| |
|
|
|
| 阅读网 -> 其它杂谈 -> 世界科技全景百卷书 -> 水钟博览 -> 正文阅读 |
[其它杂谈]世界科技全景百卷书 水钟博览 [第77页] |
| [章节目录] 首页 上一页[76] 本页[77] 下一页[78] 尾页[554] [收藏本文] 【下载本文】 |
|
世界科技全景百卷书: 水钟博览
救命的“水贼” 最简单的水钟就是一个底儿上有小孔的壶，叫漏壶。水由这里流完，便报告了一段时间。 古埃及的漏坛，坛的内侧刻有代表时间的刻度。大约距今3000多年前，古埃及人就使用这种漏坛了。为了使水流得均匀，古埃及人特意把漏坛做成上大下小的钵型。 古希腊用一种叫“克来卜希德拉”的漏坛来计时。“克来卜希德拉”的意思叫“水贼”。水从漏坛里流光大约要经过15分钟的时间。那时的人说多少时间，就叫几个“水贼”。 古希腊的法庭审案子时有一项规定，就是不管是谁，在法庭上的发言时间，都是两个“水贼”，相当于现在的半小时。 有这样一段故事：一个叫马卡斯的老实人，被坏蛋诬告进行了暗杀，受到法庭的审讯。诬告人首先发言，编造了种种谎言，胡说马卡斯杀了人，要求法官判处马卡斯的死刑。诬告人的谎言只有一个人能够揭穿，这个人就是马卡斯的好友朱里亚斯。但是，诬告人发言完了，朱里亚斯还没有来到法庭。 “现在由被告马卡斯申诉！”法官板着面孔宣布以后，有人便把水灌满了漏坛——水贼。那水一滴滴地流了出来，表示着时间在流逝。老实的马卡斯诉说他没有杀过人，朱里亚斯当时在场，可以证明。但是，马卡斯四处张望，还是不见朱里亚斯来到，他急得头上冒出了汗珠。 一个“克来卜希德拉”过去了，法官又命令注水，而证人还没有来。 可怜的马卡斯重复着讲过的话，他两眼盯着那古老的“水贼”。滴、滴，答、答，他忽然发现，“水贼”里的水流慢了。马卡斯眼睛一亮，他故意加长了他的申诉，讲他的父亲、母亲、奶奶，一直扯到他奶奶的叔伯姐妹，而那“水贼”仍然没有流完！ 狡猾的诬告人看出了破绽，突然叫道：“有人往水贼里扔石子啦，这犯人至少讲了四个克来卡希德拉了，早该判刑了！”马卡斯吓得面色苍白，无言对答。死神啊，你为什么要来捉我这个无罪的人？上天啊，你为什么要冤枉我这个老实人？ “慢——！”突然门口有人大声喊叫着冲了进来，听众忽然分开了，满头大汗的朱里亚斯冲了进来，诬告人吓得面色苍白，被拉了下去，原来是诬告人派人纠缠住了朱里亚斯，妄想用这种办法嫁祸给马卡斯。 是谁往“水贼”里扔了石子呢？书里没有说。然而，有一点是毫无疑问的：那就是调整流水口的大小，会改变水钟指示的时间。小石子的确是把水钟“拨”慢了。 有趣的小钟 说起古代外国的水钟，有趣的事情可真不少呢。 古代的巴比伦，是四大文明古国之一。巴比伦的水钟是一个又高又长的大圆筒，简底有个小漏水口。每天清晨管钟人便往筒里灌满水，那水就开始慢慢漏出，水钟开始走动了。管钟人站在圆筒一旁，看到水一流光，就高喊一声，向全城的人报时。他每天要喊6次，全城的人就听着他的喊叫进行各种活动：上工、下工、吃饭和午休、又上工…… 埃及是四大文明古国之一。2000多年前的古埃及，有个理发匠的儿子叫提西比阿斯，他创造了一个奇妙的水钟。这座水钟的钟面是一个竖直的圆柱，上面标着刻度和数字。圆柱的左面有一个小孩的塑像，那孩子的眼睛里一滴一滴地流出“眼泪”（其实是漏出的水）。