物理故事三百篇15---奇妙的“被中香炉”(古代的陀螺仪)(民间趣味故事三百篇)

15 奇妙的“被中香炉”

物理故事三百篇15---奇妙的“被中香炉”(古代的陀螺仪)

《西京杂记》这部古书上说,汉武帝时,首都长安有位叫丁谖的巧匠,他制成了当时已经失传的“被中香炉”。在香炉中贮存着香料,点燃以后,放在被褥之中,随意滚动,香炉能始终保持水平状态,不会倾翻,香火也不会倾撒出来。这种巧妙的香炉到底有没有呢?是不是《西京杂记》的作者夸大其词呢?这个不解之谜,直到1963年,考古工作者在汉唐的古都西安发现窖藏一处,在200多件金银器皿中,发现了好几个“被中香炉”,人们研究了它的构造,才算有了答案,确实像《西京杂记》上说的一样。

物理故事三百篇15---奇妙的“被中香炉”(古代的陀螺仪)

物理故事三百篇15---奇妙的“被中香炉”(古代的陀螺仪)

原来,这种“被中香炉”是一个银制的高约5厘米的球形炉子。外壳由两个半球合成。壳上镂刻着精美的花纹,花纹间有空隙,借以散发香气。球壳内部装有大小两个环,大环装在球壳上,小环则套在大环内,两个环的轴相互垂直。置入香料的金碗又用轴装在内环上,并使金碗的轴与两个环的轴都保持垂直。由于这三根轴互相垂直,不论香炉的外壳如何滚动,置放香料的金碗在重力作用下,能始终保持水平状态。

物理故事三百篇15---奇妙的“被中香炉”(古代的陀螺仪)

物理故事三百篇15---奇妙的“被中香炉”(古代的陀螺仪)

令人惊异的是,“被中香炉”的构造原理,竟与现代陀螺仪中的万向支架完全相同!陀螺仪在现代的宇航、航空、航海事业中,已经扮演了重要的角色。但是,当陀螺在飞速旋转时,需要有支架给以支撑。最简单的陀螺仪,就是依靠这种万向支架来支撑的。在这种仪器中,由于有了万向支架的支撑,可以让陀螺的转轴指向任意方向。在《西京杂记》的记载中,丁谖还不是“被中香炉”的发明人,只是将失传的事物再行创造出来,换句话说,“被中香炉”的发明还要早于丁谖活动的年代(公元前140年到80年)。西方直到公元1500年才由意大利科学家达·芬奇提出类似的设计,比我们的祖先起码晚了1600年。

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