（苏）B.H.ПиПyHbIров 著     张遐龄 译



拜占庭、伊斯兰教东方各国、中世纪印度日晷学、太阳钟和水钟的发展（2）

伊斯兰教东方各国的太阳钟和水钟。在拜占庭流传的古希腊罗马制造太阳钟的传统，在伊斯兰教东方各国得到了继承。在那里，就象在古希腊罗马世界一样，半球型太阳钟，如在第一章中提到的鹈鹕型的水平太阳钟，得到了非常广泛地传播。

双钟盘的太阳钟在伊斯兰教东方各国同样地得到了广泛地传播。第一只钟盘，象古希腊罗马鹈鹕类型钟一样，是按太阳高度来测定时间的，形如燕尾；第二只钟盘是用于确定麦加城（Мекка）方向的1，和第一只钟盘一起，实质上完成了太阳罗盘的作用。这样的钟，装有专用的刻度盘，从不同的城市指示麦加城的方向。

图1上所示的，就是公元十四世纪叙利亚阿勒颇（Aлепп）的这样一只钟。使用它时，要将钟沿子午线放置，然后转动钟盘，可以从标志在刻度上的一个城市或者另一个城市确定麦加城的方向。
 
土耳其人功克伊斯坦布尔以后，许多由希腊教教堂改装的伊斯兰教堂里，都安装了太阳钟。在索菲亚（София）、穆罕默德（Мухаммед）、苏莱曼（Сулейман）和其他的伊斯兰教堂的太阳钟，除了制造者的名字和划有标志太阳阴影行程的时刻线外，没有任何铭文。在一些太阳钟上划有取向麦加城的线，在举行宗教仪式时，祷告着的脸都向着这个方向。

在土耳其人建筑的所有的新伊斯兰教堂里，都安装了太阳钟。因此，建筑物的年龄与装在其中的太阳钟年龄是相应的。

公元六世纪，阿拉伯人和波斯人与拜占庭人发生了接触，向他们学会了制造太阳钟的技艺，很快，阿拉伯人自己就开始制造各种不同类型机械装置的水钟。公元六世纪初期，加伦——拉希德（Гаpyhaл-aл- Рашид）就能以艺术水钟作为礼品送给查理大帝（Карл Beлиkий）,这是阿拉伯人制造的。

爱金加尔德（эггиHард），查理大帝的史料研究者，关于这只钟是这样写的：“在波斯国王之后，受总主教福马（Фома）的委托，阿勃达拉（AбДалла）和两个耶路撒冷阿訇来到了皇帝面前。这两个阿訇，格欧尔格（Гeoрг）和费里克斯（Филикс）从波斯国王那里给查理大帝带来了若干礼品，顺便也带来了制造得非常精致的镀金水钟。这只钟用特殊的水力机械指示时间，以一定数量的球落入脸盆中产生的响声来报时。中午时，12个侠客从关着他们的门中走出来。这个钟还有许多奇观，若叙述起来就太长了。皇帝将钟运到了阿亨（Ахен）的宫殿。”

查瓦哈尔拉尔勒•那鲁（DжaBaxapлaл Hepy）指出：“在大马士革有著名的塔钟，同样，在加伦•拉希德时代的巴格达也有。”那鲁没有引证资料，因此，难以判断他报导的真实性。但有一点是无可争辩的，即伊斯兰教东方各国在制造水钟方面取得了很大成就。在加伦•拉希德时，水钟不仅在天文台，而且在日常生活中，已经在伊斯兰教东方各国得到了广泛应用。

阿拉伯人的水钟，已有很复杂的自动机构。除了时间外，钟还能按日历指示节日、太阳在黄道的位置和其他一些天体的位置。

例如，公元1358年制造的著名的钟《MeHгaHax》就是一个奇术家。根据巴尔格尔（Баргер）所写，在这个钟里，钟壳上粘有小树，其上有巢，巢中有一鸟，还有两个雏鸟。蛇缠绕在树干上。在钟的露台上，有九个门。齿轮转动，门打开，从中飞出两只鹰；蛇咬住了一个雏鸟，雌鸟发出吱吱声。从门里走出一个年轻的奴隶，右手拿着一本书，书上出示着现在的时间；左手好像在向哈里弗（Kалиф）致敬。

流传下来的12个宏伟水钟的资料表明，这些水钟都是在公元1250年制造的，其中，大多数又都是伊斯兰教的机械专家制造的。对这些钟的记述，都保存在公元十三世纪初加札尔（Гaзap）和利德万（Pидван）的阿拉伯文的论文中。机械运动是籍助绕过凸轮A系在绳上的重锤（图2）和下降的圆柱体来实现的；对它们的运动的监测，是用水容器中的浮标来稳妥保证的。这些水容器是填满的，或者是空的，用专门的装置来调节。小的传动齿轮在钟里没有使用，正如支•别尔那尔（дж•БepHал）正确指出的：“它的精度和齿轮传动力都不够”。

我们来研究一下两种典型的水钟，一个是苏尔坦•萨拉金（Султан СаладиH）（公元1146~1163年）统治时期安装在大马士革伊斯兰大教堂的。这个钟是以关于钟的论文而著名的利德万发明的。大马士革的钟（图2），是由一个大拱门组成，其上有12个拱环，即那时一昼夜的小时数。两个隼雏B是用青铜铸的，紧挨第一个和最后一个窗口。每过一小时，它们依次从一个拱环走向下一个，现在已经过去多少时间，就掉入蓄水池多少个小球。也可以分辨出夜里时间，因为光源是从第一个拱环向最后一个（D,E）移动。拱环装有玻璃，用红光照射，增加了清晰度。

