張衡有什么發(fā)明
張衡是東漢中期渾天說的代表人物之一,以下是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的張衡有什么發(fā)明,希望能幫到你。
一、張衡簡(jiǎn)介
張衡(78年—139年),字平子。漢族,南陽(yáng)西鄂(今河南南陽(yáng)市石橋鎮(zhèn))人[1] ,南陽(yáng)五圣之一,與司馬相如、揚(yáng)雄、班固并稱漢賦四大家。中國(guó)東漢時(shí)期偉大的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、發(fā)明家、地理學(xué)家、文學(xué)家,在東漢歷任郎中、太史令、侍中、河間相等職。晚年因病入朝任尚書,于永和四年(139年)逝世,享年六十二歲。北宋時(shí)被追封為西鄂伯。
張衡在天文學(xué)方面著有《靈憲》、《渾儀圖注》等,數(shù)學(xué)著作有《算罔論》,文學(xué)作品以《二京賦》、《歸田賦》等為代表。《隋書·經(jīng)籍志》有《張衡集》14卷,久佚。明人張溥編有《張河間集》,收入《漢魏六朝百三家集》。
張衡為中國(guó)天文學(xué)、機(jī)械技術(shù)、地震學(xué)的發(fā)展作出了杰出的貢獻(xiàn),發(fā)明了渾天儀、地動(dòng)儀,是東漢中期渾天說的代表人物之一。被后人譽(yù)為“木圣”[2] (科圣),由于他的貢獻(xiàn)突出,聯(lián)合國(guó)天文組織將月球背面的一個(gè)環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”,太陽(yáng)系中的1802號(hào)小行星命名為“張衡星”。后人為紀(jì)念張衡,在南陽(yáng)修建了張衡博物館。
二、主要發(fā)明
地動(dòng)儀
地動(dòng)儀結(jié)構(gòu)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。據(jù)《后漢書·張衡傳》記載:地動(dòng)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(guān)閉發(fā)動(dòng)之機(jī)。它有八個(gè)方位,每個(gè)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(duì)應(yīng)。任何一方如有地震發(fā)生,該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中,由此便可測(cè)出發(fā)生地震的方向。經(jīng)過試驗(yàn),與所設(shè)制,符合如神,自從有書籍記載以來,是沒有過的。曾經(jīng)一龍機(jī)發(fā),地不覺動(dòng),雒陽(yáng)的學(xué)者都責(zé)怪不足信,幾天之后,送信人來了,果然在隴西地發(fā)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(dòng)發(fā)生的地方。[14] 關(guān)于地動(dòng)儀的結(jié)構(gòu),流行的有兩個(gè)版本:王振鐸模型,即“都柱”是一個(gè)類似倒置酒瓶狀的圓柱體,控制龍口的機(jī)關(guān)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(jì)》),擺下方有一個(gè)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(guān)”),地震時(shí),“都柱”撥動(dòng)小球,小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān),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(dāng)儀器的腳。該模型經(jīng)模擬測(cè)試,結(jié)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(cè)地震,在國(guó)外,是19世紀(jì)以后的事。候風(fēng)地動(dòng)儀是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限于測(cè)知震中的大概方位,但它卻超越了世界科技的發(fā)展約1800年。
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,創(chuàng)制了一個(gè)比以前都精確、全面得多的“渾天儀”。[15] 漏水轉(zhuǎn)渾天儀是一種水運(yùn)渾象。用一個(gè)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(jié)氣、恒顯圈、恒隱圈等,成一渾象,再用一套轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械,把渾象和漏壺結(jié)合起來。以漏壺流水控制渾象,使它與天球同步轉(zhuǎn)動(dòng),以顯示星空的周日視運(yùn)動(dòng),如恒星的出沒和中天等。它還有一個(gè)附屬機(jī)構(gòu)即瑞輪冥菜,是一種機(jī)械日歷,由傳動(dòng)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(jí)漏壺是現(xiàn)今所知最早的關(guān)于兩級(jí)漏壺的記載。
張衡在創(chuàng)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(shí)作了大段引述而使之傳世。劉昭注中把這段文字標(biāo)題為《張衡渾儀》。稱之為“渾儀”可能是劉昭所作的一種簡(jiǎn)化。在古代,儀器的定名并不嚴(yán)格。雖然后世將“渾儀”一詞規(guī)范為專指觀測(cè)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(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
張衡也研究過地理學(xué),根據(jù)他研究和考察的心得,畫過一幅地形圖。唐張彥遠(yuǎn)《歷代名畫記》卷三云:“衡嘗作地形圖,至唐猶存。
看過張衡有什么發(fā)明