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探索赤道式日晷机理的新发现

2020-02-29 11:26阅读:
探索赤道式日晷机理的新发现
探索赤道式日晷机理的新发现
赤道式日晷是中国古代测影定时的计时器。是北宋进士,天文学家曾南仲设计的中国最早的赤道式曰晷和晷漏。又是南宋人曾敏行,在他的学术随笔集《独酲杂志》中记载了,曾南仲在当时设计制造了赤道式日晷和晷漏的事迹。在近代上海交通大学由吴振华教授,续写编撰了《日晷设计的原理》的论著,并在交大的徐汇闵行两个校区立之日晷,皆出其手,彰显了中华智慧,又使得校园景观争辉不少。其中《日晷设计原理》的论著中,详细记载阐述了北宋曾南仲的中国赤道式日晷,从起源、原理、设计、选材、制造、按装等,以及使用都作了详细的论述,并且有使用的碑文说明简介。
本文主要是探究赤道式日晷机理的新发现,至于侧影定时的计时器部分阐述,在互联网上的词条中,都有对赤道日晷的论述,在小学生五年级的科学课本中也有阐述,以及在故宫的赤道日晷前都设有碑文的说明,因此,作者就不再啰嗦。以下用四幅赤道日晷的示意图,来探究赤道日晷机理的新发现。

当赤道式日晷的示意图映入我们的眼帘。()发现赤道日晷原理的特点:(1)发现日晷的【晷面】与地球上的赤道面取向于平行,(2)发现日晷的【晷针】与地轴取向于平行,(3)发现日晷的【晷座面】,应与当地的地平面取向于平行。(二)发现赤道日晷的两个重要角度:(1)又发现赤道日晷的晷面与晷座面形成有一个交角度,其中这个角度对赤道式日晷是很重要的角度,这个角度就是赤道日晷的,所在地的春秋二分点正午时间点的太阳高度角,譬如北京故宫的赤道日晷的晷面与晷座面交角度为50度,也就是用北京故宫所在地纬度40°角度,去减赤道面点的春秋分点正午太阳的高度角90度,所得的50度,就是北京故宫的赤道日晷的晷面与晷座交角的50度的【天机】;(2
)还发现日晷的晷针与晷座面又形成了交角度,这个角度对于赤道日晷同样很重要,这个交角度就是赤道日晷所在地的纬度,也就是所在地的【北极星】的高度角。比如再以北京故宫为例,那就是北京故宫所在地的纬度的40°度,也就是北京故宫的北极星的高度角,还是北京故宫的赤道日晷的晷针与晷座面(地平面)形成交角的40°度的【天机】。(三)发现赤道日晷的机理:(1)发现赤道日晷在所在地能够同时测量出,春秋二分点的太阳和北极星的高度角,而太阳的高度角与北极星的高度角之和为90°度,恰合是赤道日晷的日晷面和日晷针的互为垂直的90°角度。再以北京故宫的赤道式日晷为例,所测得故宫在的春秋二分点太阳的高度角是50°度,北极星的高度角是40°度,二者之和也为90°度,恰好是赤道日晷的晷面和晷针所保持的垂直的90°角度。(2)发现赤道日晷原理遵循的是,太阳北极星投影与地球地平面,三者形成的一个直角三角形的自然规律,从三角形示意图中不难看出,赤道日晷的晷针指向北极星和南极星方向,晷面与赤道面所平行,日晷的晷座面就是【地平面】,而且三者构成了一个直角三角形的内角和是180°度,这就是太阳、北极星、地球在南北方向上的取向规律,遵循的是子午线的规律。(3)发现赤道式日晷还要遵循【地平面】的规律,才能保证赤道日晷测量出所在地的北极星高度角和太阳的高度角相一致;如果在一条子午线上安装上诸多个赤道式日晷,依据晷面与晷座面(地平面)的变化角度,就能直接计算出子午线上的各点之间的实际距离,并得到地球上一个子午线圈的周长。
在探究赤道式日晷机理的新发现,在中华古代的科学家最早使用“圭表”来测影定时间和测定方位角的。后来又发明了日晷,首先是用来确定日出日落的东西方向,也就是来确定地球上的东西方向上的纬度线,而赤道式日晷就有这样的机理。依据是《汉书.律历法.制汉历》一节记载:“太史令司马迁建议共议‘乃定东西,主晷仪,下刻漏”。《考工记.匠人》载:“识日出之景与日入之景,昼参诸日之景,夜考之极星,以正朝夕”。可以说:西方科学家迄今为止没有中华【以正朝夕】的基础科学理论,而西方科学家也是容不下中华【以正朝夕】的基础科学理论,所以,造成了地理学科和天文学科不能统一的科学理论,造成了地球上的经纬网和日出日落的东西方位角不符,造成了高中和大学教课书迄今为止,不能证明日出日落的方位角,太阳升落点呈现出正东正西的方位角。这是世界人类科学发展历史上的悲哀!,这是西方人的科学霸道理论所造成的,本来中华赤道式日晷仪,能把【以正朝夕】的基础科学理论诠释的如火纯清地步,西方科学家应该虚心学习,收录在现代基础科学理论的典籍。因为,曾南仲设计的赤道日晷的晷面与赤道的东西方向取向于平行,就能够证明赤道日晷所在地,是正东正西方向,其日晷的晷面就是取向与正东正西方向,并且晷面上的内圈,标注有十二个方位角的刻度盘(即中华的罗盘的东南西北的十二个方位角,),对应了十二个时刻的二十四小时刻度盘。当日出日落时日晷针直接指示出,太阳升落的方位角和白天的准确时间。我们仔细观测就会发现,日出日落点的投影在日晷针的影子顶端连线,能呈现出的是一条正东正西的直线,而不是一条斜线,而且是每天呈现出的是全新的正东正西方向线,并且与前一天和下一天的正东正西方向线,始终能保持平行而不会倾斜,证明太阳的投影在地球表面上的回归线内是在画纬度圈,并且是每天画一个纬度圈,而不互相相连,并与地球上的纬度圈相吻合,而不是连续的螺纹线式的纬度圈,这就是中华民族的科学智慧,这就是中华的【以正朝夕】的基础科学理论;而西方科学家所诠释的地球公转示意图和理论,是把太阳的投影在地球表面上,诠释成一个连续的螺旋线的纬度圈,且在地球仪上设置了有升交点和降交点,这就必然阐述成:日出日落是运行的是一条错误的斜线!,而太阳的升落点是不在同一条纬度上的错误观点。所以,西方科学家迄今为止,没有能证实日出日落的方位角的基础科学理论,也没有超越了中华【以正朝夕】的基础科学理论。2020-2-27


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王芝 先生/女士:您好!
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《科学智慧火花》编辑组
20200227


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