從北宋水運儀象臺到朝鮮的欽敬閣漏、渾天鐘

最近有人去韓國旅遊，拿到韓圜的 1 萬元紙鈔時發現，除了正面的世宗大王像之外，背面還有一個「渾天儀」圖樣，以為韓國把中國的渾天儀放上去了而引發很多爭議。其實這是 1669 年（顯宗期間）宋以穎設計製作的「渾天鐘」，但是很多人以為是韓國世宗派蔣英實到中國留學後，回去仿水運儀象臺製作的「欽敬閣漏」，搞得大家混亂不堪。

前言

位於臺中的國立自然科學博物館裡面有一座鎮館之寶 – 水運儀象臺。這是 1993 年由郭美芳老師及顧問團隊根據北宋蘇頌遺留的「新儀象法要」，全功能全尺寸復刻的「水運儀象臺」，為近一千年來僅見，因此受到全世界科技史學者的注目。

許多人以為在這段期間水運儀象臺已經斷流失傳，但筆者整理了一些資料後卻發現似乎不是這麼回事。因為蘇頌遺留的「新儀象法要」其實一直沒有失傳，至少在乾隆的四庫全書裡有收錄這本書，而且圖文內容都很完整。顯然之前幾百年一直都保存得很好，只是沒有人想到要拿它去復刻一座水運儀象臺而已。

後世像 1276 年元代郭守敬製成的「大明燈漏」，也是用水驅動許多減速齒輪做成的報時裝置，基本上就是蘇頌水運儀象臺的升級縮小版，只是沒有了觀測功能而已。而話題中 1438 年朝鮮世宗時蔣英實（장영실）製作的「欽敬閣（玉）漏」（網路誤傳為渾天表）在設計和功能上，看起來和郭守敬的風格很像，因兩人時間間隔不久，因此蔣極可能在留學期間曾經看過郭的紀錄。

筆者推測大家誤以為的失傳可能和中國世家藏書的習慣有關，這種習慣造成書籍被收藏後，收藏的人沒空看，想看的人卻看不到書。一直到乾隆下令編纂四庫全書，並複製 7 套置於各地讓士子觀閱抄錄（相當於現在的公立圖書館），才讓接觸這些書籍的人多了起來。

甚至，水運儀象臺的科技只是在中國斷流，但是禮失可以求諸野。元明交界的朝鮮世宗時，有位叫做蔣英實的官員就在留學中國後將其帶回朝鮮，並模仿改良製作了兩座水鐘「自擊漏」及「欽敬閣玉漏」。其中的欽敬閣玉漏就很有水運儀象臺和大明燈漏的味道。後來在 1669 年顯宗時，一位名叫宋以穎（송이영）的觀象監教授用西洋鐘表的重錘動力取代水力，製作了一座「渾天鐘」（혼천시계，網路稱為渾天表或渾天時計），就是出現在萬圜鈔上的那個圖樣。嚴格來說，韓國萬圜鈔上正面的世宗大王和背面顯宗時代的渾天鐘其實是不太相干的。

水運儀象臺與德氏赤道儀

北宋元祐年間蘇頌經過多年籌備測試，向朝廷提議要建造一座水運儀象臺。顧名思義，水運儀象臺就是一座以水力驅動渾（天）象和渾（天）儀的自動天文臺，大水鐘報時只是它的附加功能而已。

但其實渾象和渾儀早在戰國和西漢就已經出現了，甚至東漢張衡就能夠用水運轉渾象（古代觀象的儀器通通叫做渾儀，後來才分出觀測儀器叫渾天儀，立體星圖球叫渾象）。尤有甚者，使用「擒縱機構」控制轉速是鐘錶能精確計時的根本，但這早在唐太宗時一行和尚跟梁令瓚製作的「水運渾天俯視圖」就做出來了。那蘇頌的水運儀象臺有什麼前人沒有的發明呢？差別在於他把天柱向上延伸，把動力傳到屋頂的渾天儀去了，然後在渾天儀上加了一個齒輪讓渾天儀跟渾象球一樣會每天自己轉一圈，所以觀測者用窺管鎖定目標後就可以放任它自動追蹤了。

這在西方要到 1824 年德國科學家方和斐（Joseph von Fraunhofer）發明了德式赤道儀，並在愛沙尼亞的 Dorpat 天文臺安裝了掛在繩子上的大鐵塊當作動力來源（clock-drive，中文翻譯為轉儀鐘），才有了可以自動追蹤天體運行的德式赤道儀。而蘇頌的水運儀象臺已經有了現代赤道儀的功能，跟現代天文臺就只差一支玻璃望遠鏡了。

鐘錶運行跟追蹤天體一樣，都需要一個穩定、週期規律的時間當作參考，還要讓它會動又不能爆衝和反彈。在水運儀象臺，受水壺裝水的時間是靠一組叫做渴烏的裝置控制流速，再加上一組叫做天關跟天鎖的擒縱裝置讓它不會爆衝和反彈倒轉。而方和斐的德式赤道儀則是利用地球重力，把綁著大鐵塊的繩子捲到高處後釋放，利用其重量拉動轉軸帶動齒輪，再用擒縱裝置來阻止其暴衝和反彈，於是就可以穩定的計算時間了。

但是使用重錘當動力這個方法並不是方和斐發明的，這個技術 13 世紀就有人跟擒縱技術組合起來做機械鐘。方和斐只是第一個把這個裝置裝到望遠鏡上讓它自動追蹤，就跟蘇頌是第一個把水力鐘用來轉動渾天儀一樣，他們做的事情非常相似，只是時間上差了 700 多年。

