東漢張衡發(fā)明了什么和什么

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2022/2/3
張衡發(fā)明了地動(dòng)儀和機(jī)器人。張衡的發(fā)明還有渾天儀,侯風(fēng)儀,獨(dú)飛木雕,土圭(日影器)、活動(dòng)日歷等,最著名的是地動(dòng)儀。
張衡的主要發(fā)明在東漢時(shí)期,中國(guó)出現(xiàn)了一位創(chuàng)制天球儀,候風(fēng)儀,地震儀的天文學(xué)家張衡。
張衡于公元78年出生在河南南陽(yáng),家境貧苦。但他自幼喜歡讀書,成年后曾在南陽(yáng)郡做了幾年文官,后來(lái)辭職回鄉(xiāng),潛心天文研究。中國(guó)漢朝先后出現(xiàn)了三種關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)和宇宙結(jié)構(gòu)的學(xué)說(shuō),這就是“蓋天說(shuō)”、“渾天說(shuō)”和“宣夜說(shuō)”!吧w天說(shuō)”認(rèn)為天在上,地在下,天像一個(gè)半圓形的罩子,大地像一個(gè)倒扣著的盤子!薄皽喬煺f(shuō)”主張?zhí)焓菧唸A的,日月星辰會(huì)轉(zhuǎn)入地下,早期的渾天說(shuō)認(rèn)為大地是平的,改進(jìn)的渾天說(shuō)認(rèn)為大地是球形的!靶拐f(shuō)”認(rèn)為天沒(méi)有一定形狀,而是無(wú)邊無(wú)際的充滿氣體的空間,日、月、星辰都飄浮在氣體中。張衡根據(jù)自己對(duì)天體運(yùn)行的認(rèn)識(shí)和實(shí)際觀察,認(rèn)為“渾天說(shuō)”比較符合觀測(cè)實(shí)際。他還制作了一個(gè)能夠精確演示渾天思想的“渾天儀”。
張衡的另一發(fā)明是制作了水運(yùn)渾象,它是世界上第一架用水力發(fā)動(dòng)的天文儀器。水運(yùn)渾象實(shí)際上是個(gè)天文鐘,通過(guò)它的等速旋轉(zhuǎn),可以報(bào)告時(shí)刻。世界上第一個(gè)可以測(cè)定地震方位的地動(dòng)儀,也是這位古代科學(xué)家發(fā)明的。張衡還在《靈憲》等天文著作中,闡述了無(wú)限宇宙的思想,解釋了月亮反射陽(yáng)光和月食發(fā)生的原因。他對(duì)2500顆恒星的觀測(cè)記錄和“周天三百六十五度又四分之一度”的計(jì)算結(jié)果,和近代天文學(xué)非常接近。
公元117年,張衡根據(jù)渾天學(xué)說(shuō)理論和對(duì)天象的實(shí)際觀察,創(chuàng)造出了利用漏壺滴水推動(dòng)的大型“漏水轉(zhuǎn)渾天儀”。這是世界上第一臺(tái)自動(dòng)演示恒星和太陽(yáng)周日運(yùn)行的儀器
公元132年發(fā)明了界上第一臺(tái)測(cè)定地震方位的科學(xué)儀器——地動(dòng)儀
張衡制造的“指南車”,利用機(jī)械原理和齒輪的傳動(dòng)作用,由一輛雙輪獨(dú)轅車組成。車箱內(nèi)用一種能自動(dòng)離合的齒輪系統(tǒng),車箱外殼上層置一木刻仙人,無(wú)論車子朝哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),木人伸出的臂都指向南方。張衡關(guān)于齒輪系統(tǒng)的應(yīng)用和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理,被西方學(xué)者贊為“是一切控制論機(jī)械的祖先”。
張衡創(chuàng)造的“計(jì)里鼓車”,是用以計(jì)算里程的機(jī)械。據(jù)《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”!坝浝锕能嚒焙汀爸改宪嚒钡闹圃旆椒ㄏ嗤玫牟钏冽X輪原理,早于西方1800多年。
張衡制造的“瑞輪莢”(即活動(dòng)日歷),內(nèi)裝機(jī)關(guān),在一個(gè)立軸上裝15個(gè)撥板,依次分別作用于15個(gè)莢,按著應(yīng)有的時(shí)刻升落,利用水力運(yùn)動(dòng),從每月初一起,每天轉(zhuǎn)出一片木葉,15日后每天再轉(zhuǎn)入一片,到月落為止,循環(huán)旋轉(zhuǎn)開合,使人們從而獲得類似活動(dòng)日歷的效用。這是世界上最早的計(jì)時(shí)器。
張衡創(chuàng)造的“獨(dú)飛木雕”是機(jī)械飛行器。它是模仿鳥類高空翱翔的又寬又長(zhǎng)的滑翔翼型設(shè)計(jì),靠腹內(nèi)施機(jī),加以控制,能飛數(shù)里。這一發(fā)明制造,比國(guó)外的機(jī)械飛行器早1500多年。
張衡制造的“候風(fēng)儀”(即候風(fēng)銅鳥),是氣象學(xué)中預(yù)測(cè)風(fēng)力風(fēng)向的儀器。它與西方的候風(fēng)雞類似。但西方的候風(fēng)雞到12世紀(jì)才始見于記載,要比張衡的候風(fēng)銅鳥晚了1000多年。
東漢張衡主要成就地動(dòng)儀
公元132年(陽(yáng)嘉元年),張衡在太史令任上發(fā)明了最早的地動(dòng)儀,稱為候風(fēng)地動(dòng)儀。
渾天儀
張衡在西漢耿壽昌發(fā)明的渾天儀的基礎(chǔ)上,根據(jù)自己的渾天說(shuō),創(chuàng)制了一個(gè)比以前都精確、全面得多的“渾天儀”。
瑞輪莢
瑞輪莢是張衡別出心裁創(chuàng)造的自動(dòng)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(xiàn)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(huán)開合。這個(gè)神話曲折地反映了堯帝時(shí)天文歷法的進(jìn)步。張衡的機(jī)械裝置就是在這個(gè)神話的啟發(fā)下發(fā)明的。聽謂“隨月盈虛,依歷開落”,其作用就相當(dāng)于現(xiàn)今鐘表中的日期顯示。
指南車
張衡制造的指南車?yán)脵C(jī)械原理和齒輪的傳動(dòng)作用,由一輛雙輪獨(dú)轅車組成。車箱內(nèi)用一種能自動(dòng)離合的齒輪系統(tǒng),車箱外殼上層置一木刻仙人,無(wú)論車子朝哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),木人伸出的臂都指向南方。
計(jì)里鼓車
張衡創(chuàng)造的計(jì)里鼓車是用以計(jì)算里程的機(jī)械。據(jù)《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(dú)飛木雕
張衡制作獨(dú)飛木雕,是模仿鳥類高空翱翔的滑翔翼型設(shè)計(jì)。
地形圖
張衡也研究過(guò)地理學(xué),根據(jù)他研究和考察的心得,畫過(guò)一幅地形圖。唐張彥遠(yuǎn)《歷代名畫記》卷三云:“衡嘗作地形圖,至唐猶存!