四、运用力学原理的创造发明——浑天仪与地动仪
漏水运转浑天仪和候风地动仪,是东汉张衡(公元78—139年)根据物理的力学原理先后制成的。它们分别在天象和地震观察上发挥了作用。漏水运转浑天仪是一台自动测示天象的仪器,它以一空心铜球表示天球,天球画有星座和黄道、赤道,紧附在天球外的有地平环和子午环等,天球可以支架在子午环上绕天轴转动。另外把计量时间的漏壶与浑象联系起来,即利用漏壶的等时性,以漏壶漏出的水为原动力,再通过浑象内部装置的齿轮等使传动和控制设备,以使浑象每日均匀地绕天轴旋一周从而达到自动地、近似正确地演示天象的目的。候风地动仪以精钢制成,形似酒尊,里面均匀排列八根“都柱”——上粗下细的立柱。由于都柱重心高,当地面一有震动,就极容易向震动方向倒下。尊外相应地设置八条口含小铜球的龙,每个龙头下面都有一只蟾蜍,昂首张口(见插页图5)。当某一都柱倒下时,就带动了连接的龙,使龙口张开,所含的铜球落下到其下面的蟾蜍口中。因此观察落下的铜球的方位,就可判断地震发生的方向。
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