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古代气象测量:张衡发明相风鸟 李淳风定风级 张衡发明了相风鸟 风是自然界存在的最普遍的现象,人类几乎每时每刻都生活在风里。我国流传下来的古老的《南风歌》里就有:“南风之熏兮,可以解吾民之愠兮;南风之时兮,可以阜(同富)吾民之财兮。”早在奴隶社会初期,我国对风已有了深刻认识。据从甲骨文的记载中,当时对风进行测定的工具叫“伣”。《淮南子•齐俗训》中有:“伣之见风也,无须臾之闲定矣。”所谓“伣”,即在风杆上系上布帛或长条旗用来测定风向,当时主要用于农事或战争。汉代的《尔雅•释言》中对伣解释为:“闲伣也,《左传》谓之谍,即今之细作也。”“伣”被《左传》称之为“谍”,就取侦察风向之意。由此看来,伣的使用当时已很普遍。 伣到以后也被称为綄(音桓),但较之伣又有了改进。《尔雅•释言》中还有:“又船上候风羽,谓之綄,楚谓之五两。”给綄规定了重量,是我国古代测风工具的一大进步,测风工具的统一便于对风力进行比较,不仅可测定风向,还可大致估计出风力的大小。汉代綄的使用已十分普遍;唐代尤为盛行,唐代诗人王维就有“畏说南风五两轻”的旬子,用“五两”来代指綄。直至今日,我国民间船桅上还沿用风幡、风旗,说明了綄是我国古代测风器延用下来最普及的一类。 1900多年前,东汉的张衡发明了相风铜鸟,将测风工具大大推进了一步。据《三辅黄图》记载:“长安南宫有灵台……,上有浑仪,张衡所制。又有相风铜鸟,遇风而动。”唐代学者李淳风在《乙巳占》中对之有较详细的记述:“于杆上作槃(盘),作三足鸟立于槃上,两足连上,而外立一足系下而转,风来鸟转首向之,鸟口衔花,花旋则占之。”这种相风铜鸟,已跟现在世界各国统一使用的测风仪原理十分相近。晋朝郭缘生在《述征记》中还提到:“长安南宫有相风铜鸟,鸟遇千里风仍动。”可知,相风铜鸟不仅能测风向,还能观测较大的风。,对相风铜鸟的有无,国外始终存有异议。1971年,我国考古工作者在河北安平县逯家庄发掘的一座东汉古墓中,发现一幅东汉建筑群鸟瞰图,其后的一座钟楼上立有相风鸟,从而雄辩地证明相风鸟是世界最早出现和使用的测风仪,因为欧洲十二世纪才在建筑物顶上安装了测定风向的候风鸡,比相风鸟晚一千余年。 测风仪器的发明和运用,推动了我国古代社会对风的认识的逐步深入。在奴隶社会时对风向就有了系统区分,发掘出的甲骨文中已有了四个方位的风向,将东风称为劦风,南风为凯风,西风为彝风,北风为寒风。封建社会初叶,已由四个方位的风向发展到八个方位,并有了八风之名,即“不周风(西北风),广莫风(北风),条风(东北风),明庶风(东风),清明风(东南风),景风(南风),凉风(西南风),阊阖风(西风)”。《史记•律书》中记载了各个季节盛行风向的名称和出现的时间规律,并将它与农业生产联系起来,如条风立春至,明庶风春分至,清明风立夏至,景风夏至至,凉风立秋至,阊阖风秋分至,不周风立冬至,广莫风冬至至等,这种划分与我国的气候规律是十分吻合的,数千年来一直指导著农业生产。由盛行风向的变化判定季节的更替,表现了我国古代劳动人民的聪明才智,明代大航海家郑和七下西洋,也正是利用了季风的变换规律。 春秋年间,我国已有了对风划分等级的初步雏型,并有“飘风”、“颓风”、“焚轮风”、“飙风”、“扶摇风”等风名。西元81年,在西汉著名的盐铁论战中,桑弘羊在《盐铁论•水旱》中即有“雨不破块,风不鸣条”的话。“鸣条”作为古代一个风力不大的等级,之一次见于记载,但此时尚未对风的等级作完整的划分。到了唐代,著名学者李淳风才对风作了八个等级的划分,即一级动叶,二级鸣条,三级摇枝,四级坠叶,五级折小枝,六级折大枝,七级折木飞沙石,八级拔大树及根,外加“无风”(静风)和“和风”共十个等级。李淳风在《乙巳占•占风远近法》中提到:“凡风动,初迟后疾,其来远;初急后缓,其发近。……鸣条以上风皆百里之风。”以此来推测风之强弱及影响范围。我国唐代对风级的划分法,四百年后才传入欧洲。一千多年后,欧洲由于 ... 迅速发展,推动了海上贸易的发达,1805年,英国海军上将蒲福才发明了蒲氏风力表,将风定为十二个等级。
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名垂册史的汉代大天文学家--张衡(图) 日月 2006年12月13日 15:54 东汉建初九年(西元84年)的一天,有个年仅6岁的男孩在深山中迷了路,可他一点也不慌张,而是胸有成竹地静下心来坐等天黑。满天的星斗出现了,他就仰仗着北斗七星的指引,与寻找他的家人惊喜地相会在村口……这个男孩就是后来名垂史册的张衡。 图片参考:big5.cpst/gate/big5/image.cpst/upload/2006-12/13/165997030 张衡虽也是出身名门,祖父曾做过几年地方官,但不久就家道中落,待他降世时