那常流不断的“眼泪”流到了下面的木桶里，这滴滴的“泪水”推动一个轮子转动。那个水轮又通过一些机构和圆柱右面一个长着翅膀的天使塑像连接。小天使拿着一根小棒当指针。小天使随着水的流动慢慢从柱底升向柱顶，那小棒也就不断地指示着时间。 1000多年前，巴格达国王哈龙·阿尔·瑞吉德送给法国国王亚斯查理曼一个水钟。这个水钟会发响报时，每个钟点有一定数目的铜球落到钟下边的铜盘里。钟上有12扇门，每个小时有一扇门打开。正午12点，12扇门全都打开了，便有12个小骑士从12扇门里跑出来，做出报时的样子。报告完毕，随后把所有的门都关了起来。 有趣的是，本世纪80年代初，法国人在巴黎制成了一座巨大的水钟。这座水钟由左右两排几十个玻璃管和玻璃球组成，就像一串串的糖葫芦，不过，里边是空的，用荧光染成的水能在玻璃管和玻璃球里流动。大水钟高6米，采用了古希腊时代漏壶的原理。钟座下面安装一个水泵，它有规律地把水抽到顶部的蓄水池中。蓄水池有一个出水口，水以稳定的速度向下面的玻璃球中流动。人们可以从左排的12个大玻璃球中，看到有几个球充满了水，那就是几点钟。人们还可以从右边的30个小玻璃球中，看到有几个球充满了水，那就是多少分钟了。这座水钟用最新工艺造成，那荧光闪闪的流水体现着时间在流逝。此钟刚落成不久就有上百万人前去参观呢。 1983年，在德国柏林的“欧洲中心”大商场，出现了一座高13米的现代水钟，它的构造和巴黎大水钟类似。右侧的玻璃柱叫分钟柱，它由30个算盘珠形的扁圆体串成，翠绿色的水向里边滴着，每滴满一个珠子就是过了两分钟，全滴满了刚好1小时，这时它里边的水便突然下降、流光——同时，左侧的时钟柱里便有一个大圆球灌满了翠绿色的水。 每当正午或深夜零点时，水钟便显得格外宁静，所有的水柱和管道都变成空空的，没有颜色了，水钟告诉大家：一切重新开始！ 莲花漏 宋代科学家燕肃研制成莲花漏以后，当局不采用，燕肃一方面继续申辩，一方面到处宣传，前后坚持了9年。这9年里，燕肃四处奔走，每到一个地方，就把莲花漏的制作方法刻在石头上，希望这个方法能传播出去。 燕肃的石本莲花漏图一直流传到了元代。前面我们介绍过的元代科学家郭守敬，在他十五六岁的时候就得到了一件石本莲花漏图，很可能是燕肃遗留下来的石刻。少年郭守敬仔细地研究莲花漏图，并且考虑了莲花漏的制作方法。 郭守敬在元朝政府任职以后，并没有停止对莲花漏的研制。一次，他和张文谦一起去大名出差，郭守敬就为当地制作了不少莲花漏。元太史院内灵台上有一个铜壶刻漏，也是郭守敬制作的莲花漏。这架莲花漏已经比宋代的更好用了。 在1276年前后，郭守敬又创制了一架自动报时的七宝灯漏，献给元朝政府。元朝政府在召集会议时，常把七宝灯漏陈设在大明殿上。七宝灯漏高一丈六尺，用水激动机件，自动运转。机件中有云珠和珠梁，梁的两端有龙头，可以用来调整水流的缓急。七宝灯漏里的12个抱着时辰牌子的木偶，轮流走出来报时，还有4个木头分别去撞钟、敲鼓、击钲、打铙，报告时刻。七宝灯漏后来被人们称做“大明殿灯漏”，是一种独立的机械性计时仪器。 郭守敬到了晚年，仍然勤勤恳恳研究漏壶。先后制造成了“柜香漏”、 “屏风香漏”、“行漏”等等。公元1298年，68岁的郭守敬制成了“灵台水运浑天漏”，这是一台巨大的水钟，比唐代一行和梁令瓒制作的浑天铜仪还要精巧。