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有哪些神奇的機械發明裝置

發布時間:2023-03-20 02:27:14

① 我國古代有哪些機械的發明

我國古代有很多機械發明:有奇特的指南車與計里鼓車;有實用的水運大紡車版與龍骨水權車;也有神秘的木牛流馬與神火飛鴉。至於發明家與能工巧匠那就更多了。魯班、馬鈞、杜詩、張衡、李春……他們各自做出了不可磨滅的創造。所有機械發明都可以說是力學原理的巧妙運用。當然,我們的祖先,並不都是先掌握了力學原理,然後用之於機械,他們往往只能根據自己的經驗去設計,去創造,但這其中就不能不有力學知識在起著作用。

② 古代歷史有哪些令人震驚的奇技淫巧發明

首先我先必須解釋「奇技淫巧」這雖然是個貶義詞,但是它卻是個正經的詞彙。「奇技淫巧」它是一個成語,意思是指新奇的技藝和作品。拆開字面分析,奇:奇異,奇巧,有趣的。技:技術,技巧,帶有技術性的。淫:過分,極端,沉迷,上癮。巧:巧妙,精妙。

一、木牛流馬

地動儀是漢代科學家張衡製作的測量地震的儀器。在通訊不發達的古代,地震後,為人們及時知道發生地震和肯定地震大體地位有一定的作用。范曄撰《後漢書》其中的《張衡傳》196個字一直是介紹地動儀的經典依據。公元190年~220年,不知是何原因,地動儀消失了。

地動儀的原理和造型,成了千古謎團。成為了歷史遺憾。中外無數專家試圖復原這種能知道地震方位的「地動儀」,但都沒有成功。

我們中華上下有幾千年的歷史,在這其中誕生了很多文化和習俗,這些都是古人智慧的結晶,直到今天我們依然還被這些文化深深地影響著。

③ 機械之美——機械時期的計算設備

本文刊載於《上海財經大學博物館館刊》2018年11月(第一期),網路版為 《機械之美——機械時期的計算設備》 。

所謂計算機,顧名思義,就是用於計算的機器。誠然現在的計算機應用已經遠遠超出了計算本身,不論是電腦、平板、還是手機,我們天天靠著它們看電影、聽音樂、交流感情,看似與計算已經毫無關系,但事實上最初計算機的誕生就是為了滿足人們對數學計算的需求,而如今計算機這些強大功能的底層實現,也依舊靠的是數學計算,這也是為什麼我們仍然保留著「計算機」這一稱呼的原因吧。

遠古時代,原始人為了搞清楚獵物的數目就已經與計算攀上了關系,他們用手指計數,用結繩記事。到了古代,人們又發明了算籌、算盤等簡單工具,藉助復雜的使用方法,求解復雜的問題。至此,人們在計算時不光要動手,還要動腦,甚至動口(念口訣),必要時還得動筆(記錄中間結果),人工成本很高。

到了17世紀,人們終於開始嘗試使用機械裝置完成一些簡單的數學運算(加減乘除)——可不要小看了只能做四則運算的機器,計算量大時,如果數值達到上萬、上百萬,手工計算十分吃力,而且容易出錯,這些機器可以大大減輕人工負擔、降低出錯概率。

機械裝置的歷史其實相當久遠,在我國,黃帝和蚩尤打仗時就發明了指南車,東漢張衡的地動儀、渾天儀、記里鼓車(能自動計算行車里程),北宋時期蘇頌、韓公廉發明的水運儀象台(天文鍾),數不勝數,其中好多發明事實上已經實現了某些特定的計算功能。然而所謂工具都是應需求而生的,我國古代機械水平再高,對計算(尤其是大批量計算)沒有需求也難為無米之炊,真正的通用機械計算設備還得在西方進入資本主義後逐漸出現。

那個時候,西方資產階級為了奪取資源、占據市場,不斷擴大海外貿易,航海事業蓬勃興起,航海就需要天文歷表。在那個沒有電子計算機的時代,一些常用的數據通常要通過查表獲得,比如cos27°,不像現在這樣掏出手機打開計算器APP就能直接得到答案,從事特定行業、需要這些常用數值的人們就會購買相應的數學用表(從簡單的加法表到對數表和三角函數表等等),以供查詢。而這些表中的數值,是由數學家們藉助簡單的計算工具(如納皮爾棒)一個個算出來的,算完還要核對。現在想想真是蛋疼,腦力活硬生生淪為苦力活。而但凡是人為計算,總難免會有出錯,而且還不少見,常常釀成航海事故。機械計算設備就在這樣的迫切的需求背景下應運而生。

