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提 要 1669-1674年，耶稣会士南怀仁为北京观象台设计制造了六架欧洲式天文仪器，使中国天文仪器的精度达到了空前的水平。1713-1715年，纪理安为观象台添造了一架欧洲风格的地平经纬仪。1745-1754年，戴进贤、刘松龄和他们的中国合作者制造了一架玑衡抚辰仪。它遵循中国浑仪的结构旧制，采用了南怀仁用过的刻度制、零件结构和制造技术，本质上属于复古的设计。
关键词 天文仪器 欧洲化 清朝观象台
Abstract
In 1669, the Belgian missionary Ferdinand Verbiest (1623-1688) was in charge of guiding the design and manufacture of an ecliptic armillary sphere, an equatorial armillary sphere, an azimuthal instrument, a quadrant, a sextant, a stellar globe, which superseded such Chinese-styled instruments as the armillary sphere and the simplified instrument in the Observatory of Peking in 1674. He published 16-volumed Xinzhi Lingtai Yixiang Zhi in 1674, which specialized in explaination of the design, manufacturing, installment and usage of his instruments. Verbiest’s work enabled the precision of China’s instruments to come up to an unprecedented standard. It was obvious that Verbiest consulted Tycho’s design in the book Astronomie Instauratae Mechania (1598), and absorbed the traditional Chinese plastic arts.
In 1715, Bernard-Kilian Stumpf (1655-1720) equipped the Observatory with an azimuthal-quadrant again. According to the Qianlong Emperor’s desire, Ignatius Koegler (1680-1746), Augustein de Hallerstein (1703-1774) and their Chinese co-workers made an equatorial armillary sphere for the Observatory from 1745 to 1754. The instrument followed the system of the traditional Chinese armillary sphere, and adopted 360°sexagesimal, precise graduation, screws, spare parts and manufacturing technology, which were used by Verbiest. Essentially, it restored ancient ways.
Key words astronomical instruments, Europeanization, the Observatory of Peking during the Qing dynasty
中外学者曾对明末和清朝前期传入中国的天文仪器技术做了很有价值的研究，但仍留下了不少有待澄清的问题。本文试图系统地描述清朝前期观象台的天文仪器的欧洲化过程，以及其中的某些特点。
明末，利玛窦(Matthieu Ricci，1552-1610)、罗雅谷(Jacques Rho, 1590-1638)、汤若望(Johann Adam Schall von Bell, 1592-1666)等传教士向中国人介绍了1619年以前的绝大多数欧洲仪器①，并与中国人合作试制了部分仪器。入清以后，南怀仁(Ferdinand Verbiest, 1623-1688)等传教士在欧洲式仪器的制造和使用方面走得更远。
1.南怀仁与成套欧洲式仪器
南怀仁于1623年10月生于比利时布鲁日(Bruges)的皮特姆镇(Pittem)。1640年10月入鲁文(Louvain)大学艺术系学习，这里的学生在前两个学年要学习哲学、自然科学和数学。当时多数鲁文大学的教授把托勒密、哥白尼和第谷的体系当作假说[1]。1641年9月他离开这所大学，加入耶稣会。两年后他回到鲁文的耶稣会学院(Jesuit college)，1645年获得哲学学位。在耶稣会学院的科学训练对南怀仁来说非常重要。1652-1653年在罗马学习了一年多的神学。1655年在塞维利亚(Sevilla)获神学博士学位后，他要求去中国传教，获准。这可能是受到卫匡国(Martin Martini, 1614-1661)的影响[2]。在离开欧洲之前，南怀仁在葡萄牙教数学。1657年4月，他随卫匡国的传教组扬帆启程，1658年7月抵达澳门。
1660年，皇帝批准汤若望的请求，召南怀仁来钦天监协助工作。大概汤若望比较看重南怀仁的数学家名声。1661年顺治帝作古，朝政被保守辅臣把持。1664年9月，杨光先(1597-1669)控告汤若望、南怀仁等传教士，汤、南等人遂遭审讯。次年1月，刑部拟定汤若望、南怀仁等传教士为死罪。至4月和5月，南怀仁、汤若望被赦出狱。1666年7月汤若望故于寓所。1665-1668年，杨光先、吴明烜等守旧人物把持钦天监的历法测算工作，而南怀仁则忙于制造日晷和其它装置，以及气象观测等。
1668年12月，南怀仁奏报吴明烜所推算的七政历、民历有严重错误。年轻的康熙帝令大臣会同杨光先、南怀仁等共同以实测来验证历法。南怀仁在拉丁文的《观测之书》(Compedium Liber Observatonum)中记述了他们的测验和所用的仪器，这些材料后来被他编入《欧洲天文学》(Astronomia Europaea)一书：1668年12月27-29日，南怀仁以圭表观测证实了他的推算与太阳的实际位置一致。安文思(Gabriel de Magalhaes，1609-1677)善于制作精巧的机械仪器和各种灵巧的装置，受到皇帝的器重。他在一夜之间为南怀仁的第二次观测制作了一具带有调节螺钉的新圭表。1669年2月1日，南怀仁到观象台，为火星和太阳位置推算的验证观测作准备。那里安置着一架 “黄道春秋分浑仪”、一架青铜象限仪、一架铁纪限仪。他调整了浑仪的环和照准器、象限仪的方向和照准仪。2月3日，火星果然处于浑仪照准器对着的位置，太阳处于象限仪和纪限仪的照准器所对准的位置。1669年2月18日，南怀仁再次用象限仪观测太阳纬度，又应验了推算的结果。当晚，他还用黄道春秋分浑仪观测了月亮的位置，结果与推算吻合。观测时间是靠事先计算的室女宫的角宿一与子午环之间的距离确定的，观测时用赤道浑仪找准这个位置。南怀仁还把一架直径差不多2尺的天球仪带到了观象台，以便向陪同的官员们讲解他的观测[3]。面对测验结果，杨光先仍为自己辩解，指责南怀仁“欲毁尧舜相传之仪器，以改西洋之仪器”[4]。然而，这种说辞再不能打动皇帝了。