可惜，郭守敬制作的这些漏壶都散失了。 今天保存在中国历史博物馆的一套漏壶，是元代延祐三年（1316年）制成的。这一年86岁的郭守敬恰恰离开了人间。这是一种三级漏壶，把第一、二、三个水壶分别放在高、中、低的架子上，使水从第一壶漏到第二壶，然后到第三壶——平水壶。平水壶除了底部有个漏孔以外，上面还有个排水口。如果流进去的水过多，就会从排水口漫出，这样就保持住了平水壶的水位不变，使水稳定地漏到受水壶里。受水壶里的水平稳均匀地上涨，浮箭便能比较准确地报时了。 宫里的刻漏由专人管理。管理人看了浮箭和刻度，到时就挂出时辰牌子，公布时辰。北京故宫里就有一间专放漏壶的房间。 水钟的姐妹 水钟的姐妹是奶钟和沙钟，它们的原理都是一样的。 古埃及在尼罗河的一个岛上，建了一座庙。庙里供着古埃及的主神俄塞里斯。在庙的中央放着360个底上有小孔的牛奶桶，每一个桶派一个僧人看管，一共有360个僧人。每天有一个僧人拿牛奶装满他的桶，牛奶流完，恰恰是24小时。于是，第二个僧人便去装第二个奶桶。依次下去，每个僧人都轮到了，就过了一年。 古埃及的统治者叫“法老”，相当于中国古代的皇帝。法老为什么要“养活”这么多僧人去计量时间，又为什么要用这么多奶钟，至今谁也猜不出他的想法。 用牛奶来代替水是不经济的，用“皇粮”养活那么多吃闲饭的僧人，更是国家的负担。可是，水在冬天是会结冰的，怎么办呢？我国北宋时代的张思训想出了个好办法：用水银代替水钟里的水。水银不但不会结冰，而且比用水计时还要精确呢！ 水银太贵。人们想到了细细的沙粒，用沙粒代替水，便做成了沙钟。 有一种在古代轮船上用的沙钟，它的样子像个两头粗中腰细的玻璃葫芦，上边灌满沙粒以后，细沙就从中腰的小孔慢慢地流到下边，当沙粒流完，就报告了一个时间。把沙钟倒过来，沙粒又从这一端向那一端流，第二个时间便开始了。古代海船上的水手常常凭沙钟来换班。 要使沙钟走得准，所用的沙粒就应当是粗细均匀的。古人说，沙钟用的沙应当用大理石颗粒在酒里熬9次，每次煮开以后就撇去浮沫，最后再用太阳晒。沙钟里所用的沙粒是否都有这番经历，现在是无法考证了。 我国元代时，有人发现水因为气温变化会发生热胀冷缩，漏壶计时便受到影响，于是研制了沙漏。这种沙漏要比瓶子里流沙的沙钟复杂得多了——它用流沙推动齿轮组，使指针在时刻盘上指示时刻。 明朝初年有个叫詹希元的人，发明了一种叫“五轮沙漏”的沙钟。这种沙漏能够“击鼓自鸣”，就是说，到了一定的时刻，小鼓锤就自动敲一下鼓，向人们报告时间。“五轮沙漏”还用丁字盘和指针来指示时间，十分巧妙。后来，又有个叫周述学的人，改进了五轮沙漏，造出了六轮沙漏，不过，沙漏弄不好常发生阻塞，古人还是用水钟的多。 公元5世纪的时候，我国北魏有个道士叫李兰，李兰改进了漏壶，创制了“称漏”。前边讲过，刻漏中有个受水壶，壶里有个浮箭，时间用浮箭来显示。李兰想，用受水壶里水的重量来显示时间，也许会更精确吧？称漏的构造是一杆吊着的秤，受水壶挂在秤钩上，用受水壶的重量计时间。李兰规定，流水一升，重量增加一斤，时间就经过了一刻钟。称漏的秤杆上也可以直接刻上时间，称一称，就能知道时间了。当时的称漏是怎样的，已经找不到原物了。 漏箭与水银钟 有了机械钟表，刻漏就进了博物馆。然而，水钟的历史却启示着后人：用漏水可以计时，用浮体可以传递水位的变化。