研製時間:1623年~1624年

契克卡德是現今公認的機械式計算第一人,你也許沒聽說過他,但肯定知道開普勒吧,對,就是那個天文學家開普勒。契克卡德和開普勒出生在同一城市,兩人既是生活上的好基友,又是工作上的好夥伴。正是開普勒在天文學上對數學計算的巨大需求促使著契克卡德去研發一台可以進行四則運算的機械計算器。

契克卡德計算鍾支持六位整數計算,主要分為加法器、乘法器和中間結果記錄裝置三部分。其中位於機器底座的中間結果記錄裝置是一組簡單的置數旋鈕,純粹用於記錄中間結果,僅僅是為了省去計算過程中筆和紙的參與,沒什麼可說的,我們詳細了解一下加法器和乘法器的實現原理和使用方法。

乘法器部分其實就是對納皮爾棒的改進,簡單地將乘法表印在圓筒的十個面上,機器頂部的旋鈕分有10個刻度,可以將圓筒上代表0~9的任意一面轉向使用者,依次旋轉6個旋鈕即可完成對被乘數的置數。橫向有2~9八根擋板,可以左右平移,露出需要顯示的乘積。以1971年的紀念郵票上的圖案為例,被乘數為100722,乘以4,就移開標數4的那根擋板,露出100722各位數與4相乘的積:04、00、00、28、08、08,心算將其錯位相加得到最終結果402888。

加法器部分通過齒輪實現累加功能,6個旋鈕同樣分有10個刻度,旋轉旋鈕就可以置六位整數。需要往上加數時,從最右邊的旋鈕(表示個位)開始順時針旋轉對應格數。以筆者撰寫該部分內容的時間(7月21日晚9:01)為例,計算721+901,先將6個旋鈕讀數置為000721:

隨後最右邊的(從左數第六個)旋鈕順時針旋轉1格,示數變為000722:

第五個旋鈕不動,第四個旋鈕旋轉9格,此時該旋鈕超過一圈,指向數字6,而代表百位的第三個旋鈕自動旋轉一格,指向數字1,最終結果即001622:

這一過程最關鍵的就是通過齒輪傳動實現的自動進位。契克卡德計算鍾使用單齒進位機構,通過在齒輪軸上增加一個小齒實現齒輪之間的傳動。加法器內部的6個齒輪各有10個齒,分別表示0~9,當齒輪從指向數字9的角度轉動到0時,軸上突出的小齒將與旁邊代表更高位數的齒輪嚙合,帶動其旋轉一格(36°)。

相信聰明的讀者已經可以想到減法怎麼做了,沒錯,就是逆時針旋轉加法器的旋鈕,單齒進位機構同樣可以完成減法中的借位操作。而用這台機器進行除法就有點「死腦筋」了,你需要在被除數上一遍又一遍不斷地減去除數,自己記錄減了多少次、剩餘多少,分別就是商和余數。

由於乘法器單獨只能做多位數與一位數的乘法,加法器通常還需要配合乘法器完成多位數相乘。被乘數先與乘數的個位相乘,乘積置入加法器;再與乘數十位數相乘,乘積後補1個0加入加法器;再與百位數相乘,乘積後補2個0加入加法器;以此類推,最終在加法器上得到結果。

總的來說,契克卡德計算鍾結構比較簡單,但也照樣稱得上是計算機史上的一次偉大突破。而之所以被稱為計算鍾,是因為當計算結果溢出時,機器還會發出響鈴警告,在當時算得上十分智能了。可惜的是,契克卡德製造的機器在一場火災中燒毀,一度鮮為人知,後人從他在1623年和1624年寫給開普勒的信中才有所了解,並復制了模型機。

研製時間:1642年~1652年

1639年,帕斯卡的父親開始從事稅收方面的工作,需要進行繁重的數字相加,明明現在Excel里一個公式就能搞定的事在當時卻是件大耗精力的苦力活。為了減輕父親的負擔,1642年起,年方19的帕斯卡就開始著手製作機械式計算器。剛開始的製作過程並不順利,請來的工人只做過家用的一些粗糙機械,做不來精密的計算器,帕斯卡只好自己上手,親自學習機械製作。

