[博物馆计量文物鉴赏-23] 赤道经纬仪与黄道经纬仪：南怀仁监制的西式天文仪

文物信息

文物名称：赤道经纬仪、黄道经纬仪
馆藏博物馆：北京古观象台（全国重点文物保护单位，1982年）
年代：清康熙八年至十二年（1669-1673年）制造，康熙十二年（1673年）建成安装
材质/尺寸：青铜铸造。赤道经纬仪重2720千克，高3.380米；黄道经纬仪重2752千克，高3.492米
监制：比利时耶稣会传教士南怀仁（Ferdinand Verbiest，1623-1688），设计参考16世纪丹麦天文学家第谷（Tycho Brahe）的欧洲古典天文仪器
文物级别：国家一级文物

计量功能

赤道经纬仪和黄道经纬仪是清康熙年间由南怀仁监制的西式天文测量仪器，安装于北京古观象台台顶。两台仪器分别承担赤道坐标系和黄道坐标系的天体测量任务，功能互补，共同构成了清初观象台的核心测量体系。

• 赤道经纬仪：测定天体的赤经和赤纬（赤道坐标），兼测真太阳时。整个观测部分由三个大环和一根极轴组成：
  
  
  
  
  • 最外层为子午环，呈正南北方向竖立，两面有刻度盘
  • 中间为赤道环，呈南高北低、与天赤道平行，环面均匀刻有24个大格代表24小时，每个大格再分成4个小格代表15分钟
  • 赤道环中心垂直竖立极轴，上端指北天极、下端指南天极，由南极伸出的两个象限弧支撑
  • 内层为赤经环，可绕极轴旋转；赤经环上设游标，与极轴凸起两点一线瞄准天体后，从赤道环读取赤经、从赤经环读取赤纬
    
  
    整个观测部分镶嵌在半圆云座内，由一条南北正立、昂首修尾的苍龙托起，龙的四只利爪分别抓住十字交梁的四端，每端装有调整水平的螺栓
• 黄道经纬仪：测定天体的黄经和黄纬（黄道坐标），兼测二十四节气。是我国第一架独立的黄道坐标系统观测仪器。由双龙底座承托，主要用于观测太阳和行星等天体在黄道带上的运动
• 刻度制式革新：两台仪器均采用360度制刻度（而非中国传统365.25度制），并将度以下细分为分、秒，首次将西方角度计量的分秒体系引入中国天文观测。刻度同时标注中西制式，便于中西观测数据对照
  

历史背景

清康熙八年（1669年），亲政不久的康熙帝令传教士南怀仁与杨光先在大学士图海等官员监督下，于观象台演算节气时刻、推算月球和行星位置，结果南怀仁一方胜出。康熙帝遂恢复使用西洋新法编历，为受迫害的汤若望平反，将杨光先革职查办。

因观象台沿用的明代仪器不适用于西洋新法，康熙帝授命南怀仁采用当时欧洲通用的度量制和仪器结构，为观象台添置新仪器。康熙八年至十二年间，南怀仁先后监造了赤道经纬仪、黄道经纬仪、地平经仪、象限仪、纪限仪和天体仪共六件大型青铜天文仪器。这些仪器参考第谷式欧洲古典天文仪器设计，但底座和装饰采用中国传统龙纹云饰，体现了中西合璧的特色。

1900年八国联军攻入北京，德法两国侵略者瓜分古观象台十件大型天文仪器。赤道经纬仪和黄道经纬仪被法国掳走，运至法国驻华大使馆，后迫于国际舆论于1902年归还。其余被德国掠走的仪器辗转运至波茨坦离宫展出，直到第一次世界大战后根据《凡尔赛和约》于1921年才归还中国，重新安置于观象台上。

计量学意义

• 中西计量体系融合的实物见证：360度制与中国传统365.25度制并存于同一观象台，刻度同时标注中西制式，是17世纪中西天文计量体系融合的直接实物证据
• 分秒体系引入：首次将西方角度计量的度-分-秒分划体系引入中国天文观测，提高了天文测量的分辨率和精度，为此后中国天文计量的现代化奠定了基础
• 坐标互补：赤道经纬仪和黄道经纬仪并置，分别测量恒星（赤道坐标）和行星（黄道坐标）运动，两套坐标系互补，体现了欧洲古典天文观测的系统化设计理念
• 第谷式仪器的东方移植：以第谷式欧洲古典天文仪器为蓝本，结合中国青铜铸造工艺和龙纹装饰传统，是西方科学仪器本土化的早期范例
• 劫后归来：两件仪器历经八国联军劫掠、跨国归还的曲折命运，至今仍完整保存于古观象台原位，是近代中国文物流失与回归的历史缩影
  

参观指南

赤道经纬仪陈列于北京古观象台台顶南侧东端，黄道经纬仪陈列于台顶西南角，均位于原始安装位置。北京古观象台位于北京市东城区建国门立交桥西南侧，是明清两代皇家天文台，从事天文观测近500年（1442-1929），是世界上现存持续观测时间最久的天文台之一。

台顶共陈列八件清代大型铜制天文仪器（赤道经纬仪、黄道经纬仪、地平经仪、象限仪、纪限仪、天体仪、地平经纬仪、玑衡抚辰仪），建议计量爱好者重点观察：
1. 赤道经纬仪的24小时刻度分划与苍龙底座
2. 黄道经纬仪的双龙底座与黄道刻度
3. 两台仪器的360度制刻度与紫金山天文台明代浑仪的365.25度制刻度对比
4. 台下紫微殿内"观象授时"匾额及天文仪器历史展览