正文 第16章 中國古代科技史(15)(1 / 2)

龍骨水車又叫翻車,是一種刮板式連續提水的農田灌溉工具,相傳由我國三國時期傑出的機械發明家馬鈞發明或予以完善、推廣,是世界上最早出現的一種較先進的流傳最久遠的農用水車。它主要由水槽、木鏈、刮板等組成,臥於矩形長槽中,節節木鏈像根根龍骨,所以得此名稱。提水時,將車身斜置安放在河邊(或水邊),下端水槽和刮板直伸水中,利用鏈輪傳動原理,最先以人力為動力,後擴展利用畜力、水力和風力,以手搖、腳踏、牛轉、水轉或風轉驅動鏈輪,帶動木鏈周而複始地翻轉,裝在木鏈上的刮板就能順著水槽刮水上升,到長槽上端將水送到岸上,我國古代鏈輪傳動的最早應用就是在翻車上,是農業灌溉機械的一項重大改進。“灌水自覆,更入更出”,如此連續循環,把水輸送到需要之處,可連續不斷地提水,效率比其他農田灌溉提水工具高得多,結構合理,製作簡便,便於操作搬運,運轉輕快省力,兒童都可操作,還可及時轉移取水點,因此翻車問世後,迅速得到推廣,一代一代流傳下來,成為我國農村汲水最好的工具,對灌溉農田,發展農業生產,發揮了巨大的作用。而它的鏈輪傳動、翻板提升的原理,被現代的鬥式挖泥機,挖泥船應用了下來,賦予了新的生命力。

被中香爐——最早的常平支架裝置

我國漢晉時期的被中香爐,是世界上已知最早的常平支架裝置。

被中香爐也叫臥褥香爐,大約在西漢前期即已問世。漢代著名詩人司馬相如(前179~前117年)的《美人賦》中,有“金紐熏香,黼帳低垂”的詩句,據宋代學者章樵注解,“鉔音匝,香球,衽席間可旋轉者”,可知司馬相如生活的年代已有了被中香爐。據漢晉古籍《西京雜記》記載:“長安巧工丁緩者……又作臥褥香爐,一名被中香爐……為機環轉運四周,而爐體常平,可置之被褥。故以為名。”從現存的古代被中香爐可以看到,其構造精巧,由幾個軸心線相互垂直的金屬環構成,在中央軸心上安裝一個半圓形或盂形的容器,容器中點香,外麵用鏤空的金屬球包裹,像個多孔小球,鏤空球內有兩個環互相垂直且可靈活轉動,點香用的爐缸就掛在內圈上,爐體可繞三個互相垂直的軸線轉動。由於互相垂直的各環轉軸彼此製約,以及容器自身重量的作用,無論球體香爐如何滾動,燃點香料的容器都保持著水平位置,燃點著的香料都不會外泄,點上香後放在被窩中,可以免除著火之災。中國曆代所造的被中香爐有銅的、銀的、鍍金的,中環軸結構有二環的,有三環的。除被中香爐外,此類結構和原理還用於其他方麵,如:武則天如意年間(692年),有人製造了一種烤火取暖器。叫“木火通”,“鐵盞盛火,輾轉不翻”;宋代時,有一種用於舞龍的“燈球”,內盛油脂,無論舞燈者如何舞動燈火都不會濺出;又有一種女人佩掛的“香球”,不管佩掛者如何活動,內裝的香料都不會掉出。

目前的常平支架的結構就是從被中香爐的軸結構演變而來的,又叫萬向支架,是現代回轉器(陀螺儀)的關鍵部分,已在工業中被廣泛應用。歐洲人直到14至16世紀才利用常平支架裝置製成航海羅盤。

走馬燈——最早利用熱氣流產生機械旋轉的裝置

我國的走馬燈是民間彩燈的一種,外形多為宮燈狀,中間有一個軸,軸上有個可以旋轉的小輪子,軸心插上蠟燭,輪子四周插上彩色的紙人和紙馬。蠟燭上方有個風葉,蠟燭點燃以後,熱氣往上衝,冷空氣進入補充,產生的空氣對流使風葉轉動,帶動輪子旋轉起來,輪子四周的紙人和紙馬也飛快地旋轉起來了。明亮的燭光把小紙人和小紙馬的影子投在燈壁上,即出現人馬追逐、物換景移的影像,像活動的電影一樣有趣。

走馬燈雖然是一種玩具式的燈,但它的原理與近代的汽輪機、燃氣輪機是一樣的,是世界上最早利用熱氣流產生機械旋轉的裝置。公元前121年中國人發明了走馬燈,約公元180年丁緩製出一個“九層博山爐”(走馬燈),公元12世紀中國人還製出了“馬賽燈”。在歐洲,1550年有過一種雛形燃氣輪機的記載,西方人約翰·巴特於1634年描述了走馬燈,這都比中國晚了1000多年。而燃氣輪機是1906年才研製成功。

其他

火的使用和最早的人工取火

人類的童年時代還不會用火,野火威脅著人類的生存,人類和其他動物一樣對火非常恐懼,看見火就遠遠地躲開,這個時代被稱為“茹毛飲血”的時代。後來,人類逐漸對火有了認識,發現被火燒過的獸肉比生的容易咬嚼和消化,靠近火可以驅寒取暖,火可以照明,野獸看見了火就要逃避,向火中加草木火就繼續燃燒,雨水澆火火就熄滅,等等。經過長期的經驗積累,人們終於學會了讓火為自己服務。從古代遺跡中被燒過的灰燼和獸骨判斷,很多科學家認為地球上最早用火的人是距今170萬年以前我國的古人類“元謀人”。我國的“北京人”時期則大量用火了,在“北京人”居住過的洞穴裏,發現了幾層灰燼,其中最後的一層竟有6米。