渾象是渾天家發明用來演示天球運動,說明渾天學說的一種儀器。最早的渾象是西漢耿壽昌製造的,而有明確記載的渾象當屬東漢張衡製造的水運。這架儀器的主體是一個直徑四尺六寸的大圓球,球上畫有二十八宿、中外星官、赤道、黃道、北極常顯圈、南極常隱圈、二十四節氣點,整個球安裝在南北極軸上,可以繞軸旋轉。

另外,張衡還根據一種傳說中的植物「蓂莢」,發明了一種叫做「瑞輪蓂莢」的裝置與渾象相連接,它能在上半月中的每天升起一片葉子,下半月的每天落下一片葉子,這樣就可以隨著月亮的盈虧顯示出一個月中日期的變化,相當於一個自動日曆。張衡還在渾象上裝了一套齒輪機械傳動裝置,利用漏壺中流出的水,推動整個渾象均勻地與天球做同步運轉。這樣一來,晝夜交替,星辰出沒就和實際天象相一致了。

張衡的水運渾象是一個劃時代的發明,在當時已經具有了機械天文鐘和自動日曆的雛形,對後世自動天文儀器的製造產生了很大的影響。

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