古代传感器及感知功能.docx

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从冷兵器时代到蒸汽机时代的这段漫长的时期里，我们的科技先驱和能工巧匠发明创造的机械式传感器，开启了人类传感器的雏形。这些传感器最初发明时就像能识破天机的利器，也不乏银簪验毒的创举，在群组化和制度化的推广使用后，则极大的推动了当时生产生活方式的进步和文明社会发展制度的建立完善。

指南车——史料记载最早的传感器

指南车又称司南车，相传公元前2700年中国的轩辕黄帝发明了指南针，黄帝用指南车，在大雾中辨别方向，打败了蚩尤。公元前3世纪的《韩非子》中说，战国时代已有人用“司南”（指南针）。《西京杂记》记载有：“司南车，驾四，中道。”东汉的张衡、三国时魏国的马钧都曾造过指南车，其后历代史书差不多都有指南车的记载。《宋史·舆服一》中就对所造指南车的大小、规格、形制，以及内部的齿轮结构、齿轮大小和齿数等都有相当详细的记述。根据这些记载和近人的研究，我们可以对指南车的结构和原理有一个大致的了解。指南车的车身为一辕双轮车，车箱为重构结构，上立一木人，引臂南指。车箱内部设置有一套可自动离合的齿轮传动机构。当车子行进中偏离正南方向，向东（向左）转弯时，车辕前端向左移动，而后端向右（向西）移动，即将右侧传动齿轮放落，使车轮的转动能带动木人下方的大齿轮向右转动，恰好抵消车辆向左转弯的影响，使木人手臂仍指南方。当车子向西（向右）转弯时，则左侧的传动齿轮放落，使大齿轮向左转动，以抵消车子右转的影响。而车子向正前方行进时，车轮与齿轮系是分离的，因此木人手臂所指的方向不受车轮转动的影响。如此，不管车子的运动方向是东西南北，或不断变化，车上木人的手臂总是指向南方，起着指引方向的作用。

仰韶陶质量具、商代骨尺、楚墓天平、日晷仪、地动仪——最早的度量衡传感器

“度量衡”名称源自《书·舜典》“协时月正日，同律度量衡。”，计量长短用的器具称为度，测定计算容积的器皿称为量，测量物体轻重的工具称为衡，这些测量概念在中国统称为“度量衡”。度量衡的发展大约始于原始社会末期，近代人王国维在《论现存历代尺度》中指出其发展规律：尺度的演变由短而长，容量的演变由小到大，权衡（重量）的演变由轻而重。

距今5000年前的甘肃大地湾仰韶文化晚期房F901中出土的一组陶质量具，是迄今为止，我国发现最早的量器。其中条形盘的容积约为264.3立方厘米；铲形抄的自然盛谷物容积约为2650.7立方厘米；箕形抄的自然盛谷物容积约为5288.4立方厘米；四把深腹罐的容积约为26082.1立方厘米。可以看出，除箕形抄是铲形抄的二倍外，其余三件的关系都是以十倍的递增之数。可称为条升、抄斗、四把斛。

河南安阳出土的商代（公元前1600～前1046年）骨尺是目前中国所见最早的长度测量工具。尺面分、寸刻线都应用了十进位制，分别长16.95、15.78、15.8厘米，可作为商代一尺实际长度之参考。

已发掘出的最早的秤是在长沙附近左家公山上战国时期楚墓中的天平。杠杆在中国的典型发展是秤的发明和它的广泛应用。在一根杠杆上安装吊绳作为支点，一端挂上重物，另一端挂上砝码或秤锤，就可以称量物体的重量。古代人称它“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤，“衡”是指秤杆。楚墓天平是公元前四到三世纪的制品，是个等臂秤,使用原理和今天的天平完全一致。不等臂秤可能早在春秋时期就已经使用了。古代中国人还发明了有两个支点的秤，俗称铢秤。使用这种秤，变动支点而不需要换秤杆就可以称量比较重的物体。

日晷仪最早出现在西周，是古人观测日影记时的仪器，根据日影的位置来指定当时的时辰或刻数，是我国古代较为普遍使用的计时仪器。现在史料中最早的记载是《汉书·律历志·制汉历》一节：太史令司马迁建议共议“乃定东西，主晷仪，下刻漏”。日晷名称是由“日”和“晷”两字组成。“日”指“太阳”，“晷”表示“影子”，“日晷”的意思为“太阳的影子”。一天中，随着太阳由东到西的移动，日晷仪指针的影子的方位和长短都会跟着变化，通常是以影子的方位计时。日晷仪的缺点是遇到阴天和黑夜就失效了。

十二时辰是古代中国劳动人民根据一日间太阳出没的自然规律、天色的变化以及自己日常的生产活动、生活习惯而归纳总结、独创于世的。古代劳动人民把一昼夜划分成十二个时段，每一个时段叫一个时辰。《黄帝内经》的十二时辰养生法，通过计时工具，融入到人们的日常生活，从而让每个人都懂得用《黄帝内经》养生，让科学养生得以普及，这对改善人们体质，提高生存质量，无疑具有革命性的意义。

地动仪——最早的震动传感器

公元132年发明，东汉张衡发明的地动仪，是世界上第一架观测地震的仪器，李约瑟称之为“地震仪的鼻祖”。地动仪“以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊”。其内部有精巧的结构，中间为“都柱”，相当于一种倒立型的震摆；周围分“八道”，即按八个方向装置的八组机械装置。外面相应八个方