國立自然科學博物館─人類文化廳 探索古代科技 追尋先民智慧

文/人間社記者趙志霞 |2021.09.13
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國立自然科學博物館外觀。圖/國立自然科學博物館提供
「水運儀象台」中層的球體「渾象」,要上2樓觀看。圖/人間社記者羅元廷
安濟橋(趙州橋)石造模型。圖/人間社記者羅元廷
其上層的「渾儀」,要上3樓觀看。圖/人間社記者羅元廷
指南車和車頂端的小木人,小木人手指南方。圖/人間社記者羅元廷
「水運儀象台」中門的古代人偶,時刻一到就會叩鐘。圖/人間社記者羅元廷
佛宮寺釋迦塔木造模型。圖/人間社記者羅元廷
指南車和車頂端的小木人,小木人手指南方。圖/人間社記者羅元廷
指南車內部構造,中央有一個大齒輪,兩側有繩索牽連的小齒輪。圖/人間社記者羅元廷
佛宮寺釋迦塔木造模型。圖/人間社記者羅元廷
木製虹橋模型,是仿製中國名畫〈清明上河圖〉裡的拱橋。圖/人間社記者羅元廷
「水運儀象台」背面的「晝夜機輪」運轉模式。圖/人間社記者羅元廷

文/人間社記者趙志霞

中國古代的科技發明,有些巧思與技藝令人嘆為觀止。國立自然科學博物館「人類文化廳」,有一個中國古代科學展區,展示古代的中國科學發明,透過遺物與古籍記載重造,彷彿穿越時空,見證先民的智慧成就。

位於台中市的國立自然科學博物館,有太空劇場、科學中心、生命科學廳、人類文化廳、地球環境廳等設施。其中的「人類文化廳」以世界文化、中國科學文明、大洋洲文化為主題,展示人類文明的發展與演變。

在「中國的科學與技術」展區,透過古人的遺物與記載,可以了解古人的科學成就;有些科技發明比歐洲早數百年甚或上千年,有些則是獨創,至今仍被沿用或改良使用,讓參觀者了解中國工藝科技的輝煌過去。



千年水力天文鐘 原尺寸重現

「水運儀象台」是人類文化廳最具代表性的地標,它是宋朝的天文鐘,也是機械錶的先驅,具有天文觀測與報時的功能。館方依據北宋蘇頌所撰的《新儀象法要》內容,於1994年研究復原完成,成為世界第一座功能完備,且能運轉的原尺寸木樣模型。

「水運儀象台」高約12公尺,長、寬各約7公尺,共有3層結構,上層「渾儀」為3重輪的組合,用於測量天體黃道、赤道座標以觀測天象;中層「渾象」為直徑118公分的球體,標示28星宿,演示星象的運行;下層「司辰」則用「晝夜機輪」自動報時,也就是利用水車運轉原理,是集觀測、演示、報時功能於一身的天文儀器。

這座古代天文儀器,從正面看是古色古香的5層木閣,中門立有穿著古裝的小人偶。解說員辜蕙玲以兒歌「側耳聽聽,放眼瞧瞧,我們來看天文鐘;時初手搖鈴,時正來叩鐘,每一刻鐘擊個鼓,舉牌木人站門口,幾時幾刻便有譜」來解說。

辜蕙玲說,只要學會換算古制與現代時間,就能看懂舉牌木偶顯示的時間,了解中國最古老鐘錶的報時方式;而木閣背面則能觀察設計精密的「晝夜機輪」運轉模式。



佛宮寺釋迦塔 天下第一塔

佛宮寺釋迦塔,原建築位於山西省應縣,有「天下第一塔」之稱,建於遼(契丹)清寧2年(1056年),以紅松木建造的八角形塔身,底座直徑約30公尺,塔高67公尺,相當於22層樓高,是中國現存最大、最古老的木構佛塔建築。

辜蕙玲指出,展場內的釋迦木塔模型,從外觀看起來只有5層,其中包含4層暗層,為9層6檐的樓閣式塔,整座塔無一根鐵釘,全由數十種斗拱卯榫接疊而成,工法繁複,美觀實用,千年來有「強震不倒、砲擊不毀、雷擊不焚」之譽。



古代的導航器:

指南車

指南車的發明甚早,西漢時即有複雜齒輪系傳動指南車,車上直立的長棍頂端有一小木人,伸長手臂指向南方。據說它的用途有二:一為作戰時使用;一為天子出巡時的儀仗,都是用來指出方向。

不同於現在使用的指南針以磁針定位,指南車是利用差速齒輪傳動的機械系統,不論車子如何移動,始終能保持一定的指向,所謂「車雖回運,手常指南」,開啟中國古代車輛機械和導航技術的先河。



清明上河圖 虹橋再現

展示館內有座木製拱橋,是仿製中國名畫〈清明上河圖〉裡描繪的虹橋。虹橋位於北宋首都開封城外,橫跨汴河之上,採疊梁木拱無柱結構,由多根木頭交叉搭置架構而成,由於沒有橋墩,更便於行船,是中國木造橋梁技術之極致。



最早石造拱橋 

隋朝趙州橋

安濟橋又稱「趙州橋」,實體橋位於河北省趙縣城南的洨河之上,修建於隋朝(605~618年),由石匠李春等人建成,是世界上最早的石造大跨度單孔敞肩圓弧拱橋,千年來歷經無數次洪水、地震,至今依然安在。

趙州橋的建造工法,至今仍廣泛應用於橋梁工程,比歐洲同類橋梁早了1200多年,為中國石造工程技術的偉大傑作。

實體的趙州橋長約50公尺、寬9公尺,橋面跨度達37.47公尺,扁平的拋物線拱如一張弓,又如新月,造型優雅,坡度平緩,不僅利於橋上車馬行人通行,也利於水下船隻航行。

橋拱的背面,有一道道的石條,順著橋的縱向延伸方向建造,共28道拱圈拼成,以「用料省、結構巧、強度高」的功效著稱;橋上各部件裝飾精緻,欄版上的石雕藝術頗負盛名。

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