这两条原理，在现代工程技术里还有不少用处呢！ 浮球开关是一种自动控制水位的装置，厕所水箱里就有这种开关。自来水管不断地向水箱里注水，那浮球就和古代的“漏箭”一样，随着水位上升，浮球就上升，这样便带着连杆移动，浮球升到规定位置时，连杆的另一头便使活塞堵住了水管，水就不流了。等到再冲水时，浮球又下落，活塞又打开……如此反复。你观察观察，那浮球和瞩箭的动作一个样呢！ 如果要让浮球开关带动一个电门 （通常是一个继电器的触头），这样就能造出一种自控制水位的“漏箭”了。高大的楼房，都安着屋顶水箱。水泵不断地向水箱里注水，水位慢慢上升，水箱里的浮球也就随着上升，当达到规定水位时，浮球便像古代的漏箭那样慢慢下降。当下降到指定水准时，浮球带动的连杆便触动了“停止按钮”，电动机就自动停车了。由于用户不断用水，水位下降，浮球带动连杆又触动了“启动按钮”，于是电动机又开动起来，水泵就自动上水了。用这种办法也可以实现农村水泵房的自动控制。 古老的水银钟启发了现代的工程师，他们设计出了水银式时间继电器。这种继电器是由一个玻璃泡来控制时间的。玻璃泡被隔墙隔成两个室，用一个连通的导管相连接，在导管一侧有一个细小的漏嘴。不工作时，玻璃泡如左下图那样，两个电极是相互断开的，电流在这里通不过去。现在，我们想断闸以后几分钟让电器自动接通，怎么办呢？把电闸向上一推，玻璃泡便翻了个身，这时，重重的水银就要往下流了，可是，漏嘴很细，不能一下流满，只好让水银慢慢地流，像张思训发明的水银钟一样。当水银漫过了两个电极时，由于水银是导电的，便把电路接通了。“水银钟”的快慢可以通过玻璃泡倾斜的角度来控制。 现代工程师的这些创造启示我们，学习科技史，开阔眼界，对于创造发明新技术是有帮助的。 燃废的钟 在电影《李时珍》里，李时珍给一个病儿吃了药，说“点上三炷香以后”，就可以看出变化。等三炷香点完，果然病儿的病情就好转了。 李时珍是我国明代的医学家，那时我国仍然常用烧香来计量时间，一炷香就是一个时间单位。燃烧的香便是钟，是古老的火钟。 找一支香，用尺子量好它的长度，点燃5分钟后，再量一下它的长度；再过5分钟后，又量一下它的长度。这样，就可以知道，在燃烧条件稳定的情况下，燃烧的速度基本上没有什么变化。 让我们自己做个火钟吧：根据实验所得到的燃烧速度，比如，每5分钟燃烧掉1厘米，可以在同样的香上每隔1厘米刻上一个刻度。以后只要看看香燃掉的长度，就可以知道已经过去了多少时间。 自制火钟的游戏告诉我们，燃烧着的香和流逝的水一样，可以计量时间。就是现代，人们有时还用“一袋烟的工夫”来估量时间。 时间和运动是分不开的。要想比较准确计量时间，需要一个稳定的运动过程。燃速一分的香，稳定燃烧的蜡烛，均匀燃烧的油灯，都曾经被古人用来作为报时的钟。 一盏油灯也可以是一座钟。给油灯注满一定量的油，等灯油燃完了，便报告了时间。古代的矿井里，曾经用油灯当作换班的标志，那油灯是个大陶器，一盏油灯大约要燃10个小时呢。 1968年在河北省满城西汉古墓中发现了一盏铜灯——长信宫铜灯。这盏灯造型十分别致，高48厘米，形状是宫女双手执灯的样子。这盏灯是烧膏油的，由于有了灯罩，燃烧起来就比较稳定。灯上刻着文字，说这灯是公元 前172年铸造的，它最初的主人是西汉的一位侯爷。