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中国古代度量衡_第十三章 元朝度量衡及海外贸易 第四节 元朝继承宋朝测试技术的成就

丘光明
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总共39章(已完结

中国古代度量衡 精彩片段:

第十三章 元朝度量衡及海外贸易

第四节 元朝继承宋朝测试技术的成就

宋元是我国古代科学技术发展的鼎盛时期,天文、数学、地图的测绘、器械的制造都取得了辉煌的成就。

宋元时期,为了提高工农业生产效率,十分重视对器械制造技术的改进。元朝王桢教民耕植,总结了全国范围内的农事,完成了一部《农书》;其中的《农器图谱》里,绘出了各种农业机械图,如纺织器械、灌溉工具、运输工具等。这些器械的制造,都对零部件的公差配合有严格的要求。

计里鼓车是一种用轮轴机械量度地面距离的车辆,北宋以前已有记载,但制造原理和方法均已失传。北宋天圣五年(公元1027年)燕肃重新设计指南车,卢道隆设计制造的记里鼓车,体现了我国机械工程技术的高度成就。关于记里鼓车的制造,《宋史·舆服志》中有关于尺寸规范等的详细记载,是我国古代对齿轮系运用的范例。用两个齿数相同的齿轮,中间嵌入一个中轮,便能按同一速度和同一方向运转,整个齿轮系与车轮同行同止。车上具有一套减速齿轮系,使运动变慢,最后一根轴在车行一里或10里的时候才回转一周。每当车行一里时,中平轮转一周,其上的拨子就拨动下一层木人击鼓一次;车行10里时,上平轮转一周,其上的拨子就拨动上一层木人击镯一次。今天的汽车里程表,每行驶一公里,里程表上便转动一个数码,其原理与古代记里鼓车相似。

时间计量在我国有悠久的历史。《隋书·天文志》记载:“昔黄帝创观漏水,制器取则……总以百刻,分于昼夜。”中国历代对计时都十分重视,往往把计时的管理、计时仪器与国家的政令联系在一起,并且作为国家法制的一个部分严格加以控制。早在《尚书·虞书·舜典》中就有:“在璇玑玉衡,以齐七政”的记载。中国古代的计时方法脱离不了天象,与天文学是分不开的。《辽史·历象志》云:“八尺之表,六尺之简,百刻之漏,日月星辰示诸掌上。”中国最古老的计时器是日晷和漏壶。《新五代史·司天考》也说:“晷,漏正,则日之所至,气之所应,得之矣。”北宋伟大的科学家沈括,在天文、历法、算学上所取得的成就是举世瞩目的。《宋史·律历志十三》记:“初,括上浑仪、浮漏、景表三议。”熙宁六年“诏依新式制造,置于司天监测验,以较疏密。”可惜实物早已无存。

除沈括外,北宋元祐年间苏颂、韩公廉等人合作制造成“水运仪象台”,用水力转动,是世界上首创的水动天文钟,其中精妙的擒纵装置,相当于钟表里的擒纵器,起控制枢轮定速转运的作用,使这座仪象台把测量仪器的浑仪、表演仪器的浑象和计时仪器设置在同一机构内表达出来,被誉为天文钟的祖先。

元代的科学家郭守敬,也在天文、历法、算学等方面有过重大的贡献。他说:“历之本在测验,而测验之器莫先于仪表。”他在天文仪器制造方面有惊人的创造力。曾先后制作了简仪、高表、候极仪、浑天象、景符、星晷定时仪等12种新仪器,其中简仪和高表是两个重大的创造。为了提高测量日影的精度,郭守敬在河南建造了一座测景台,表高40尺,较古代八尺之表高出四倍,这样测量日影长度的相对误差便可以减少到1/5。按常理,加长表高就能使日影变化更显著,但是表增高以后,照射在圭面上的日影边界就会模糊不清,从而达不到提高精度的目的。为了使日影能清晰地投射在圭面上,郭守敬创制了一种叫景符的仪器,用来解决日影边界模糊不清的问题。景符是在一个小框架上安一个可转动的铜片,铜片中间开一个小孔,当太阳过子午线时,把景符放置在水平的圭面上,南北移动并转动铜片,使照射在圭表顶部铜横梁上的日光,首先通过景符上的那个小孔再照射到圭面,形成一个米粒大小中间带有铜梁横影影像的光点,从而达到边缘清晰的目的。这样就可以量取到比较准确的影长了。景符的发明,在光学测量仪器发展史上是一个具有重大意义的成就。

郭守敬建造的测景台,台前有石圭三十六方组成“量天尺”,尺度用唐朝小尺,每尺合24.5厘米,是我国现存最早的天文台建筑。

郭守敬还创制了能自鸣、击鼓、计量、报时的大型天文钟“大明殿灯漏”和“五轮沙漏”。它们都已脱离了天文仪器的范围,主要应用于计时,与西方17世纪的机械钟已相差无几了。

作品简介:

中国古代以度量衡和时间为主要内容的计量技术,有着悠久的历史,早在父系氏族社会,度量衡和计时已是农业文明的基础。传说在黄帝时代已发明了以干支记日、月。继而尧命羲、和二人参照日、月、星辰定历法。舜到东方巡视,在部落联盟议事时,商讨把四时之气节、日之大小、日之甲乙,度量衡的齐同,乐律声音高低都统一起来。禹治理水患,划分九州,“身为度,称以出” ,以人体建立度量衡标准……

作者:丘光明

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