你知道黄帝为颜地使用“南导车”的细节吗?`

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分析:

指南针是中国古代的伟大发明之一,也是世界上最早的控制论机器之一。用英国著名科学史专家李约瑟的话说,中国古代指南针“可以说是人类历史上走向控制论机器的第一步”,是人类“第一个内在稳定器”。

相传4000多年前,中国南方有一个九黎部落。有一年,他们的首领蚩尤和颜地部落发生了冲突。于是,颜地和黄帝两大氏族联合起来,在涿鹿与九里氏族展开了一场激烈的战斗。蚩尤用魔法制造了漫天的雾气,把黄帝和他的军队团团围住。正当黄帝伤心焦虑的时候,一位名叫侯丰的朝臣制作了一个指南针。在南导车的指引下,黄帝统帅的军队冲破重重迷雾,终于打败了蚩尤。

据史料记载,东汉杰出的科学家张衡发明了指南针,但他的制造方法很快失传了。到了三国,一个叫马俊的人重建了指南针。这种车应该用马拉。车上装了一个木头做的“仙女”。无论汽车如何改变方向,“仙女”总是面向南方,他的右臂也指向南方。即使道路是圆形的,“仙人”也会自动调整指向南方。这是怎么回事?

与司南和指南针相比,指南针在指引原理上有很大不同。它的躯干包含非常聪明和复杂的机械。是双轮单轴车。在它的中心有一个大而平的轮子,木头脑袋就站在上面。在大平轮的两边,有许多小齿轮。如果汽车左转,右轮带动小齿轮,小齿轮带动大平轮,使大平轮反方向右转。如果汽车向右转,同样,大平轮向左转。所以,只要在引导车启动前,伍德黑德的右手指向南方,那么无论车子左转还是右转,伍德黑德的右手都会一直指向南方。指南针是齿轮原理造成的。这种齿轮传动类似于现代汽车使用的差速齿轮,相当于汽车差速齿轮的反向使用原理。这种指南针可以说是世界上最早的自动化设备。

据《西京杂记》记载,南导车被列入汉朝皇帝的框框。可见南导车最晚出现在西汉时期。继张衡、马俊之后,我国又有科学家制造了南导车,史书中有记载。比如南北朝的祖冲之、姚兴,唐代的晋恭公等。都制造了指南车,但是没有留下任何关于指南车内部构造的记录。直到宋代吴德仁的宋徽宗大观元年(1107)和燕肃的宋仁宗天盛五年(1027),才相继制造出南导车。他们指南针的制造方法、内部结构、部件尺寸在《宋史》中都有详细的记载。解放后,中国历史博物馆根据历史文献复制了南导车的模型。

指南车设计的关键在于自动离合齿轮系统的应用,它相当于现代机械结构中的差速齿轮系统。令人惊叹的是,中国古人在1000多年前就掌握了如此巧妙的机构设计方法。指南针充分体现了中国古代机械制造的高超水平,是中国古代力学在实际应用中的杰出成果。