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中国古代特殊的天文仪器----窥几
说起古代的四大发明，中国人无不眉飞色舞，那种感觉，是一种难以掩饰的民族骄傲。其实，除了四大发明，中国还有许多值得骄傲的历史。中国古代天文学的成就，就曾令世界一流的科技史专家为之倾倒。
中国古代天文学的发达，得益于许多杰出的天文学家，也得益于许多有创造性的仪器。窥几，就是一种特殊的天文仪器，不过大多数人对其不太熟悉。人们熟悉的，只不过是浑天仪与浑象等少数仪器而已。下面，就是我最近拍摄的窥几模型，它陈列于北京后海郭守敬纪念馆。让我们来看一看，这种和破桌子一般的几究竟有什么用。
几，就是一张桌子。不过这张桌子与众不同，它的桌面有一条长缝，古人称之为“明窍”。沿缝两侧桌面，各有两行平行的刻度，外疏内密。在桌面上，还放置有两把斜刃的铜尺，叫做“窥限”。窥，就是窥望的意思。运用这张桌子上的缝隙，来窥望天象，故名窥几。为什么要窥望天象，窥望天象有什么用处？怎么窥望？都令人充满兴趣。
原来，我们平日所用的时间，是由天文学家提供的，是他们告诉我们，什么时间立冬，什么时间夏至，什么时间过年。他们编制历书，发布时间。农民耕种，就要用到这些时间。我们过节，也要用到时间，有了历法，社会就会协调一致，人们对于事物的变化，就有了度量的标准。如，六岁可以上小学，十八岁可以参军，三天以后我回答你，这其中的时间，就是一种时间度量。而对于未来的变化，也有了准备。到了十月，天快冷了，得准备冬装。那么，这里知道天快冷了，就是运用了时间，和对时间的推断。
在天文学上，人们决定一年的长短与起始，是通过太阳的变化来认识的。太阳有一个特点，就是回归运动。在中国的中原地区，冬天的太阳，升不高，中午也到不了头顶。但夏天则非常高，一年之中，太阳的高度不断变化，形成一种循环。根据这种变化，就可以知道当天处于一年中的什么位置。
测量太阳的天文仪器是圭表。表也就是一个直立的高杆，和杆下水平放置的尺子---圭。正当太阳到达正午时，观察太阳投在杆下圭尺上的景长，即知当天处于一年中什么位置。用这种方法测量计算出来的历法，是日历（阳历）。
但是，中国人也用月，也想知道现在是几月份，今天到十五还有几天。这样，天文学家也得测量月亮才能定出月亮的历法，就是定出月历（阴历）。测量月亮就难了，因为月亮的光太弱，在表杆下的影子太淡，很难看清。为了解决这一难题，经过许多天文学家苦思冥想，于是，这种桌子，即窥几就被发明出来了。
人们将此桌子安置到原先放置圭尺的地方。观测者在窥几下通过那条缝隙上望，调整自己的位置，让月亮与杆顶和眼睛处于一条直线上，这时，这条窥望线，就相当于太阳的投影线。为了记录其位置，用一把铜尺，用其边缘对准这条线，放到桌面上，此时，观察者从桌子下起来，读取尺子处于桌子面上缝隙两侧刻度的位置，就得到了测量数据。
那么，图中为什么有两把尺子呢？这是因为，月亮很大，观测时，移动尺子，用一把尺子定其上边，另一把尺子则定其下边。这样就得到两个数据，两个数据的间距，就是观测到的月亮视径。而两数据的中心点。则是对月亮中心的观测座标。一般记录天体的运行位置，都利用其中心点的位置。
这样，天文学家就运用这种工具，解决了测量月亮的问题。
中国人还对五星感兴趣，五星即金星木星水星火星土星。古人喜欢用五星的变化来预测吉凶。同时，五星也可以建立星历。测量五星，也不容易，五星更小，光线更暗。但运用这种窥几，也就解决了。当然，除了五星，其它天体也可以测量。用两把测尺，还可以测量两颗星星间或者天体间的纬距。
我在这里特别需要说明的是，这些运用窥几测量的天体，运用另一种天文仪器“浑仪”都可以测量，而且更方便准确。那么古人为什么这么笨，不用先进的，却在桌子底下爬来爬去，进行测量，是否有些可笑？
这是因为，浑仪在古代算是精密复杂的仪器，很难制造。同时，在很多朝代，一般人也不许拥有这种高级仪器，只有国家天文台才能运用。所以，窥几也就成了代用品。特别是一般的研究者与观测单位。弄个这种仪器，也就很不错了。古代的一些州县，大约就是运用的此类天文仪器。
窥几也可能是早期的天文仪器，是浑仪没有发明之前的仪器。如果是这样的话，那它就是一种早期文明的科技成果。即便不早，元代的郭守敬能发明它，也很不简单了。我在另一篇[中国古代的牵星术]中，研究了古代用绳表测量天体的技术。这种窥几，测量原理与牵星术一样，不过，其更加方便，当是牵星术的一种发展。这里展出的模型，桌子其实短了一些，古书记载的是六尺，如果用高表，六尺也太短，我推测，真正的窥几，应当比此长一些。当然，圭尺的长与表高是有一定的比例的。
是谁，能将小小一张破桌子，弄成了测量天文的仪器？答案是---郭守敬，一位杰出的中国元代科学家。
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