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銅儀的兩側(cè)附有玉虬（龍）各一，吐水入壺，左為夜，右為晝。壺上分別立著金銅仙人和胥徒，“皆以左手抱箭，右手指刻，以別天時(shí)早晚”。更有妙者：臺(tái)階下還有內(nèi)裝機(jī)關(guān)與兩壺相聯(lián)的瑞輪、莢，靠著滴水的推動(dòng)，依照月亮出入圓缺的變化，不停地旋轉(zhuǎn)開合，表示著朔、望、弦、晦等日期，有如活動(dòng)日歷一般，可見這件渾天儀及其附器，與近世的假天儀有許多相似之處。在此儀誕生的前一年，張衡先用竹篾制成一個(gè)模型，名曰“小渾”，進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)和校正，然后才鑄作大儀。渾天儀是張衡血汗的結(jié)晶。他接著寫了《渾天儀圖注》和《漏水轉(zhuǎn)渾天儀注》兩本說(shuō)明書，又撰成《靈憲》一部，繪制《靈憲圖》一份

張衡制造的渾天儀是依據(jù)渾天原理而制成。

其形狀是個(gè)球形的東西，相當(dāng)于現(xiàn)在的天球儀。渾天儀分做內(nèi)外幾層，每層都可以轉(zhuǎn)動(dòng)，中間有個(gè)鐵軸貫穿球心，軸的方向就是地球自轉(zhuǎn)的方向，軸和球體的接觸有兩個(gè)交點(diǎn)，即天球上的北極和南極。球的一半隱沒(méi)在地平圈的下面，另一半顯露在地平圈上面。

在球的表面排列有二十八宿和其它恒星，球面上還有黃道圈和赤道圈，二者成24度夾角，分列有二十四節(jié)氣。球體外面有兩個(gè)圓圈，一個(gè)是地平圈，一個(gè)是子午圈，外圈圓周長(zhǎng)為一丈四尺六寸一分。天軸支架在子午圈上，和地平斜交成3

由于司南不好制作，而且準(zhǔn)確性不是很高，人們又不斷地研究改進(jìn)指南的工具，發(fā)明了指南 魚、指南針。到北宋時(shí)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)踐，中國(guó)人民終于造出了指南針。

沈括是北宋的科學(xué)家，他親自做了四種實(shí)驗(yàn)，來(lái)制造和使用指南針。沈括先拿磨制好 的磁針橫穿著一些燈草，然后把磁針?lè)旁谒嫔稀?

 因?yàn)橛袩舨荽┲?，磁針不?huì)沉下去。這時(shí)他 觀察到磁石的兩端正好分別指向了北方和南方。沈括見實(shí)驗(yàn)成功，十分高興。喜歡異想天開的 他又琢磨道:不知道磁針?lè)旁谥讣谆蛲胙厣鲜鞘裁葱Ч?，不如?dòng)手試試^沈括立即又把磁針從 水中拿起來(lái)，放在自己的指甲上，誰(shuí)知磁針沾了水太滑，動(dòng)不動(dòng)就掉在地上。

 沈括毫不氣餒，他 把一只手在空中放平，另一只手拿著磁針小心翼翼地放在指甲面上。磁針在指甲上靈活地旋轉(zhuǎn) 著，終于停了下來(lái)，一端指向南方，一端指向北方。興奮的沈括大叫著:“成功了。”他忘記了磁

針在他的指甲上，高興地一揮手，磁針不知掉到什么地方去了。

 沈括趴在地上找了好一會(huì)兒，才 把它找著，又接著在碗沿上做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果和上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)一樣Q善于思考的沈括又想道:“既然在 這些地方磁針總是一端指向南方，一端指向北方，那么在空中也是一樣吧，于是沈括用絲線把 磁針懸掛在沒(méi)有風(fēng)的地方，又得到了令人滿意的結(jié)果。