指南车
指南车，又稱司南車，是一种用差速器来辨认方向的仪器，傳說中指南車乃是由軒轅黃帝[1]或周公[2]發明。史書又记载了三國時魏國馬鈞制作司南車[3]。车上有一小人，其手指的方向即为北方。
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最早在《西京杂记》记载有：“司南车，驾四，中道”。青龍三年（235年）曹魏人马钧創造指南車，而此指南车是采用齒輪的原理製作，並沒有使用磁極，與司南、羅盤完全不同。東晉安帝義熙十三年（417年），劉裕北伐進兵長安，後秦姚興使令狐生製造指南車。[4]北魏的郭善明也曾研發過，未成，扶風人馬嶽又造，垂成，善明鴆殺之。南朝的祖沖之又發明一次，“昇明中，太祖輔政，使沖之追修古法。沖之改造銅機，圓轉不窮，而司方如一，馬鈞以來未有也。”當時北方人索馭驎也號稱能造指南車，但“颇有差僻，乃毁焚之”。[5]《宋史·輿服誌》對指南車的機械結構，作了比較具體的記述[6]，此車僅用為帝王出行的儀仗。金朝的燕肅於天圣五年（1027年）造指南車，車上立一木人，伸臂指南，能自動離合，“……至国朝，不闻得其制”，大观元年（1107年）吳德仁改良了燕肅指南車，但之後又失傳了。
1924年英國學者穆爾（Moule）發表了研究指南車的論文並根據《宋史》文獻記載給出了具體的復原方案，接著又有很多國內外學者研究。1937年王振鐸曾發表《指南車記里鼓車之考證及模制》，他改良穆爾的設計，並成功的製作出指南車模型。1971年王振铎根据史书记载，複製马钧的“黄帝指南车”成功。
| 指南車發明人 | |||
|---|---|---|---|
| 年代 | 朝代·發明人 | 成果 | |
| ？年 | 傳說時代·黃帝 | 無法證實 | |
| ？年 | 西周·周公 | 無法證實 | |
| ？年 | 漢·張衡 | 成功 | |
| 235年 | 曹魏·馬鈞 | 成功 | |
| 333年 | 後趙·魏猛、解飛 | 成功 | |
| 417年 | 後秦·令狐生 | 成功 | |
| ？年 | 後魏·郭善明 | ||
| 424年 | 後魏·馬岳 | ||
| 477年 | 劉宋·祖沖之[7] | 成功 | |
| 1107年 | 劉宋·索馭驎 | 成功 | |
| 616年 | 唐·楊務廉 | ||
| 808年 | 唐·金公立 | 成功 | |
| 1027年 | 宋·燕肅[8] | 成功 | |
| 1107年 | 宋·吳德仁[8] | 成功 | |
指南车的原理
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指南车使用了差动齿轮装置，或者称加法机构、差速器。其原理是当车辆直线行驶时左右两车轮转动角速度相等。差动机构没有输出。车辆转弯时两侧车轮角速度不相等，这时差动机构输出这个差值，驱动指示机构。
相關
编辑注釋
编辑- ^ 見《古今注》，卷上輿服第一原文：“大駕指南車，起黃帝與蚩尤戰於涿鹿之野。蚩尤作大霧，兵士皆迷，於是作指南車，以示四方，遂擒蚩尤，而即帝位。故後常建焉。舊說周公所作也。周公治致太平，越裳氏重譯來貢白雉一，黑雉二，象牙一，使者迷其歸路，周公錫以文錦二匹，軿車五乘，皆為司南之制，使越裳氏載之以南。緣扶南林邑海際，期年而至其國。使大夫宴將送至國而還，亦乘司南而背其所指，亦期年而還至。始製車轄轊皆以鉄，還至，鉄亦銷盡，以屬巾車氏收而載之，常為先導，示服遠人而正四。方車法具在《尚方故事》。漢末喪亂，其法中絕，馬先生紹而作焉。今指南車，馬先生之遺法也。”《太平御览》卷十五引《志林》：“黄帝与蚩尤战于涿鹿之野。蚩尤作大雾弥三日，军人皆惑。黄帝乃令风后法斗机，作指南车，以别四方，遂擒蚩尤。”