現在想想那個生產力落後的時代,這些天才真心牛逼,他們不僅可以是數學家、物理學家、天文學家、哲學家,甚至還可能是一頂一的機械師。

帕斯卡加法器,顧名思義,只實現了加減法運算,按理說原理應該非常簡單,用契克卡德的那種單齒進位機構就可以實現。而帕斯卡起初的設計確實與單齒進位機構的原理相似(盡管他不知道有契克卡德計算鍾的存在)——長齒進位機構——齒輪的10個齒中有一個齒稍長,正好可以與旁邊代表更高數位的齒輪嚙合,實現進位,使用起來與計算鍾的加法器一樣,正轉累加,反轉累減。

但這一類進位機構有著一個很大的缺陷——齒輪傳動的動力來自人手。同時進行一兩個進位還好,若遇上連續進位的情況,你可以想像,如果999999+1,從最低位一直進到最高位,進位齒全部與高位齒輪嚙合,齒輪旋轉起來相當吃力。你說你力氣大,照樣能轉得動旋鈕沒問題,可齒輪本身卻不一定能承受住這么大的力,搞不好容易斷裂。

為了解決這一缺陷,帕斯卡想到藉助重力實現進位,設計了一種叫做sautoir的裝置,sautoir這詞來自法語sauter(意為「跳」)。這種裝置在執行進位時,先由低位齒輪將sautoir抬起,而後掉落,sautoir上的爪子推動高位齒輪轉動36°,整個過程sautoir就像盪鞦韆一樣從一個齒輪「跳」到另一個齒輪。

這種只有天才才能設計出來的裝置被以後一百多年的許多機械師所稱贊,而帕斯卡本人對自己的發明就相當滿意,他號稱使用sautoir進位機構,哪怕機器有一千位、一萬位,都可以正常工作。連續進位時用到了多米諾骨效應,理論上確實可行,但正是由於sautoir裝置的存在,齒輪不能反轉,每次使用前必須將每一位(注意是每一位)的齒輪轉到9,而後末位加1用連續進位完成置零——一千位的機器做出來恐怕也沒人敢用吧!

既然sautoir裝置導致齒輪無法反轉,那麼減法該怎麼辦呢?帕斯卡開創性地引入了沿用至今的補碼思想。十進制下使用補九碼,對於一位數,1的補九碼就是8,2的補九碼是7,以此類推,原數和補碼之和為9即可。在n位數中,a的補九碼就是n個9減去a,以筆者撰寫該部分內容的日期(2015年7月22日)為例,20150722的8位補九碼是99999999 - 20150722 = 79849277。觀察以下兩個公式:

a-b的補碼就是a的補碼與b的和,如此,減法便可以轉化為加法。

帕斯卡加法器在顯示數字的同時也顯示著其所對應的補九碼,每個輪子身上一周分別印著9~0和0~9兩行數字,下面一行該位上的表示原數,上面一行表示補碼。當輪子轉到位置7時,補碼2自然顯示在上面。

帕斯卡加了一塊可以上下移動的擋板,在進行加法運算時,擋住表示補碼的上面一排數,進行減法時就擋住下面一排原數。

加法運算的操作方法與契克卡德計算鍾類似,唯一不同的是,帕斯卡加法器需要用小尖筆去轉動旋鈕。這里主要說一說減法怎麼做,以筆者撰寫該部分內容的時間(2015年7月23日20:53)為例,計算150723 - 2053。

置零後將擋板移到下面,露出上面表示補碼的那排數字:

輸入被減數150723的補碼849276,上排窗口顯示的就是被減數150723:

加上被減數2053,實際加到了在下排的補碼849276上,此時上排窗口最終顯示的就是減法結果148670:

整個過程用戶看不到下面一排數字,其實玄機就在里頭,原理挺簡單,09一輪回,卻很有意思。

研製時間:1672年~1694年

由於帕斯卡加法器只能加減,不能乘除,對此萊布尼茨提出過一系列改進的建議,終究卻發現效果不大。就好比自己寫一篇文章很簡單,要修改別人的文章就麻煩了。那麼既然改進不成,就重新設計一台吧!

