书中介绍，制造复原动力装置和水运仪象台，并将他们的复原制品送到博物馆展览。
　　《新仪象法要》是研究中国科学史、中国机械史、钟表史、中国天文学史的重要文献。它早已走出国界，成为世界各国科学史家关注的一部著作。但是它还不能看成水运仪象台设计图纸汇总，因为有些部分没有图，有些部分说明欠详。以致南宋时代想再造浑仪，拿着《新仪象法要》，调来了苏颂的儿子，也造不出来新的浑仪。
　　现今流传的《新仪象法要》一书的版本，都源出于南宋乾道八年（1172年）施元之的刻本，施元之曾根据当时所见的各本进行过校补，成为三卷的刻本。通行本中以《守山阁丛书》刊本为善，书中第一篇就是前面介绍的《进仪象状》。其它版本不详。