蔣英實的欽敬閣漏、宋以穎的渾天時計與萬圜鈔

2007 年韓國發行了新版錢幣，其中1萬圜紙鈔正面是韓國人最推崇的世宗大王，背面則是一座「像」渾天儀的儀器。許多人以為那是中國的渾天儀而議論紛紛，但其實那可以說是渾天儀，也可以說不是渾天儀。

筆者最先看到這些報導時先去搜尋了一些資料，有許多人說那不是中國的渾天儀而是世宗時蔣英實製作的渾天表。於是便朝著這個方向去追查，結果發現蔣英實曾經做了兩個類似的東西：「自擊漏」跟「欽敬閣（玉）漏」 。這兩件都是蔣英實到中國留學回國後仿水運儀象臺製作，一樣以水為動力，和萬圜鈔上的圖案對不太上。

後來在網路上找到 2019 年尹容賢博士復刻欽敬閣玉漏的報導與照片 ，限於版權筆者只能提供連結於延伸學習。從該圖可以清楚看出它仍然是水力驅動，雖然細節和蘇頌的水運儀象臺不同，但那只是外觀差異，核心技術是相同的。只是與水運儀象臺相比，欽敬閣漏已經沒有天文觀測的功能，反而比較像郭守敬的大明燈漏，基本上只是個報時用的音樂鐘。

在發現萬圜鈔上的圖案並不是蔣英實的欽敬閣漏，他也沒有做過一個叫做渾天表的東西之後，筆者在韓文網站上一陣搜尋發現，這是 1669 年顯宗時觀象監教授宋以穎製作的「渾天鐘」（網路上部分稱為渾天時計，也有稱為渾天表）。一開始網路上只有一張很模糊的照片，但是靠著 crt C 再 crt V 幾個韓文關鍵字跟翻譯軟體的協助，又找到了一些韓文的介紹而搞清楚其中的關聯性。

萬圜鈔背面的這個儀器確實是 1669 年宋以穎的作品，但是卻為了好看只畫出了外露的渾天儀象（儀、象兼具）部分，其實右邊還有一個大木櫃，木櫃裡面就是一堆齒輪跟綁個繩子的大金屬塊，在底下連結裡可以看到其完整的樣貌。

這座渾天鐘的使用方式如下：先把木櫃中間偏左那個垂直開口裡面吊著的金屬重錘往上捲，校正好時間後鬆開讓它往下落，落下時就會捲動轉軸帶動右邊木櫃裡的齒輪組帶動敲鐘擊鼓的功能，最後再傳到左邊外露的渾天儀象。這個儀象把渾象球做到渾天儀的中間而拿掉了窺管（或望筒），而且是放在室內，所以已經完全取消觀象的功能了。由於重錘自由落下會重力加速越轉越快，所以就要靠擒縱裝置來控制其不要暴衝。然後，轉軸就驅動著所有齒輪盤上的裝置，該打鼓的時候打鼓，該敲鐘的時候敲鐘，該翻牌子的時候出來翻牌子。

這一座渾天表目前保存在首爾高麗大學博物館裡面，據說是 1930 年時由金性洙購得殘件捐給高麗大學，目前為韓國編號 230 號國寶，於 2009 年由國立中央科學館進行修復。如果點進去該館首頁 ，背景圖右方的玻璃櫃裡就是這一件展品。在 2016 年韓國的 KBS 曾拍攝一集「渾天鐘：尋找朝鮮的時間」介紹復刻後的「渾天鐘」，影片中有整個渾天鐘運作的細節特寫，非常值得一看。

與近代機械鐘的比較

筆者小時候，很多老家族大屋裡會有個很龐大的直立式機械鐘。鐘的底下是一個玻璃罩，裡面有個大銅餅掛在一根桿子下盪來盪去，每天都要有人打開門去幫它上發條，季節冷熱還要調一下銅餅的位置高低校準時間。

這種以金屬發條彈性為動力的鐘錶，相較於最早的水力驅動和後來的重錘式驅動，無疑是簡單、輕便又可靠了許多。在效率差距下，體型龐大耗費不貲的水力驅動自然被重錘式動力所取代，而重錘式驅動後來也被發條式驅動加鐘擺效應的近代鐘錶給取代了，而這些發條鐘錶現在也被石英震盪式的電子錶給淘汰了，甚至現在很多手錶已經不自己計時了（裡面的石英電子計時裝置只是沒網路時用的），而是靠連網路或接收 GPS 訊號來讀取時間。

只要人類還存在，就會一直發展創新出更有效率、更精準的新科技。老科技會退出舞臺，但每個老科技在它們自己的年代都曾是獨領風騷的創舉。了解過去的歷史演變，可以做為我們展望未來的起點。

附註

在目前可以搜尋到的韓、日、中文網頁裡有許多名詞錯亂，筆者覺得應該澄清一下。蔣英實製作的是「自擊漏」跟「欽敬閣（玉）漏」，但是他沒有做過「渾天表」。至於宋以穎製作的應該叫做「渾天鐘」，而網路上看到的「渾天表」跟「渾天時計」則是語文習慣造成的。渾天時計的錯訛原因比較清楚，因為「時計」來自日文，但是日文裡「時計」可以是鐘也可以是錶，韓文裡用法也類似。而渾天表則應該是翻成簡體字時的錯誤，在繁體字中應該是「渾天錶」，但是渾天錶還是不對，因為那麼大的叫做鐘，在中文裡錶（表）是指可以隨身攜帶的，鐘則是固定不動的。