水力機械鐘與安堤基瑟拉儀早在紀元前就出現了，但奇怪的是，西方在之後千年的時間裡，竟然一直沒有結合這兩種齒輪技術，發明自動隨著天體運轉的水力天文鐘。結果最早的水力天文鐘，既不是出現在拜占庭帝國，也不是在阿拉伯帝國，而是萬里之外的中國！
本文為系列文章，上一篇請見：什麼？阿拉伯帝國學風開放，還搞出第一台可編程機器？│《電腦簡史》 齒輪時代（七）
只要轉動安提基瑟拉儀與拜占庭日晷儀，就可以計算過去到未來，任何一天的天體位置。但是只要沒人轉動，它們就不會動作，所以沒辦法呈現當下的天象，不像時鐘隨時告訴你目前時刻。
既然西元前三世紀，克特西比烏斯已經發明出機械水鐘，那麼以此為基礎，再多加一些齒輪與指針進去，讓它們與天體運行同步，不就是一台會自己運轉的天文鐘？看一眼就能知道目前的天體位置。
說也奇怪，雖然自動機器與計算天體位置，這兩種齒輪技術早就有了，但是「水力天文鐘」卻隔很久之後才出現。不知道是因為兩種技術沒有交匯在一起，或者早期確有發明，只是毀損失傳了。總之根據史料，水力天文鐘最早的記載竟然不是在古希臘，也不在拜占庭帝國或阿拉伯世界，而是在中國。
渾天儀、水運渾天、渾儀——中國早就有水力天文鐘？
《後漢書》中提到東漢的太史令張衡，於西元 126 年發明了渾天儀。許多人相信這就是最早的水力天文鐘，但其實除了渾天儀這名詞，完全沒有解釋其功能與構造，甚至也沒說由水力推動。是因為後來的《晉書．天文志》中，進一步描述渾天儀用空心銅球代表圓天，上面蝕刻各個星宿，以演示星象的運行；而原文中有「以漏水轉之」這幾個字，才引發後人設想渾天儀是以水力推動。
無論渾天儀是否真的靠水力轉動，它就這麼曇花一現。直到六百年後，唐朝的一行和尚（俗名張遂）與梁令瓚，才於 723 年又打造出名為「水運渾天」的水力天文鐘。《舊唐書．天文志》對它有這樣的描述：「注水激輪，令其自轉，一日一夜，天轉一周。又別置二輪絡在天外，綴以日月，令得運行。」表示除了星象，日月各自也有獨立的齒輪帶動運轉。更特別的是，後面還提到有兩個報時的木人，「每一刻自然擊鼓，每辰則自然撞鐘」。如果書中所言屬實，水運渾天既能模擬日月星辰的運行，又能夠時時刻刻主動報時，那的確稱得上水力天文鐘無誤。只可惜《舊唐書．天文志》沒有進一步描述它的內部構造，無從驗證這部水力天文鐘是否真的可以正常運轉。
北宋時，來自四川的張思訓於 979 年也設計了「渾儀」。據《宋史‧天文志》所載，張思訓特地改用水銀取代水，如此便不怕冬天水結冰，使得天文鐘無法運轉。此外，他還設計了更花俏的報時方式：除了有七個木偶在每一刻鐘會分別搖鈴、扣鐘、擊鼓，還有十二個木人輪流在不同時辰跑出來舉牌報時。但同樣地，書中仍然沒有解說其構造。
張衡的渾天儀、一行和尚的水運渾天、張思訓的渾儀，都僅見於文獻之中，卻又缺乏實際構造的描述，因此難以斷定其真偽。目前公認中國最早的水力天文鐘，是北宋時期的福建閩南人蘇頌，所發明的「水運儀象台」。
中國水力天文鐘公認始祖——水運儀象台
蘇頌出生於 1020 年，二十三歲與王安石同榜中了進士後，先到江蘇當縣令，三十四歲時調任到專門收藏典籍的集賢院。他在集賢院九年期間，研讀各種領域的書籍，學識因而大幅擴展，從藥學、算學、工程到天文地理，無所不通。 1086 年蘇頌轉任吏部尚書，在檢驗各項天文儀器後，決定建造一部功能完整、自動運行的天文鐘。他與下屬韓公廉一起著手設計，最後歷時六年終於成功打造出水運儀象台。
雖然水運儀象台已不復存，但所幸蘇頌留下一本親手寫的《新儀象法要》，裡面詳盡記載內部構造與零件尺寸，而且還附有圖示。經按圖索驥，復原重建水運儀象台後，確實可以正常運作（台中的自然科學博物館便有個一比一的模型）。
水運儀象台高達十二公尺，共有三層。觀測用的「渾儀」置放於最上層，有許多環圈層層相套，包括地平圈、赤道圈、黃道圈、……等等，配合可以活動的「窺管」來觀測特定天體的位置。中間那一層是「渾象」，主體是一顆由齒輪帶動的圓球，上面繪製了各個星座，轉完一圈剛好一天，配合繞著圓球的經緯圈，演示天象的實際變化。最下層則是報時裝置，分為五小層，每層各有數目不一的小木人，會定時現身舉著牌子顯示目前的時刻，若在晚上還會敲更。
水運儀象台的動力機制與克特西比烏斯的機械水鐘非常類似，也是利用虹吸原理，讓固定的水量傾瀉而下推動水車，水車再帶動齒輪前進一格，推動渾象的圓球緩緩轉動，同時轉動報時裝置。所以只要定期加水，就能不斷運轉，如實模擬天象。
很難想像蘇頌可以憑空發明如此複雜的齒輪裝置。也許蘇頌在集賢院時，從藏書中發現渾天儀、水運渾天、渾儀等裝置的圖解；甚至張思訓的渾儀過了一百年可能還完好無缺，蘇頌便可直接研究（水運儀象台的木人報時方式，與渾儀也太相似了）。若是如此，中國的水力天文鐘，似乎是自漢、唐、宋一路傳承下來，完全是中國自己的發明。不過實際上，蘇頌還是得藉助於阿拉伯帝國的天文知識。