為了實現乘法,萊布尼茨以其非凡的創新思維想出了一種具有劃時代意義的裝置——梯形軸(stepped drum),後人稱之為萊布尼茨梯形軸。萊布尼茨梯形軸是一個圓筒,圓筒表面有九個長度遞增的齒,第一個齒長度為1,第二個齒長度為2,以此類推,第九個齒長度為9。這樣,當梯形軸旋轉一周時,與梯形軸嚙合的小齒輪旋轉的角度就可以因其所處位置(分別有0~9十個位置)不同而不同。代表數字的小齒輪穿在一個長軸上,長軸一端有一個示數輪,顯示該數位上的累加結果。置零後,滑動小齒輪使之與梯形軸上一定數目的齒相嚙合:比如將小齒輪移到位置1,則只能與梯形軸上長度為9的齒嚙合,當梯形軸旋轉一圈,小齒輪轉動1格,示數輪顯示1;再將小齒輪移動到位置3,則與梯形軸上長度為7、8、9的三個齒嚙合,小齒輪就能轉動3格,示數輪顯示4;以此類推。

除了梯形軸,萊布尼茨還提出了把計算器分為可動部分和不動部分的思想,這一設計也同樣被後來的機械計算器所沿用。萊布尼茨計算器由不動的計數部分和可動的輸入部分組成,機器版本眾多,以德意志博物館館藏的復製品為例:計數部分有16個示數輪,支持16位結果的顯示;輸入部分有8個旋鈕,支持8位數的輸入,里頭一一對應地安裝著8個梯形軸,這些梯形軸是聯動的,隨著機器正前方的手柄一同旋轉。機器左側的手柄藉助蝸輪結構實現可動部分的左右平移,手柄每轉一圈,輸入部分移動一個數位的距離。

進行加法運算時,先在輸入部分通過旋鈕置入被加數,計算手柄旋轉一周,被加數即顯示到上方的計數部分,再將加數置入,計算手柄旋轉一周,就得到計算結果。減法操作類似,計算手柄反轉即可。

進行乘法運算時,在輸入部分置入被乘數,計算手柄旋轉一周,被乘數就會顯示到計數部分,計算手柄旋轉兩周,就會顯示被乘數與2的乘積,因此在乘數是一位數的情況下,乘數是多少,計算手柄旋轉多少圈即可。那麼如果乘數是多位數呢?這就輪到移位手柄登場了,以筆者撰寫該部分內容的日期(7月28日)為例,假設乘數為728:計算手柄先旋轉8周,得到被乘數與8的乘積;而後移位手柄旋轉一周,可動部分左移一個數位,輸入部分的個位數與計數部分的十位數對齊,計算手柄旋轉2周,相當於往計數部分加上了被乘數與20的乘積;依法炮製,可動部分再左移,計算手柄旋轉7周,即可得到最終結果。

可動部分右側有個大圓盤,外圈標有0~9,里圈有10個小孔與數字一一對應,在對應的小孔中插入銷釘,可以控制計算手柄的轉動圈數,以防操作人員轉過頭。在進行除法時,這個大圓盤又能顯示計算手柄所轉圈數。

進行除法運算時,一切操作都與乘法相反。先將輸入部分的最高位與計數部分的最高位(或次高位)對齊,逆時針旋轉計算手柄,旋轉若干圈後會卡住,可在右側大圓盤上讀出圈數,即為商的最高位;逆時針旋轉位移手柄,可動部分右移一位,同樣操作得到商的次高位數;以此類推,最終得到整個商,計數部分剩下的數即為余數。

最後提一下進位機構,萊布尼茨計算器的進位機構比較復雜,但基本就是單齒進位的原理。然而萊布尼茨沒有實現連續進位,當產生連續進位時,機器頂部對應的五角星盤會旋轉至角朝上的位置(無進位情況下是邊朝上),需要操作人員手動將其撥動,完成向下一位的進位。

研製時間:1818年~1820年

以往的機械式計算器通常只是發明者自己製作了一台或幾台原型,帕斯卡倒是有賺錢的念頭,生產了20台加法器,但是根本賣不出去,這些機器往往並不實惠,也不好用。托馬斯是將機械式計算器商業化並取得成功的第一人,他不僅成為了機械式計算器的發明家,更成為了牛逼的企業家(創辦了當時法國最大的保險公司)。從商之前,托馬斯在法國軍隊從事過幾年部隊補給方面的工作,需要進行大量的運算,正是在這期間萌生了製作計算器的念頭。他從1818年開始設計,於1820年製成第一台,次年生產了15台,往後持續生產了約100年。