这位侯爷夜间灯下读书时，是否要用注油的次数来计量时间，我们不得而知。不过，占人用这种方法计算时间长短，是屡见不鲜的。 我国古代还有过一种“火闹钟”：把香放在一个小船形的槽里，在香的某一点，用细线系上两个铜铃，横挂在船形槽上。香从一头点起，烧到系线的地方就把线烧断，两个小铜铃就落在下面的金属盘里，人们听到响声，就知道预定的时刻到了。 水时钟的发明 水时钟是古代埃及人创造的一种计时装置。它出现于公元前1400年，至今开罗博物馆还珍藏有水时钟的实物。我国古代叫做漏壶或称刻漏的东西，也就是水时钟。 由于水时钟计时不准确，当时人们都是把它和日光时钟配合使用的。到亚历山大王朝时代，人们又对水时钟进行了改进。其方法是用一个浮子来测知水面随时间的变化，并通过滑车把时间表示出来。这种改进后的水时钟的构造是相当巧妙的。 对水时钟改进的关键部分是水流稳定装置。因为水时钟是否准确，关键在于流入贮水槽的水流速度是否保持稳定。为此，阿拉伯人进行了这样的改进：先使流进来的水进入一个小的中间水槽，这个中间水槽里有一个小型浮子，如果水进得多了，小浮子就上升，使中间水糟的入口关闭；中间水糟里的水流出去时，小浮子随之下降，进水口又打开了。 这种控制水量的办法，实际上已经应用了现代自动控制技术最重要的“反馈控制”原理。这就是说，早在亚历山大王朝时代，阿拉伯人就已在水时钟上发明了自动控制的方法，尽管还很原始，但其设计思想确实是高超的。 水时钟的时代一直继续到公元1500年前后，这期间人们还发明了落砂时钟、摆时钟、线香时钟等各式各样的计时工具。但相比之下，最突出的还是亚历山大时代的水时钟。它容易调节，而且是最准确的。 |
| [章节目录] 首页 上一页[76] 本页[77] 下一页[78] 尾页[554] [收藏本文] 【下载本文】 |
| 其它杂谈 最新文章 |
| 给孩子讲点历史典故 |
| 危机 |
| 星际桥梁 |
| 会说话得天下 |
| 中国名山 |
| 蛇石Ⅱ－最后的献祭 |
| 动物乐园 |
| 百家讲坛 |
| 生活常识 |
| 给孩子讲点历史典故 |
| 上一篇文章 下一篇文章 查看所有文章 |
|
|
古典名著
名著精选
外国名著
儿童童话
武侠小说
名人传记
学习励志
诗词散文
经典故事
其它杂谈
小说文学 恐怖推理 感情生活 瓶邪 原创小说 小说 故事 鬼故事 微小说 文学 耽美 师生 内向 成功 潇湘溪苑 旧巷笙歌 花千骨 剑来 万相之王 深空彼岸 浅浅寂寞 yy小说吧 穿越小说 校园小说 武侠小说 言情小说 玄幻小说 经典语录 三国演义 西游记 红楼梦 水浒传 古诗 易经 后宫 鼠猫 美文 坏蛋 对联 读后感 文字吧 武动乾坤 遮天 凡人修仙传 吞噬星空 盗墓笔记 斗破苍穹 绝世唐门 龙王传说 诛仙 庶女有毒 哈利波特 雪中悍刀行 知否知否应是绿肥红瘦 极品家丁 龙族 玄界之门 莽荒纪 全职高手 心理罪 校花的贴身高手 美人为馅 三体 我欲封天 少年王 旧巷笙歌 花千骨 剑来 万相之王 深空彼岸 天阿降临 重生唐三 最强狂兵 邻家天使大人把我变成废人这事 顶级弃少 大奉打更人 剑道第一仙 一剑独尊 剑仙在此 渡劫之王 第九特区 不败战神 星门 圣墟 |
| 网站联系: qq:121756557 email:121756557@qq.com |