- ^ 《尚书大传·归禾》：“交趾之南，有越裳国。周公居慑六年，制礼作乐，天下和平，越裳以三象重九译而献白雉曰：道路悠远，山川阻深恐使之不通，故九译而朝。”《古今注》：“周公致太平，越裳氏重译来献，使者迷其归路，周公赐軿车五乘，皆为司南（车）之制。” 《太平御览》卷七七五引《鬼谷子》：“肃慎氏献白雉于文王。还，恐迷路问，周公因作指南车以送之。”
- ^ 《三國志·魏書》卷二十九
- ^ 《宋书》卷十八《礼志五》：“明帝青龍中，令博士馬鈞更造之而車成。晉亂復亡。石虎使解飛，姚興使令狐生又造焉。安帝義熙十三年，宋武帝平長安，始得此車。其制如鼓車，設木人於車上，舉手指南。車雖回轉，所指不移。”
- ^ 《南齐书·祖冲之传》
- ^ 見《宋史》志第102輿服一，原文：「……指南車，一曰司南車。赤質，兩箱畫青龍、白虎，四麵畫花鳥，重台，勾闌，鏤拱，四角垂香囊。上有仙人，車雖轉而手常南指。一轅。鳳首，駕四馬。駕士舊十八人，太宗雍熙四年，增為三十人。……用獨轅車，車箱外籠上有重構，立木仙人於上，引臂南指。用大小輪九，合齒一百二十。足輪二，高六尺，圍一丈八尺。附足立子輪二，徑二尺四寸，圍七尺二寸，出齒各二十四，齒間相去三寸。轅端橫木下立小輪二，其徑三寸，鐵軸貫之。左小平輪一，其徑一尺二寸，出齒十二；右小平輪一，其徑一尺二寸，出齒十二。中心大平輪一，其徑四尺八寸，圍一丈四尺四寸，出齒四十八，齒間相去三寸。中立貫心軸一，高八尺，徑三寸。上刻木為仙人，其車行，木人指南。若折而東，推轅右旋，附右足子輪順轉十二齒，擊右小平輪一匝，觸中心大平輪左旋四分之一，轉十二齒，車東行，木人交而南指。若折而西，推轅左旋，附左足子輪隨輪順轉十二齒，擊左小平輪一匝，觸中心大平輪右轉四分之一，轉十二齒，車正西行，木人交而南指。若欲北行，或東，或西，轉亦如之。詔以其法下有司製之。大觀元年，內侍省吳德仁又獻指南車、記裏鼓車之製，二車成，其年宗祀大禮始用之。其指南車身一丈一尺一寸五分，闊九尺五寸，深一丈九寸，車輪直徑五尺七寸，車轅一丈五寸。車箱上下為兩層，中設屏風，上安仙人一執仗，左右龜鶴各一，童子四各執纓立四角，上設關戾。臥輪一十三，各徑一尺八寸五分，圍五尺五寸五分，出齒三十二，齒間相去一寸八分。中心輪軸隨屏風貫下，下有輪一十三，中至大平輪。其輪徑三尺八寸，圍一丈一尺四寸，出齒一百，齒間相去一寸二分五厘，通上左右起落。二小平輪，各有鐵墜子一，皆徑一尺一寸，圍三尺三寸，出齒一十七，齒間相去一寸九分。又左右附輪各一，徑一尺五寸五分，圍四尺六寸五分，出齒二十四，齒間相去二寸一分。左右疊輪各二，下輪各徑二尺一寸，圍六尺三寸，出齒三十二，齒間相去二寸一分；上輪各徑一尺二寸，圍三尺六寸，出齒三十二，齒間相去一寸一分。左右車腳上各立輪一，徑二尺二寸，圍六尺六寸，出齒三十二，齒間相去二寸二分五厘。左右後轅各小輪一，無齒，係竹䉡並索在左右軸上，遇右轉使右轅小輪觸落右輪，若左轉使左轅小輪觸落左輪。行則仙童交而指南。車駕赤馬二，銅麵，插羽，鞶纓，攀胸鈴拂，緋絹屜，錦包尾。……」
- ^ 見《宋書》志第八禮五，原文：「……指南車，其始周公所作，以送荒外遠使。地域平漫，迷於東西，造立此車，使常知南北。……范陽人祖沖之，有巧思，常謂宜更構造。宋順帝升明末，齊王為相，命造之焉。車成，使撫軍丹陽尹王僧虔、禦史中丞劉休試之。其制甚精，百屈千回，未嘗移變。……」
- ^ 8.0 8.1 見《宋史》，志第102輿服一，原文：「...指南車，一曰司南車。...仁宗天聖五年，工部郎中燕肅始造指南車，肅上奏曰：黃帝與蚩尤戰於涿鹿之野，蚩尤起大霧，軍士不知所向，帝遂作指南車。周成王時，越裳氏重譯來獻，使者惑失道，周公賜軿車以指南。其後，法俱亡。漢張 衡、魏馬鈞繼作之，屬世亂離，其器不存。宋武帝平長安，嚐為此車，而製不精。祖沖之亦複造之。後魏太武帝使郭善明造，彌年不就，命扶風馬嶽造，垂成而為善 明鴆死，其法遂絕。唐元和中，典作官金公立以其車及記裏鼓上之，憲宗閱於麟德殿，以備法駕，曆五代至國朝，不聞得其製者，今創意成之。大觀元年，內侍省吳德仁又獻指南車、記裏鼓車之製，二車成，其年宗祀大禮始用之。...」