托馬斯四則計算器基本採用萊布尼茨的設計,同樣使用梯形軸,同樣分為可動和不動兩部分。

所不同的是, 它的手柄在加減乘除情況下都是順時針旋轉,示數輪的旋轉方向通過與不同方向的齒輪嚙合而改變。

此外,托馬斯還做了許多細節上的改進(包括實現了連續進位),量產出來的機器實用、可靠,因而能獲得巨大成功。

研製時間:1874年

萊布尼茨梯形軸雖然好用,但由於其長筒狀的形態,機器的體積通常很大,某些型號的托馬斯四則計算器擺到桌子上甚至要佔掉整個桌面,而且需要兩個人才能安全搬動,亟需一種更輕薄的裝置代替梯形軸。

這一裝置就是後來的可變齒數齒輪(variable-toothed gear),在17世紀末到18世紀初,有很多人嘗試研製,限於當時的技術條件,沒能成功。直到19世紀70年代,真正能用的可變齒數齒輪才由鮑德溫和奧德納分別獨立製成。該裝置圓形底盤的邊緣有著9個長條形的凹槽,每個凹槽中卡著可伸縮的銷釘,銷釘掛接在一個圓環上,轉動圓環上的把手即可控制銷釘的伸縮,這樣就可以得到一個具有0~9之間任意齒數的齒輪。

齒輪轉一圈,旁邊的被動輪就轉動相應的格數,相當於把梯形軸壓成了一個扁平的形狀。梯形軸必須並排放置,而可變齒數齒輪卻可以穿在一起,大大縮減了機器的體積和重量。此類計算機器在1885年投產之後風靡世界,往後幾十年內總產量估計有好幾萬台,電影《橫空出世》里陸光達計算原子彈數據時所用的機器就是其中之一。

研發時間:1884年~1886年

上述的機器似乎已經發展到十分完美的程度了,可與今人概念中的計算操作始終存在著一道巨大屏障——沒有按鍵。

好在那個年代的人們發現旋鈕置數確實不太方便,最早提出按鍵設計的應該是美國的一個牧師托馬斯·希爾(Thomas Hill),計算機史上有關他的記載貌似不多,好在還能找到他1857年的專利,其中詳細描述了按鍵式計算器的工作原理。起初菲爾特只是根據希爾的設計簡單地將按鍵裝置裝到帕斯卡加法器上,第一台菲爾特自動計算器就這么誕生了。

菲爾特自動計算器採用的是「全鍵盤」設計(也就是希爾提出的設計),每個數位都有1~9九個按鍵(0不需要置數),某個數位要置什麼數,就按下該數位所對應的一列按鍵中的一個。每列按鍵都裝在一根杠桿上,杠桿前端有一個叫做Column Actuator的齒條,按下按鍵帶動杠桿擺動,與Column Actuator嚙合的齒輪隨之旋轉一定角度。按鍵1~9按下時杠桿擺動的幅度遞增,示數輪隨之轉動的幅度也遞增,如此就實現了按鍵操作到齒輪旋轉的轉化。

1889年,菲爾特又發明了世界上第一台能在紙帶上列印計算結果的機械式計算器——Comptograph,相當於給計算器引入了存儲功能。

1901年,人們開始給一些按鍵式計算器裝上電動馬達,計算時不再需要手動搖桿,冠之名曰「電動計算機」,而此前的則稱為「手搖計算機」。

1902年,出現了將鍵盤簡化為「十鍵式」的道爾頓加法器,不再是每一位數需要一列按鍵,大大精簡了用戶界面。

1961年,菲爾特自動計算器被改進為電子計算器,卻依然保留著「全鍵盤」設計。

[1] 陳厚雲, 王行剛. 計算機發展簡史[M]. 北京: 科學出版社, 1985.

[2] 吳為平, 嚴萬宗. 從算盤到電腦[M]. 長沙: 湖南教育出版社, 1986.

[3] 胡守仁. 計算機技術發展史(一)[M]. 長沙: 國防科技大學出版社, 2004.

[4] Wikipedia. Wilhelm Schickard[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_Schickard, 2015-07-12.

[5] yi_ting_su. 計算工具——機械計算機(Mechanical Calculators)(二)[EB/OL]. http://blog.sina.com.cn/s/blog_a3144172010139kr.html, 2012-05-04.