家中已到了需要节衣缩食的窘境了。在他10岁时父亲因病亡故,幸得疼爱他的舅舅把他送入学馆。聪颖过人的张衡很快崭露才华,到17岁那年他离别河南故土来到了京城“西京”(现西安)寻师访友,不久又进入“东京”(现洛阳)的“大学堂”,学问更是突飞猛进。 图片参考:big5.cpst/gate/big5/image.cpst/upload/2006-12/13/165997110 古代的“浑天说” 西元111年早已“观太学,通五经,贯六艺”的张衡 ... 出任“郎中”(低级文官),4年后升为“太史令”,这是执掌天文、历法、气象、地震等的高级官员,正是这个工作,使他的才华得到了最充分的展示。 在此期间,他写下了不朽的名著——《灵宪》,书中从哲学的高度全面地阐述了天、地的形成及其结构,并以此来说明日月星辰的本质与运动,使古代的“浑天说”提高到理论的高度。虽然他也认为“浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄。”但他相信“宇之表无极,宙之端无穷。”也就是认为宇宙在空间上和时间上都是无限的,明显具有朴素的辩证因素。 《灵宪》中已经采用了赤道、黄道、北极、南极等概念来解释行星的运动,首次用行星的距离来阐述行星运动的独到见解:“近天则迟,远天则速”——离地球近者运动得快,远者运动得慢。他还做了行星归类的尝试:认为月亮、水星、金星属“阴”,故应归为“附于月”;而太阳、火星、木星、土星则属“阳”,所以“附于日”。 图片参考:big5.cpst/gate/big5/image.cpst/upload/2006-12/13/165997083 张衡墓 张衡已清楚地认识到月亮本身并不发光的道理,他形象地把日月比喻为火与水:“日譬犹火,月譬犹水,火则外光,水则会景。”所以“月光生天日光之所照,当日则光盈,就日则光尽”。这表明张衡已懂得月亮的圆缺是由于太阳所照月面部位不同而引起的表面现象,于是他进一步指出月食的原因是:“当日之,光常不合者,蔽于地也,是谓虚。在星星微,遇月则食。”而这个“虚”实际上就是指地球的影子。 图片参考:big5.cpst/gate/big5/image.cpst/upload/2006-12/13/165997092 我国现存最早的地方天文台——江西省宜春市袁州谯楼前的张衡地动仪 张衡本人也非常重视实际的天文观测,他本人直接兼任了“灵台丞”,统一规划、指导与参加灵台的观测。灵台实际上就是汉代的大型天文台,43个人分为“候星”(观测恒星的升落及中天)、“候日”、“候晷影”(观测太阳及日影)、“候钟律”(测时,报时)、“候气”(观察天气,计云量、雨量)及“候风”(测风向、风速)。为此他亲自设计制造了“漏水转浑天仪”,这个精巧的仪器与计时漏壶联在一起,利用了齿轮使它均匀地转动,这样人在室内通过观看浑天仪就能知晓当时外面的实际天象:什么星正从东方地平线升起,哪颗星已没入西方地平线,某一星现正在天上什么方位…… 张衡还从实际观测中总结出在当时中原地区肉眼可见的恒星为25600颗左右,他测量所得的太阳与月亮的角直径与现代值相差也不大。他的《思玄赋》也是世界上之一首优美的畅游宇宙的科学幻想诗。 图片参考:big5.cpst/gate/big5/image.cpst/upload/2006-12/13/165997102 后人恢复 ... 的张衡地动仪 此外,张衡所发明制造的“候风铜鸟仪”是世上最早可测风向与风速的气象仪器,至少比西方早了1000年;而成功测出千里之外一次地震的“地动仪”更是闻名于世;在数学、地学,乃至文学、美术,他都有非凡的贡献。 更加难能可贵的是,张衡不恋高位,不畏权贵,不怕风险,与当时盛行的封建迷信“图谶”做了坚决的斗争,而这在当时是很可能丢官甚至有被 ... 的危险。但他仍坚持编制历法应依据天文观测的结果,而不是靠“图谶”的胡言乱语,反对把“图谶”塞进太学考试中去,抨击那些“图谶”完全是“虚伪之徒”,为了升官发财的欺人之谈,必须“一禁绝之”。 据《后汉书•张衡列传》载,张衡为后人留下的科学、哲学、文学方面的著作有32篇之多。为了纪念这位伟大的科学家,国家于1956年专门在其出生地河南南阳石桥镇修建了张衡墓,在郭沫若亲自撰写的碑记中就有“如此全面发展之人才,在世界史上亦所罕见,万祀千龄,令人景仰”之句。我国紫金山天文台所发现的第1802号小行星让他在星空永放光辉,国际天文学联合会也以张衡之名命名了月球背面的一座环形山。张衡及其功绩与天地共存,与日月同辉。 图片参考:big5.cpst/gate/big5/image.cpst/upload/2006-12/13/165997120 天体仪,古称浑象,是我国古代一种用于演示天象的仪器。张衡对它作了改进,用来作为浑天说的演示仪器。他用齿轮系统把浑象和计时漏壶联系起来,漏壶滴水推动浑象均匀地旋转,一天刚好转一周。这样,人在屋子里看浑象,就可以知道哪颗星当时在什么位置上
参考: big5.cpst/gate/big5/chro.cpst/zzzc/2006_12/165996451
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