钟机构不包括齿轮传动，运动是从浮标C籍助于缠绕在不同滚子和滑轮的绳子和细绳放下来时传递的。在绳子的两端有平衡块——砝码。

加札里（Газаpи）制造的水钟，也是很典型的（图3）。钟的正面高约4米，上边是拱环，环的最外圈是可以运动的，其上有黄道十二宫。在它们的下边是太阳和月亮的图形，它们的升起和落下与一年的时间相对应，也与黄道十二宫对应。再下边是两排小窗口，每排12个（T1和T2）。上排得窗口可以打开，艺术形体从里边出现；下一排的窗口可以变换自己的颜色。半月形的指示器D沿着导轨经过底下一排窗口。在每一小时完了时，置在壁龛的鸟V1和V2低头，并向青铜容器B1 、B2中抛出小球。在6、9、12小时，号手M3和M4吹响号，鼓手M1和M2敲鼓，洋琴手M5打击洋琴。在夜里，第一个小时开始时，12个球中的一个发出勉强可以看见的光。以后每一个球的照度依次增加，球成为发光体。
 
在《天文学的书》中，叙述了很有意义的水银钟（图4）。这本书是由一组学者根据阿拉伯的资料，为阿尔丰斯十世（Альфонс X.）卡斯季尔斯基（каcTильcкий）编写的。
 
a-概示图 b-侧示图 
A-重量（砝码）转动的头轮；
B-由孔隔板分开的水银容器；
C-转动钟盘的销钉； E-钟盘。
图4-在阿尔丰斯季尔斯基的书中描述的阿拉伯水钟

转动的头轮A使水银B升起，一直到水银成为运动重力的平衡重量为止。从这时起，砝码下降开始变慢，因此，水银将通过隔板上的孔渗透。隔板安装得能使水银自由流动。这样，头轮几乎是均匀转动，而且，只与水银的粘度和孔的直径相关。渗入到头轮的水银，不断地调节头轮的转动，直到绕在头轮上的绳子全部捯开为止。

哈吉尼（aл-XaзиHи）在《智慧的天秤》一书（公元1121年）中写到了利用秤重原理制造的钟。盛水的贮水器与两个杠杆臂之一连结，水从贮水器的小孔中流出，正好24小时流空。当贮水器装满水时，水籍助于悬挂在杠杆另一臂上的砝码处于平衡。由于水的流出，带有贮水器的臂升高，与悬挂砝码相反的臂降低，根据砝码的高度来确定时间。

中世纪东方各国的天文台对太阳钟、水钟和天文仪器的应用。 在中世纪东方各国，由于应用了数学、精密机械和成功地进行了天文观察，所以天文学得到了发展，取得了成就。加伦—拉稀德的儿子马门（aл-MamyH）时期，已经建造了两个天文台：一个在巴格达，一个在大马士革附近。巴格达的天文台建在先。马门在这个天文台开始建造日晷——大的铁柱子。为了寻求一年的真正长度，他建议利用日晷来进行观测。

由于白天的温度高，夜里的温度低，铁柱的高度也是在变化的。马门经过研究确定了这个变化的数值，这样，利用柱子进行精确观察才成为可能。根据观察的结果开始制定天文表、星表等等。数学和精密机械的发展，都提出了对这些研究的需要。
拜占庭人掌握的制作量角工具（和星盘）、各种形式的水钟和太阳钟，以及其他仪器的技艺，伊斯兰教的学者和工匠使其得到了相当的完善。

为了进行天文观测，需要各种仪器。巴塔尼（aл—БаттаHи）在拉克（ракк）建造的天文台使用了下列仪器和工具：星盘，如果不需要精密测量时，可以不用；日晷，当需要进行特别仔细观察时用；钟盘，可以有更细的刻度；水平和垂直的太阳钟；浑仪；视差尺；壁式象限仪，它的半径略小于一米；三角函数表，等等。

从公元882年到910年，巴塔尼在拉克进行天文观察。他认为籍助日晷和象限仪测量的精度，由于尺寸的增加是可以达到的。

在中世纪东方各国，马拉金天文台的正确性，是特别著称和荣幸的。这个天文台是那西尔•爱丁•图斯（Haсир-aд- диH aT-Tyc）于公元1259年建立的。天文仪器装备的程度在那时是不相同的。马拉金天文台不仅有太阳钟和水钟、天体地球仪、浑仪，而且还有各种系统和用途的坐标仪（墙壁的、转动的等等），观测日蚀、月蚀、二分点时间、黄道倾斜的仪器，正弦仪。

撒马尔汗天文台，是由季穆尔（тиМур）的孙子、卓越的天文学家乌鲁格别克（Улyгбek）于公元1425年建立的，按马拉金天文台装备的。在这些天文台有用于专门目的的各种不同的巨大天文仪器。

乌鲁格别克对日晷学也给予了很大的注意，因为日晷学是伊斯兰教天文学的传统。在撒马尔汗天文台对天文观察时使用了大规模的六分仪和水钟。水钟计时，是根据容器装满了沉到盛水贮水器底的时间来确定的。

萨怀•斋•辛格赫约于公元1724年在德里建立了自己的第一个天文台（图5）。他在那里进行了七天的天文观察，并根据观察的结果编制了天文表。在成功地完成这些工作之后，公元1734年，他在印度的贾普尔（джaйпур）建立了一个比德里更大的天文台。以后又在印度的乌詹（yджaH）、贝拿勒斯（Бенарес）和穆特尔（Myttp）建立了规模不大的天文台。在这些天文台安装了大规格的赤道太阳钟<