[6] Wikipedia. Blaise Pascal[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Blaise_Pascal, 2015-07-21.

[7] Wikipedia. Pascal's calculator[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Pascal%27s_calculator, 2015-07-21.

[8] MechanicalComputing. How the Pascaline Works[EB/OL]. https://www.youtube.com/watch?v=3h71HAJWnVU, 2012-03-09.

[9] yi_ting_su. 計算工具——機械計算機(Mechanical Calculators)(二)[EB/OL]. http://blog.sina.com.cn/s/blog_a314417201013fym.html, 2012-05-10.

[10] Wikipedia. Gottfried Wilhelm Leibniz[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Gottfried_Wilhelm_Leibniz, 2015-07-29.

[11] N.A.阿波京, JI.E.梅斯特洛夫. 計算機發展史[M]. 上海: 上海科學技術出版社, 1984.

[12] Wikipedia. Stepped Reckoner[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Stepped_Reckoner, 2015-02-04.

[13] Wikipedia. Charles Xavier Thomas[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Xavier_Thomas, 2015-05-02.

[14] Wikipedia. Arithmometer[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Arithmometer, 2015-06-20.

[15] MechanicalComputing. How the Arithmometer Works[EB/OL]. https://www.youtube.com/watch?v=nyCrDI7hRpE, 2014-04-05.

[16] Wikipedia. Frank Stephen Baldwin[EB/OL]. http://en.wikipedia.org/wiki/Frank_Stephen_Baldwin, 2015-02-04.

[17] Wikipedia. Willgodt Theophil Odhner[EB/OL]. http://en.wikipedia.org/wiki/Willgodt_Theophil_Odhner, 2015-05-03.

[18] Wikipedia. Pinwheel calculator[EB/OL]. http://en.wikipedia.org/wiki/Pinwheel_calculator, 2014-07-21.

[19] Wikipedia. Timeline of computing hardware 2400 BC–1949[EB/OL]. http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_computing_hardware_2400_BC%E2%80%931949#1800.E2.80.931899, 2015-05-05.

[20] MechanicalComputing. How Pinwheel Calculators Work[EB/OL]. https://www.youtube.com/watch?v=YXMuJco8onQ, 2012-07-02.

[21] Wikipedia. Dorr Felt[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Dorr_Felt, 2015-04-30.

[22] Wikipedia. Comptometer[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Comptometer, 2015-06-27.

[23] Wikipedia. Thomas Hill (clergyman)[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Hill_(clergyman), 2015-06-14.

[24] Thomas Hill. Arithmometer[P]. 美國專利: 18692, 1857-11-24.

[25] MechanicalComputing. How the Comptometer Works[EB/OL]. https://www.youtube.com/watch?v=SbJpufimfdM, 2012-01-30.

[26] Wikipedia. Mechanical calculator[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_calculator, 2015-07-11.

[27] Martin E, Kidwell P A, Williams M R. The calculating machines (Die Rechenmaschinen) : their history and development[M]// MIT Press , Tomash Publishers, 1992.

[28] Wikipedia. Sumlock ANITA calculator[EB/OL]. https://en.wikipedia.org/wiki/Sumlock_ANITA_calculator, 2015-03-28.

[29] 機械美學. 【精算之美】It's ALIVE!神奇而復雜的古董機械計算器[EB/OL]. http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NjY5NjQxNA==&mid=204871557&idx=1&sn=, 2014-12-17.

④ 一個發明可以改變一個時代,古代人有哪些奇特的發明

1、候風地動儀

候風地動儀是世界上第一架測驗地震的儀器。由中國東漢時期的科學家張衡發明於漢順帝陽嘉元年(公元132年),《後漢書·張衡傳》詳細記載了張衡的這一發明。

候風地動儀用精銅製作而成,員徑八尺,漢八尺約合當今之一米八-九的樣子,其外形像一個酒樽。地動儀裡面有精巧的結構,主要為中間的都柱和它周圍的八套牙機裝置。候風裝置候風擺的周圍與8組牙機機械裝置之一部關相互靠近。此處為底座上的溝槽,叫八道。

