張思(si)訓(xun),今四(si)川巴中(zhong)(zhong)(巴州區)石城人(ren),北(bei)宋時(shi)(shi)期的(de)(de)著(zhu)名天(tian)文學家,曾是(shi)司天(tian)展覽館(guan)監學生。公元979年對(dui)渾(hun)天(tian)儀(yi)進(jin)行了(le)(le)(le)重大的(de)(de)革新(xin),制(zhi)造了(le)(le)(le)世(shi)界上(shang)第一臺自動(dong)天(tian)象儀(yi)——太(tai)平渾(hun)儀(yi),又(you)稱水運渾(hun)象。此儀(yi)用(yong)水銀(yin)作動(dong)力(li),是(shi)世(shi)界上(shang)使用(yong)水銀(yin)于(yu)機械儀(yi)表的(de)(de)始祖。自落下閎創造渾(hun)天(tian)儀(yi)之后,最初用(yong)人(ren)力(li)推動(dong)其運轉,后來改用(yong)水力(li)。但是(shi)人(ren)們在(zai)實(shi)踐中(zhong)(zhong)發現,“運轉以(yi)水,至(zhi)冬中(zhong)(zhong)凝凍遲澀,遂為疏(shu)略,寒暑無準(zhun)”。這樣對(dui)于(yu)報(bao)時(shi)(shi)、定(ding)節(jie)氣、造歷的(de)(de)準(zhun)確性關系極大,進(jin)而(er)影響到人(ren)民的(de)(de)生產(chan)和(he)生活。面對(dui)渾(hun)天(tian)儀(yi)動(dong)力(li)出(chu)(chu)現的(de)(de)新(xin)課題(ti),張思(si)訓(xun)進(jin)行了(le)(le)(le)許多(duo)試驗和(he)探索,最終找到用(yong)水銀(yin)代替水作動(dong)力(li)。因為水銀(yin)的(de)(de)內聚(ju)力(li)很強,特別是(shi)具有(you)在(zai)空中(zhong)(zhong)保持穩定(ding)的(de)(de)性能(neng),可保證渾(hun)天(tian)儀(yi)正常的(de)(de)運轉。在(zai)渾(hun)天(tian)儀(yi)上(shang)安裝計時(shi)(shi)器(qi),是(shi)我國唐代天(tian)文學家一行、梁令瓚(zan)的(de)(de)發明。他們在(zai)水運渾(hun)天(tian)儀(yi)上(shang)安裝擒縱器(qi),指揮兩(liang)個(ge)(ge)木人(ren)按時(shi)(shi)擊(ji)鼓(gu)、敲鐘(zhong),產(chan)生了(le)(le)(le)世(shi)界上(shang)最早(zao)的(de)(de)機械時(shi)(shi)鐘(zhong)。張思(si)訓(xun)對(dui)這個(ge)(ge)機械計時(shi)(shi)鐘(zhong)也進(jin)行了(le)(le)(le)較大改革。由擒縱器(qi)指揮的(de)(de)自動(dong)報(bao)時(shi)(shi)和(he)擊(ji)鐘(zhong)鼓(gu)的(de)(de)木人(ren)成(cheng)倍增加,并把報(bao)時(shi)(shi)和(he)擊(ji)鐘(zhong)鼓(gu)分離(li)為兩(liang)個(ge)(ge)系統,即“七值(zhi)神(shen)左搖(yao)鈴(ling),右(you)扣鐘(zhong),中(zhong)(zhong)擊(ji)鼓(gu),以(yi)定(ding)刻(ke)(ke)數(shu)(shu)。每一晝夜(ye),周而(er)復始。又(you)為十(shi)二神(shen)各值(zhi)一時(shi)(shi)。至(zhi)其時(shi)(shi),則自執辰牌,循環(huan)而(er)出(chu)(chu),隨(sui)刻(ke)(ke)數(shu)(shu)以(yi)定(ding)晝夜(ye)短長”。《宋史·天(tian)文志》稱:“其制(zhi)與舊儀(yi)不同,最為巧捷”。袁綱(gang)《楓(feng)窗小牘》贊:“新(xin)制(zhi)成(cheng)于(yu)自然,尤為精妙(miao)”。
