Астрономічні прилади
Вся історія астрономії пов'язана зі створенням нових інструментів, що дозволяють підвищити точність спостережень, можливість вести дослідження небесних світил в діапазонах, недоступних неозброєному людському оку.
В історії астрономії можна відзначити 4 основні етапи, що характеризуються різними засобами спостережень. На 1-му етапі, що відноситься до давнини, люди за допомогою спеціальних пристосувань навчилися визначати час і вимірювати кути між світилами на небесній сфері. Підвищення точності відліків досягалося головним чином збільшенням розмірів інструментів, другий етап відноситься до початку 17 ст. і пов'язаний з винаходом телескопа та підвищенням за його допомогою можливостей ока при астрономічних спостереженнях. З введенням у практику астрономічних спостережень спектрального аналізу та фотографії у середині 19 ст. розпочався 3-й етап. Астрографи та спектрографи дали можливість отримати відомості прохімічні та фізичні властивості небесних тіл та їх природу. Розвиток радіотехніки, електроніки та космонавтики у середині 20 ст. призвело до виникнення радіоастрономії та позаатмосферної астрономії, що ознаменували 4-й етап.
Першим астрономічним інструментом можна вважати вертикальну жердину, закріплену на горизонтальному майданчику - гномон, що дозволяв визначати висоту Сонця, багатьох століть. Знаючи довжину гномона і тіні, можна визначити не тільки висоту Сонця над горизонтом, а й напрямок меридіана, встановлювати дні настання весняного та осіннього рівнодень та зимового та літнього сонцестоянь.
Розвиток конструкцій астрономічних інструментів у Китаї з найдавніших часів йшло, мабуть, незалежно від аналогічних робіт на Бл. та Порівн. Сході та на Заході. Так було в 7 в. до н.е. в КитаїЦарство Лу вже застосовували гномон. У Стародавній Греції кілька десятиліть пізніше гномон використовує Анаксимандр (610-540 рр. е.). Давньокитайський гномон був вертикально встановлений жердину висотою близько 1,5-2 м з витягнутим прямокутним майданчиком у підставі, на якій були нанесені поділки, необхідні для вимірювань. За довжиною полуденної тіні на цьому майданчику визначали моменти сонцестоянь, рівнодення
Давньокитайський гномон
Достовірні відомості про давньогрецькі астрономічні інструменти стали надбанням наступних поколінь завдяки"Альмагесту",в якому поряд з методикою та результатами астрономічних спостережень К. Птолемей наводить опис астрономічних інструментів - гномона, армілярної сфери, астролябії, квадранта - які застосовувалися як його попередниками (особливо Гіппархом), так і створених ним самим. Багато з цих інструментів були в подальшому вдосконалені та користувалися ними протягом багатьох століть.
До старовинних кутомірних інструментів належать і квадранти. У найпростішому варіанті квадрант – плоска дошка у формі чверті кола, поділеного на градуси. Біля центру цього кола обертається рухома лінійка із двома діоптрами.
Широке поширення в давній астрономії набули армілярні сфери - моделі небесної сфери з її найважливішими точками та колами: полюсами та віссю світу, меридіаном, горизонтом, небесним екватором та екліптикою. Наприкінці XVI ст. кращі за точністю та витонченістю астрономічні інструменти виготовляв датський астроном Т. Браге. Його армілярні сфери були пристосовані для вимірювання як горизонтальних, і екваторіальних координат світил. Найраніша з найвідоміших найбільш повних армілярних сфер - це створений вОлександрії 140 р. н.е. метеороскоп з дев'ятьма кільцями. Проте прості типи армілярних сфер існували у країнах і раніше. Птолемей говорить про три такі інструменти. Встановлено, що у 146-127 р.р. до н.е. армілярну сферу із чотирьох кілець використовував Гіппарх.
Прилад, який є наступним кроком у розвитку астрономічного інструментарію в порівнянні з армілярною сферою, - це торкветум, винайдений арабами. У цьому приладі кільця не вкладені один в одного, а встановлені на окремих стійках, що є більш зручним та досконалим, ніж в армілярній сфері, в якій усі кільця концентричні.
Знаменитий "Спрощений прилад" - торкветум Гоу Шоуцзіна, виготовлений в 1270 р., який знаходиться в обсерваторії на Пурпурній горі в Нанкіні (Китай).
Дж. Нідем вказував, що "Спрощений прилад" -цзяньіГо Шоуцзіна є провісником всіх екваторіальних установок сучасних телескопів. На його думку, знання пристрою цього приладу трьома століттями пізніше потрапило до датського астронома Тихо Браге і привело його до екваторіальної астрономії та конструювання відповідних приладів. Що стосується самої передачі ідеї екваторіального торкветуму з Китаю, то Дж. Нідем вважає, що вона відбувалася за посередництвом арабів до відомого фламандського математика, лікаря і астронома Гемме Фрізіусу в 1534, а від нього - до Тихо Браги. І через останнього та його наступника, Йоганна Кеплера, сучасна європейська астрономія прийшла до того, щоб стати екваторіальною на китайський зразок. При цьому слід зазначити, що з часів Го Шоуцзіна в пристроях наших сучасних екваторіальних установок не було зроблено жодного подальшого суттєвого просування.
У період раннього середньовіччя досягнення давньогрецькихастрономів були сприйняті вченими Близького та Середнього Сходу та Середньої Азії, які удосконалили їхні інструменти та розробили ряд оригінальних конструкцій. Відомі праці про застосування астролябій та про їх конструкції, про сонячний годинник і гномони, написані аль-Хорезмі, аль-Фергані, аль-Ходженді, аль-Біруні та ін. Істотний внесок у розвиток астрономічних інструментів внесли астрономи в) та Самаркандської обсерваторії (Улугбек, 15 в), на якій було встановлено гігантський секстант радіусом близько 40 м.
Через Іспанію та Південну Італію досягнення цих астрономів стали відомі в Північній Італії, Німеччині, Англії та Франції. У 15-16 ст. європейські астрономи використовували поряд з інструментами власної конструкції також описані вченими Сходу. Широку популярність здобули інструменти Г. Пурбаха, Регіомонтана (І. Мюллера) і особливо Тихо Браге та Я. Гевелія, які створили багато оригінальних інструментів високої точності.