2、孔明燈又

孔明燈又叫天燈,俗稱許願燈,又稱祈天燈。是一種古老的中國手工藝品,在古代多做軍事用途。現代人放孔明燈多作為祈福之用。男女老少親手寫下祝福的心願,象徵豐收成功,幸福年年。一般在元宵節,中秋節等重大節日施放。

相傳五代(公元907-960)時,有一名叫莘七娘的女子,隨丈夫在福建打仗時,她曾用竹篾紮成方架,糊上紙,做成大燈,底盤上放置燃燒著的松脂,燈就靠熱空氣飛上天空,用作軍事聯絡信號。這種松脂燈,在四川稱孔明燈。相傳這種燈籠的外形像諸葛亮戴的帽子,因而得名孔明燈。

3、龍骨水車

龍骨水車亦稱「翻車」、「踏車」、「水車」,省稱「龍骨」。漢族歷史上的灌溉農具,流行於我國大部分地區。這種提水設施歷史悠久。因為其形狀猶如龍骨,故名「龍骨水車」。

其結構是以木板為槽,尾部浸入水流中,有小輪軸一。另一端有小輪軸,固定於堤岸的木架上。用時踩動拐木,使大輪軸轉動,帶動槽內板葉刮水上行,傾灌於地勢較高的田中。

後世又有利用流水作動力的水轉龍骨車,利用牛拉使齒輪轉動的牛拉翻車。以及利用風力轉動的風轉翻車。廣東等地用手搖的較輕便,施於田間水溝,稱「手搖拔車」。

4、桔槔

桔槔俗稱「吊桿」「稱桿」,古代漢族農用工具。是一種原始的汲水工具。商代在農業灌溉方面,開始採用桔槔。它是在一根豎立的架子上加上一根細長的杠桿,當中是支點,末端懸掛一個重物,前段懸掛水桶。一起一落,汲水可以省力。

當人把水桶放入水中打滿水以腔迅後,由伍薯此於杠桿末端的重力作用,便能輕易把水提拉至所需處。桔槔早在春秋時期就已相當普遍,而且延續了幾千年,是中國農村歷代通用的舊式提水器具。

5、指南針(辨方工具)

指南針,古代叫司南,主要組成部分是一根裝在軸上的磁針,磁針在天然地磁場的作用下可以自由轉動並保持在磁子午線的切線方向上,磁針的北極指向北磁極,利用這一性能可以辨別方向。

常用於航海、大地測量、旅行及軍事等方面。物理上指示方向的指手岩南針的發明有三類部件,分別是司南、羅盤和磁針,均屬於中國的發明。據《古礦錄》記載最早出現於戰國時期的磁山一帶

⑤ 有哪些有趣的機械機構

很多機械機構與我們的日常生活息息相關。今天,一些有趣的機構被推薦與觀眾分享。希望這些機械結構能夠讓你認識到科學的神器,以及科學對現實的幫助是有多大!

倫敦翻滾橋。

該橋共有8段三角形的結構組成,共12米長。橋梁的神奇之處就在於平時只是一座普通的鋼結構人行橋,但它所特有的可伸展可收縮的8段結構,一旦有船隻通過河面時,橋身就會自動捲起變成圓環形,使得船隻可以順利通過。

棘輪機構。

它主要由搖桿、棘爪和外棘齒組成。搖桿是運動輸入部件,棘輪是輸出部件。當搖桿順時針方向擺動時,鉸鏈上的棘爪插入棘輪的齒中,使棘輪同時傳遞到一定的角度。當搖桿逆時針擺動時,棘爪滑到棘輪齒上,棘輪仍不動。這樣,當搖臂連續擺動時,棘輪就發生單向間歇轉動。

⑥ 因為懶,人們發明過哪些神奇的機器

世界上大部分機器都是懶人發明的,從這個角度講,懶人才是這世界的變革者。

在網上隨便搜一搜「懶人機器」會跳出五花八門一大推家用電器,打開商品詳情仔細了解一下,著實佩服這些發明者的腦洞,創造出這些造福人類的好幫手。

【家用自動炒菜機】

化妝品如今已成為剛需,尤其對女人來說,每天早上起來,化妝的技術、化妝的速度、化妝品的質感,都直接影響她一天的心情。早高峰時偶爾會在公車上發現忙三火四化妝的女孩,不用猜她們十有八九是起床晚了,怕上班不趕趟,只能路上隨手化化了。有了自動化妝機就好辦多了,提前預設好眉毛、眼影、粉底、口紅等妝容風格,早上起來臉直接貼到機器上,幾秒之後美美噠妝容就搞定啦~

