中国古代科技发明.ppt

2004/4/18 聖文德書院 目錄 封面----------------------------------------------P.1 目錄----------------------------------------------P.2 中國古代的科技發明----------P.3—P.47 中外陸路交通------------------------P.48—P.69 總結---------------------------------------------P.70 鳴謝---------------------------------------------P.71 完------------------------------------------------P.72 中國古代的科技發明 水運儀象圖 水運儀象圖 蘇頌和韓公廉建造的水運儀象臺集渾儀、渾象、圭表、報時儀器於一身，是中國古代最宏偉、最複雜的一架天文儀器。 蘇頌等人建造的水運儀象臺臺高三丈五尺六寸多，相當於三、四層樓那麼高，分為三層：最上一層有一個小木屋，屋中安裝有渾儀和圭表。 當用渾儀觀測時，小屋屋頂就可以自動打開，露出渾儀。這種裝置可以說是現代天文臺活動屋頂的鼻祖。第二層是渾象，渾象的圓球上鑄有283個星官，共計1464顆恒星，用28條經線將28宿隔開。 渾象圓球裝在地櫃中，一半露在櫃外，代表著地平線上的半個天空。 整個水運儀象臺以漏壺中的水為驅動力，通過一套傳動裝置和一個機輪聯結在一起，與天球同步運轉，逼真自動地演示了天象的變化。 圭表 圭表 將一根木杆垂直地插在地上就形成了表。可別小看了這根簡單的木杆，它可是中國最古老的天文儀器。 古人用它不僅可以確定南北方向，還可以測定節氣與時刻。 早先的表和圭是單獨的兩件儀器，土圭是一種玉製的尺子，長約一尺五寸，用來量度表影的長度。 在《考工記》這本書中，我們可以找到最早的立表定向的方法。首先，把一小塊地整平，把木製或竹製的表插於其上，用一個掛有重物的準繩來把表校準，使之與地面垂直。 其次，用圓規以表為圓心畫圓。 在日出和日落時分別觀察表影，標記出表影和圓相交的兩點，過這兩個交點的線所指示的方向就是正東、正西。 日晷 日晷就是利用日影的規律，抓住了時間流逝的匆匆腳步。日晷有兩種形式：一種是水平放在地面上、刻度不均勻的地平式日晷。另一種是日晷面與赤道面平行的、刻度均勻的赤道式日晷。 考古學家曾經先後在內蒙古呼和浩特以南和河南洛陽金村發現了兩塊正方形的石板， 石板中央有一個深圓孔，可插類似晷針的東西。外有一大圓，圓周上有69個小孔等間距排列。 孔間間距為圓周長的百分之一，標有1際69個數字，並以細線與中央大圓相連。另有31個空位置。 根據推測該石板是一種使用百刻制的赤道式日晷。 晷針在石面上投下影子，影子不停地移動，每移一格就是百刻制中的一刻。 指南針 指南針是中國史上的偉大發明之一,也是中國對世界文明發展的一項重大貢獻。指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而製成的一種指向儀器。 右圖是掛型指車針復原模型。 磁石的這種特性,被古人利用來製成指南工具。最早出現的指南工叫司南,戰國時已普遍使用。 它是利用天然磁石琢磨而成,樣子像一隻勺,重心位於底部正中,底盤光滑,四周刻二十四向,使用時把長勺放在底盤上,用手輕撥,使它轉動,停下後長柄就指向南方。 但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品較低,磁性較弱。到了宋代,人們發明了人工磁化方法,製造了指南魚和指南針,而指南針更為簡便,更具實用價值。 候風地動儀 候風地動儀 候風地動儀，是東漢科學家張衡於公元132年發明的。 候風地動儀的關鍵機構，是一根稱為「都柱」的倒立擺，其重心高於擺動中心。 在受地震橫波襲擊時，由於慣性力作用，它將倒向震源方向，從而帶動該方向的傳動部件，使相應方向的龍口上額起撓，龍口中的銅丸便掉落在蟾蜍口中。  都柱是候風地動儀的動力部件，傳動部件就是「傍行八道、施關發機」。張衡創製的候風地動儀，靈敏度與精確度都很高。 當然，地動儀本身必須與地層或地面有牢固緊密的連接，或者說，使它成為地面的一部分。 再則，對於地震縱波，候風地動儀可能不大起作用，因為都柱在地面縱波衝擊下，傾倒的方向是難以預料的。 渾象 渾象是渾天家發明用來演示天球運動，說明渾天學說的一種儀器。 這架儀器的主體是一個直徑四尺六寸的大圓球，球上畫有二十八宿、中外星官、赤道、黃道……整個球安裝在南北極軸上，可以繞軸旋轉。 渾儀 渾儀 漢代以後，中國測量天體入宿度和去極度的儀器就長期使用渾儀，但是關於它的起源卻沒能夠清楚。 有人曾經認為參加製定《太初曆》的落下閎是渾儀的發明者，但落下閎說他只是根據已知的尺寸製造渾儀而已，並不明白其中的奧妙。 到了唐朝初年，李淳風製造