DỤNG CỤ THIÊN VĂN SỚM NHẤT TRÊN THẾ GIỚI.
Các nhà thiên văn Trung Quốc qua nhiều thời đại đã sáng tạo không ít các thiết bị thiên văn ví như nhật quỹ, máy hỗn nghi, hỗn tượng là những dụng cụ thiên văn sớm nhất trên thế giới.
Nhật quỹ (dụng cụ để đo giờ theo bóng Mặt Trời) là dụng cụ thiên văn đơn giản nhất. Nhật quỹ vốn là một cây gậy đặt thẳng đứng trên mặt đất bóng cây gậy sẽ hướng theo chiều Nam - Bắc và chiếu trên một thước đo, do đó gọi tên là nhật quỹ.
Vai trò chủ yếu của nhật quỹ là dựa vào đo chiều dài bóng cây gậy trên nhật quỹ vào lúc giữa trưa mà người ta quy định tiết khí, để chỉ đạo sản xuất nông nghiệp. Trước hết người ta xác định hướng Nam - Bắc trên nhật quỹ, sau đó hằng ngày đo độ dài của bóng cây gậy theo hướng Nam- Bắc trên nhật quỹ, sau đó hằng ngày đo độ dài của bóng cây gậy theo hướng Nam – Bắc. Bóng gậy dài nhất vào ngày Đông chí. Như người ta thường nói “Mặt trời đến từ phương Nam” nên vào ngày Đông chí là Mặt trời ở điểm xa nhất về phương Nam. Bóng gậy ngắn nhất ở ngày Hạ chí, còn vào ngày Xuân phân và Thu phân, bóng gậy có độ dài trung bình của độ dài bóng gậy hai ngày. Hạ chí, Đông Chí. Người ta có thể sử dụng bóng gậy để đi đến các tư liệu xác định có độ dài của một năm. Ngay từ thời Xuân Thu – Chiến Quốc, người ta đã biết sử dụng nhật quỹ để xác định độ dài của một năm là 365,25 ngày.
Hỗn nghi là máy xác định vị trí của các thiên thể và đo góc giữa hai thiên thể, xuất hiện từ thời Xuân Thu – Chiến Quốc. Máy hỗn nghi hiện đặt ở đài thiên văn Tử Kim Sơn ở Nam Kinh được các nhà thiên văn đời Minh chế tạo vào năm 1437. Máy hỗn nghi có ba bộ phận ngắm chuyển động trên ba thang chia độ riêng biệt. Chỉ cần hướng bộ phận ngắm vào thiên thể cần quan trắc, đọc các con số trên các vòng ngắm là có thể đo được vị trí của thiên thể. Trong các vòng ngắm có cái đại diện cho Hoàng Đạo, nhờ đó mà máy hỗn nghi cho biết chính xác phương vị của thiên thể.
Nhà thiên văn học Quách Thủ Kính đời nhà Nguyên đã có một cải tiến có tính cách mạng đối với máy hỗn nghi phát minh máy giãn nghi. Máy giãn nghi là sự kết hợp của cả ba máy kinh vĩ xích đạo kinh vĩ mặt đất và nhật quỹ. Máy giãn nghi là loại máy kính vĩ xích đạo sớm nhất trên thế giới, so với châu Âu thì xuất hiện sớm hơn 300 năm. Quách Thủ Kính đã dùng máy giãn nghi đo được năm Mặt trời có 365,2425 ngày so với thời gian chuyển động một vòng trên quỹ đạo chỉ sai 26 giây. Quách Thủ Kính còn tính được điểm giao hội của Xích đạo và Hoàng đạo là 23o33’34” so với góc giao hội thường dùng ngày nay 23o31’58” chỉ sai 1’36”, đó là giá trị góc giao hội Hòang đạo- Xích đạo khá chính xác đo được ở Trung Quốc thời cổ đại.
Nhà khoa học Trương Vệ vào thời Đông Hán đã phát minh ra máy xác định vị trí của thiên thể gọi là máy hỗn tượng (tức máy hỗn thiên) là đài quan trắc bầu trời đầu tiên trên thế giới. Ông dùng đồng đúc một mặt cầu, mặt cầu được lắp lên một cây kim làm trục; trục cắt mặt cầu tại hai điểm đại diện cho hai cực Nam - Bắc. Ở mặt cầu có bố trí vị trí của 28 vị trí và các sao khác. Lại lắp một cơ cấu bánh xe răng, dùng một bình chứa đầy nước để phun nước làm lực đẩy cho hệ bánh xe răng chuyển động làm cho máy hỗn tượng chuyển động quanh theo trục. Thời gian mặt cầu chuyển động một vòng đúng bằng thời gian Trái Đất tụ chuyển động một vòng. Bên ngoài mặt cầu có lắp một vòng tròn nằm theo mặt phẳng nằm ngang biểu thị cho đường chân trời. Mặt cầu chuyển động theo phương từ Đông sang Tây. Các vị trí của định tinh khắc trên mặt cầu chuyển động lên khỏi đường chân trời từ phương Đông rồi lại lặn xuống khỏi đường chân trời từ phương Tây giống như chuyển động của các vì sao được quan sát trên thực tế. Nhờ đó có thể ngồi trong phòng mà quan sát chuyển động của các thiên thể theo sự vận hành của máy hỗn tượng.
Vào đời nhà Đường, nhà thiên văn học Nhất Hạnh lại lắp hai hình nhân bằng gỗ trên vòng chân trời của máy hỗn thiên. Một hình nhân cứ được một khắc (bằng thời gian của một ngày) lại tự động gõ một tiếng trống, một hình nhân tự động gõ một tiếng chuông khi vừa đúng một giờ ( 1/12 ngày). Đó chính là đồng hồ thiên văn sớm nhất trên thế giới.
