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发明制作世界上最古老的天文钟——水运仪象台
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浑天仪是浑仪和浑象的总称。
浑仪是测量天体球面坐标的一种仪器，而浑象是古代用来演示天象的仪表。
它们是我国东汉天文学家张衡所制的。
在继承隋唐五代以来历法成就的基础上，北宋时期的天文技术人员对历法差失的原因已经有了较为明确的认识，其中认识之一就是认为，日月星辰的运动，随着岁月的流逝，积累的误差就会显现，因此，以原来的历法考校就会有差失，历法也就必须做相应的变更。
宋神宗熙宁七年（1074年），皇帝命沈括对旧浑仪进行改造。
沈括带领一批技术人员，先是取消白道环，然后校正浑仪轴，虽然取得了很大进步，但熙宁八年（1075年）颁行的《寿元历》等均不尽如人意。
沈括上书朝廷，要求制作精密观测仪器。
因为观测数据和推算方法是编制历法准确度的关键，而观测数据的准确度又取决于观测仪器的精度。
1086年，苏颂奉命检验当时太史局使用的各种浑仪，他想到沈括的建议，同时他也觉得应该有表演天象的仪器和浑仪配合使用，于是他向皇帝奏请要研制一种浑仪、浑象和报时装置结合在一起的大型天文仪器。
虽然有了主持修撰医书的组织经验，并且苏颂儿时就对天文极感兴趣，时常把玩家中收藏的浑天仪小样，并渐渐心有所悟；他于历法也有研究，十六岁便作有以天文历法为内容的《夏正建寅赋》；参加进士科考那年，试题为《历者，天地之大纪赋》，结果苏颂名列第一。
尽管如此，苏颂内心却十分清楚，这次所担当的重大任务，显然比修撰医书更为艰巨。
苏颂接受这项科技工作后，首先是四出走访，寻觅人才。
他发现了吏部令史韩公廉通晓《九章算术》，而且还通晓天文、历法。
苏颂立即奏请朝廷，请求调韩公廉专门从事水运仪象台的研制工作。
接着，他走出汴京到外地查访，发现了在仪器制造方面学有专长的寿州州学教授王沇之，随后他又考核了天文机构的原工作人员。
最后，他奏请朝廷把优秀的人员调到天文机构或留在天文机构，以此来协助韩公廉工作。
苏颂领导科技工作的一大特点就是能深入钻研业务，力求精通他主管的工作。
嘉佑初年领导编写医书时，他就首先研读了从《内经》到《外台秘要》的历代医药著作，并亲自校订了《神农本草经》等多种典籍，使自己通晓了本草医药知识。
在这次领导研制水运仪象台期间，他对两汉、南北朝、唐、宋各代的天文著作和仪器也作了研读与考察。
他还勤于向自己的下属学习，如向韩公廉请教历算，与局生亲量圭尺，和学生躬察漏仪。
由此，他从一个对天文仪器、机械设计、本草医药知之不多的外行，变成了名副其实的专家。
苏颂对研制工作也是慎之又慎的，他认为，有了书，做了模型还不一定可靠，还必须做实际的天文观测，这样才能进一步向前推进，同时也能避免浪费国家资财。
经过多次实验证明韩公廉的设计很是精确，于是在元佑三年五月造成小木样呈进皇帝，并拿到都堂上检验。
宋哲宗指派翰林学士许将等进行试验和鉴定。
元佑四年（1089年）三月，许将向朝廷报告：“臣等昼夜校验，与天道不差。”
这时苏颂才开始正式用铜制造仪器。
水运仪象台的构思广泛吸收了以前各家仪器的优点，尤其是吸取了北宋初年天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处；在机械结构方面，采用了民间使用的水车、筒车、桔槔、凸轮和天平秤杆等机械原理，把观测、演示和报时设备集中起来，组成了一个整体，成为一部自动化的天文台。
它是中国古代的卓越创造。
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