張衡發明了什么 發明了哪些東西
2019-03-22 15:16:23文/葉丹張衡對很多方面的知識都很精通,其在天文、數學、文學地理等方面都有涉獵。尤其是在地震學和天文學等方面,可以說是開創了此領域的先河。張衡發明了地動儀、渾天儀、瑞輪莢、計里鼓車、獨飛木雕、地形圖等。

東漢張衡幾個重要發明
發明地動儀
早在公元132年,張衡就研發了世界上最早的震后測量儀器,名叫候風地動儀。據后漢書記載,儀器整體由銅制成呈圓形頂端凸起,直徑大概有八尺,外圍還用各種文字鳥獸圖案來裝飾,也很像當時的酒杯,儀器內有八個柱子,安裝驅動機關,儀器外有八條含著銅珠的龍,位居八方,每條龍下都有蟾蜍地震發生后,相應方向的龍珠便墜落,被蟾蜍之口所接。
改進渾天儀
早在西漢時期,耿壽昌就制造出了渾天儀,張衡在此基礎上進行改進,使得渾天儀更加精準。張衡改進的渾天儀整體是一個直徑大概四尺多的銅球,在球上刻著二十四節氣、南北極、二十八星宿以及黃赤道等元素,形成了渾象(和現在天球儀類似),通過機械裝置,來連接漏壺和渾象,就可以用漏壺的流水來運轉渾象,就可以得到天體運動,時令節氣的規律。
發明瑞輪莢
瑞輪莢是一個自動日歷,張衡是模仿了冥莢(傳說中一種神樹)來制作它的,以流水來驅動,每月從初一到滿月每天會現出葉子一片,之后從滿月到月末,每天又會收葉子一片,循環往復。
發明指南車
張衡所發明的指南車通過齒輪傳動來運轉,雙輪獨轅,齒輪系統在車廂內可自動離合,車廂外有一個木頭人,無論車子朝哪走,木人的手臂都向南。
對歷法貢獻
在延光二年(公元123年),張衡參與了歷法的討論,駁回了《太初歷》和《四分歷》,阻止了中國歷法的倒退,張衡認為《九道法》最為精準,但是按九道法來推歷法,和人們當時的歷法習慣是有很大沖突的,所以沒被采用,所以,這是中國歷法的一個損失。張衡的代表作《靈憲》得出的地球繞太陽一周的時間,與現代的精確測量十分接近。
張衡有什么發明
地動儀
公元132年(陽嘉元年),張衡在太史令任上發明了最早的地動儀,稱為候風地動儀。據《后漢書·張衡傳》記載:地動儀用精銅鑄成,圓徑八尺,頂蓋突起,形如酒樽,用篆文山龜鳥獸的形象裝飾。中有大柱,傍行八道,安關閉發動之機。它有八個方位,每個方位上均有一條口含銅珠的龍,在每條龍的下方都有一只蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生,該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中,由此便可測出發生地震的方向。經過試驗,與所設制,符合如神,自從有書籍記載以來,是沒有過的。曾經一龍機發,地不覺動,雒陽的學者都責怪不足信,幾天之后,送信人來了,果然在隴西地發生地震,眾人于是都服其神妙。自此之后,朝廷就令史官記載地動發生的地方。
關于地動儀的結構,流行的有兩個版本:王振鐸模型,即“都柱”是一個類似倒置酒瓶狀的圓柱體,控制龍口的機關在“都柱”周圍。這一種模型已被基本否定。 另一種模型由地震局馮銳提出,即“都柱”是懸垂擺(見袁宏《后漢紀》),擺下方有一個小球,球位于“米”字形滑道交匯處(即《后漢書·張衡傳》中所說的“關”),地震時,“都柱”撥動小球,小球擊發控制龍口的機關,使龍口張開。另外,馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體并充當儀器的腳。該模型經模擬測試,結果與歷史記載吻合。
世界上地震頻繁,但真正能用儀器來觀測地震,在國外,是19世紀以后的事。候風地動儀是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限于測知震中的大概方位,但它卻超越了世界科技的發展約1800年。
渾天儀
張衡在西漢耿壽昌發明的渾天儀的基礎上,根據自己的渾天說,創制了一個比以前都精確、全面得多的“渾天儀”。
漏水轉渾天儀是一種水運渾象。用一個直徑四尺多的銅球,球上刻有二十八宿、中外星官以及黃赤道、南北極、二十四節氣、恒顯圈、恒隱圈等,成一渾象,再用一套轉動機械,把渾象和漏壺結合起來。以漏壺流水控制渾象,使它與天球同步轉動,以顯示星空的周日視運動,如恒星的出沒和中天等。它還有一個附屬機構即瑞輪冥菜,是一種機械日歷,由傳動裝置和渾象相連,從每月初一起,每天生一葉片;月半后每天落一葉片。它所用的兩級漏壺是現今所知最早的關于兩級漏壺的記載。
張衡在創作了渾天儀之后曾寫過一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代劉昭注《后漢書·律歷志》時作了大段引述而使之傳世。劉昭注中把這段文字標題為《張衡渾儀》。稱之為“渾儀”可能是劉昭所作的一種簡化。在古代,儀器的定名并不嚴格。雖然后世將“渾儀”一詞規范為專指觀測儀器,但在隋、唐以前,“渾儀”也可用于表演儀器。
瑞輪莢
瑞輪莢是張衡別出心裁創造的自動日歷,它模仿神話中奇樹蓂莢的特征,靠流水作用,從每月初一開始,一天出現一片葉子,到滿月出齊15片,然后每天再收起一片,到月末為止,循環開合。這個神話曲折地反映了堯帝時天文歷法的進步。張衡的機械裝置就是在這個神話的啟發下發明的。聽謂“隨月盈虛,依歷開落”,其作用就相當于現今鐘表中的日期顯示。
指南車
張衡制造的指南車利用機械原理和齒輪的傳動作用,由一輛雙輪獨轅車組成。車箱內用一種能自動離合的齒輪系統,車箱外殼上層置一木刻仙人,無論車子朝哪個方向轉動,木人伸出的臂都指向南方。
計里鼓車
張衡創造的計里鼓車是用以計算里程的機械。據《古今注》記載:“記里車,車為二層,皆有木人,行一里下層擊鼓,行十里上層擊鐲”。記里鼓車與指南車制造方法相同,所利用的差速齒輪原理,早于西方1800多年。
獨飛木雕
張衡制作獨飛木雕,是模仿鳥類高空翱翔的滑翔翼型設計。
地形圖
張衡也研究過地理學,根據他研究和考察的心得,畫過一幅地形圖。唐張彥遠《歷代名畫記》卷三云:衡嘗作地形圖,至唐猶存。
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