⑦ 機械傳動領域的發明創造有哪些

古代中國在機械傳動領域的發明創造更多,繩索傳動、鏈傳動、齒輪傳動等都有著廣泛的應用。圖2-45所示的木棉紡車中,雙腳交替踏動擺桿時,大繩輪轉動,再由一繩帶動三個小繩輪高速轉動。三個小繩輪上各裝一錠,紡線人手持棉條,即可在錠子上紡出線來。

圖2-46是古代挖鹽井時利用自製的傳動系統使工作輕松、安全,牛拖動圖中右側豎立的轉筒,轉筒上的大繩通過中間輪纏繞在井口上方的滾筒上,整個系統恰是一部現代絞車。

圖2-48記里鼓車我國古代的指南車、記里鼓車都應用了復雜的齒輪輪系如圖2-47和圖2-48所示,記里鼓車根據車輪走過的距離折算成轉過的圈數,再通過齒輪傳動比計算得出准確的里程,每走過一段距離擊鼓一次。另外,我國在自動機構的發明創造領域,成績也很突出。雖然史料中缺乏詳細的記載,也沒有繪圖表示,但大多數採用了連桿機構和凸輪機構,這些自動機構主要用於捕捉動物或用於防止盜墓。記里鼓車、天文儀中也應用了自動機構。

⑧ 您認為生活中還有哪些神奇的機械

我在廚房當中發現了很多非常神奇的機械,比如說給土豆南瓜這類的蔬菜,削皮的削皮機,還有一些拉蒜神器,只要把蒜放在里邊,拉幾下就可以出來蒜末。

⑨ 《三國演義》中木牛流馬看似很神奇其實很簡單 就是農村常用工具

中旁鎮國古典四大名著之一《三國演義》中,有一種特別神奇的機械裝置:木牛流馬。《三國演義》中說,木牛流馬是諸葛亮發明的,用來運送軍糧。

小說把木牛流馬渲染得很神奇,說不用人力就可以進退自如,聽起來很「黑科技」,簡直和現在的自動化機器人一般。

但以三國時的科技水平,是造不出機器人的。所以,配慎很多人就認為,木牛流馬是不存在的,是作者羅貫中杜撰出來的,為了強化諸葛亮這個厲害的人物形象。

可事實上,中國歷史上真的存在過木牛流馬。比如,陳壽《三國志·蜀書·後主傳》中就有如下記載:「(建興)九年春二月(公元231年2月),亮復出軍圍祁山,初以木牛運。魏司馬鶴、張部救祁山。夏六月,奈何糧盡退軍。」「十年,亮休士勸農於黃沙,作流馬木牛畢,教兵講武。」

《三國志》是正史,不想小說那樣會杜撰。所以,木牛流馬是真實存在過的。

木牛流馬是真實存在的,但又不可能是機器人,那木牛流馬到底是什麼呢?它的原理又如何呢?

根據歷史學家的考證,比較可信的結論是:木牛流馬就是現在農村還在使用的獨輪車。

宋代高承在《事物紀原》提到「蜀相諸葛亮北伐,始造木牛流馬以運銅,蓋巴蜀道阻,便於登險故耳。木牛,即今小車之有前轅者;流馬,即今獨推者是,而民間謂之江州車子。」

這段話大概意思是,諸葛亮在北伐戰爭期間,因為巴山蜀道艱難險阻,困難重重,於是便設計了木牛流馬當運輸工具。其中木牛,就是有前輪的小車;流馬,就是獨輪手推車,在民間稱之為江州小車。

著名的科技史專家李約瑟先生也認為,木牛流馬即木製獨輪車。

著名歷史學家範文瀾,在《中國通史簡編》中也提到:「木牛有一腳四足,從本質上說是一種人力獨輪車,一腳指的是一個輪,四足,即固定在車旁的四根木柱,這樣可以保證行車的穩定性。」流馬則是木牛的後期改良版,總共有四個車輪,前後各倆。

聽到這兒,你或許會說,木牛流馬原來就是獨輪車啊!這也沒什運賣粗么厲害的嘛,為啥還要記載在史書上呢?其實不是這樣的,因為在當時,車基本都是兩輪車,諸葛亮將其改為獨輪和四輪,是一種創新之舉。

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