張思訓於(wu)公(gong)元979年設計的渾(hun)象,於(wu)公(gong)元980年制成。據《宋史?天文(wen)志(zhi)》載:「其制:起樓高丈馀,機(ji)隱於(wu)內(nei),規(gui)天矩地。下設地輪、地足(zu);又為(wei)橫輪、側輪、斜輪、定身關(guan)(guan)、中(zhong)(zhong)關(guan)(guan)、小關(guan)(guan)、天柱;七直(zhi)神,左搖鈴,右扣鐘,中(zhong)(zhong)擊(ji)鼓,以(yi)定刻數(shu)。每一晝(zhou)(zhou)夜,周而(er)復始。又以(yi)木為(wei)十(shi)二神,各直(zhi)一時,至其時則自執辰牌(pai),循環而(er)出,隨刻數(shu)以(yi)定晝(zhou)(zhou)夜短長;上有天頂、天牙、天關(guan)(guan)、天指、天抱(托)、天束(shu)、天條,布三百六十(shi)五度,為(wei)日、月、五星、紫微宮、列宿、斗建、黃(huang)赤道(dao),以(yi)日行度定寒暑(shu)進退。」
這(zhe)段(duan)文字所記載的(de)機(ji)(ji)械部件和(he)齒輪(lun)名稱,比唐代一行和(he)梁(liang)令瓚的(de)「水運渾(hun)天(tian)」記載要詳細得多。其中的(de)「地輪(lun)」可能(neng)和(he)蘇頌水運儀象臺的(de)「樞輪(lun)」即動力輪(lun)相(xiang)類似。「定身關、中關、小關」一類機(ji)(ji)械也(ye)可能(neng)與蘇頌的(de)天(tian)關、天(tian)鎖的(de)功效雷同(tong),是(shi)用(yong)於(wu)控制「地輪(lun)」的(de)慣性運動的(de),也(ye)就是(shi)起擒縱器的(de)作用(yong)。「定身關」一詞生(sheng)動地表述了控制「地輪(lun)」轉動的(de)意(yi)義。而在報時機(ji)(ji)械之上的(de)「天(tian)牙」、「天(tian)關」、「天(tian)束」、「天(tian)條(tiao)」等機(ji)(ji)件又(you)可能(neng)是(shi)操縱渾(hun)儀或渾(hun)象的(de)設置。以木偶(ou)制成的(de)「七直(zhi)神」、「十二神」是(shi)報時機(ji)(ji)件。
張思(si)訓的這架天文鐘與(yu)一(yi)行(xing)不同(tong)之處,是(shi)以水銀推動(dong)動(dong)力輪(lun),同(tong)時(shi),「著日月象(xiang)(xiang)(xiang),皆(jie)取仰視」。《宋史(shi)?天文志(zhi)》還(huan)說:「按(an)舊法,日月晝夜(ye)行(xing)度(du)皆(jie)人(ren)(ren)所運行(xing),新制(zhi)成於自然,尤為精(jing)妙。」看(kan)來,張衡(heng)和一(yi)行(xing)等人(ren)(ren)的渾(hun)象(xiang)(xiang)(xiang)都有部(bu)分需人(ren)(ren)操作(zuo)或調整,而張思(si)訓則設計了一(yi)種全(quan)自動(dong)的渾(hun)象(xiang)(xiang)(xiang)。
可惜(xi),有關張(zhang)思訓儀(yi)象的文(wen)字記載過於簡略(lve),更無繪圖留(liu)下來供我(wo)們研究。因(yin)而(er)蘇(su)頌(song)的《新儀(yi)象法要》,在(zai)人類文(wen)化(hua)史上就顯得更為(wei)可貴了。