11世纪末，在宋都开封，诞生了世界上最古老的天文钟——水运仪象台。它集观测、授时、演示等功能于一体，直接体现了我国古代机械制造技术的卓越水平。水运仪象台是由宋代着名科学家苏颂主持建造的。苏颂，字子容，福建泉州人，曾任宰相、太子少师等官职，着有《新仪象法要》等科技着作。在《新仪象法要》中，苏颂详细介绍了水运仪象台。

水运仪象台之复原图

水运仪象台是一座底宽约7米，高约11米的3层木结构建筑。最上层是一个平台，上面有一座浑仪，浑仪以齿轮和下面的时钟装置相联，靠机械驱动，可随天球一起转动，以便跟踪观测天象; 浑仪上方有遮蔽日晒雨淋的活动木板，可以随意开启。整个上层装置与现代天文台的设计原理类似。中层是一个封闭的密室，里面放置一座浑象，浑象的中部有木框，使浑象上半边露出，下部隐没。浑象上绘有283个星座、1464颗星辰，并有银河、黄赤道及二分、二至点。浑象也与钟装置相连，由东向西运转，与天球运转保持同步，因而可以模拟天象。中层的原理与张衡的水运浑象差不多。水运仪象台的“心脏”在下层，水力驱动系统和报时器都在这里。水力驱动部分由一组供水机械和一组漏壶组成。供水机械主要部件是升水轮，打水人摇动 “河车”，驱动升水轮，将水提升至“天河”，然后流入最高一级的漏壶(“天池”)中。“天池”中的水经渴乌(虹吸管)流入“平水壶”，再由 “平水壶”流出，冲击“枢轮”，使“枢轮”运转，而水则回到出发点，供循环使用。“枢轮”的顶部附设一组杠杆装置，它可以控制 “枢轮” 运转的节奏和距离，使之接近匀速地运转。杠杆装置相当于机械钟表中的“擒纵器”。枢轮是“水运仪象台”的原动轮，它不仅驱动了浑仪与浑象，而且使报时系统运转。

报时系统是一个五层楼阁式装置，第一层是昼夜钟鼓轮，上面有3个小木柱，按时拨动3个木人。到了每个时辰的时初，红衣小人摇铃，到时正紫衣小人敲钟，每过一刻钟绿衣小人打鼓。第二层有24个司辰木人，分别手执写有12时辰的时初、时正名称的牌子。24个木人随轮转动，按时出现在楼阁门口，每昼夜轮回一次。第三层木阁上有96个木人，每一刻出现一人。第四层报告晚间的时刻，木人可以根据四季的变化击钲报更。第五层装有38个木人，木轮可根据季节变化报告昏、晓、日出、日入等重要时刻。这一百几十个小木人如同走马灯一样，轮流出现在观测者面前。制作者以高超的技术将报时与艺术完美地结合起来了。

苏颂主持建造的水运仪象台被公认为世界上最早的天文钟，仪象台还可能是现代机械钟表的直接祖先。在机械结构方面，水运仪象台更是集大成之作，齿轮、杠杆、虹吸、水车、凸轮、天平、漏刻等装置的原理，几乎都在其中得到了应用。这台仪器是我国11世纪天文学水平的标志，更是机械制造水平的明证。

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