¿Qué herramientas se utilizaban para calcular el tiempo en la antigüedad?
Los primeros instrumentos de cronometraje utilizados por los humanos utilizaban la longitud y la dirección de la sombra del sol para juzgar el tiempo. El primero se llama Guibiao, que se utiliza para medir la hora del día, determinar las cuatro estaciones e identificar la dirección; el segundo se llama reloj de sol, que se utiliza para medir el tiempo. Ambos se denominan colectivamente relojes solares.
Gui Biao
"Gui Biao" es una herramienta que se basa en calcular la longitud de la sombra del sol para decir la hora. Consta de dos partes: "Gui" y "Biao". : cuando se mide en posición vertical sobre el suelo, el punto de referencia o pilar de piedra de la sombra del sol se llama mesa, y los estereotipos colocados en el norte y el sur para medir la sombra del sol se llaman kyu. El tiempo también se llama "guangyin", que significa la sombra que deja el sol en el suelo. La palabra "guangyin" está relacionada con el estándar. La norma es medir la longitud de la sombra del sol al mediodía para determinar la estación, el año de retorno o el año solar. Durante un largo período de la historia, China ocupó el primer lugar en el mundo en términos de precisión de los valores de los años tropicales. A través de más investigaciones y cálculos, los antiguos eruditos Han también dominaron la longitud de la sombra del sol basándose en los veinticuatro términos solares. De esta manera, la tabla estándar no sólo puede usarse para formular los festivales, sino que también puede usarse para calcular el futuro año solar y las fechas de los veinticuatro segundos festivales en el almanaque, como una base importante para guiar la agricultura. actividades de los trabajadores Han.
Reloj de sol
Sobre la base del reloj de sol, la gente inventó el "reloj de sol", también conocido como "reloj de sol". El significado original es la sombra del sol o la proyección. de la luz. Momento del juicio. Un reloj de sol consta de una aguja y una esfera con líneas grabadas. Cuando cambia la posición del sol, la proyección de la aguja del reloj de sol en la esfera apunta en una dirección diferente. Basándose en observaciones a largo plazo, los antiguos determinaron las direcciones de la sombra del sol correspondientes a las doce horas y las utilizaron para juzgar la hora. Por ejemplo, "tres cuartos al mediodía" en realidad se refiere a la tercera marca al mediodía en el reloj de sol. Este invento ha sido utilizado por los humanos durante miles de años.
Tanto los relojes como los relojes de sol utilizan el sol para indicar la hora. ¿Pero cómo programarlo en un día lluvioso? Los antiguos inventaron el método de la "fuga". "Gotear" es utilizar el principio de equilibrio del flujo de agua para llenar una olla con agua y juzgar el tiempo observando la posición de la regla (llamada flecha grabada) grabada con el tiempo en la olla. El método de "grabado de fugas" ha sido ampliamente utilizado entre los chinos durante mucho tiempo porque no se ve afectado por el tiempo ni el clima. En la antigua China también existían relojes mecánicos. Su Song, de la dinastía Song, modificó la esfera armilar flotante inventada por Zhang Heng y completó la plataforma de instrumentos flotantes que podía indicar la hora con precisión y mostrar doce horas.
Un reloj de luna
es una herramienta similar a un reloj de sol, que se utiliza para indicar la hora. El reloj lunar más básico es igual que un reloj de sol, pero sólo puede mostrar la hora correctamente en una noche de luna llena. Y debido a que la hora de salida de la luna se retrasa un promedio de 48 minutos por día, suponiendo que haya suficiente luz de luna para leer la hora, la hora indicada después de la luna llena será 48 minutos más rápida por día en promedio. Por lo tanto, una semana antes o después de la luna llena, la hora indicada por el reloj lunar diferirá de la hora real en 5 horas y 36 minutos. Los diales lunares más avanzados incluirán un gráfico que muestra cómo calcular para obtener la hora correcta y diales para ajustar la longitud y la latitud.
Fuga grabada
También se le llama “olla con fugas”. Según el principio de isocronía, el tiempo de goteo se puede dividir en dos tipos: tipo de fuga y tipo de recepción de agua: uno consiste en utilizar un recipiente especial para registrar el momento en que el agua se escapa (tipo drenaje) y el otro es registrar el tiempo en que el agua se escapa de un recipiente sin abertura en el fondo. Cuánto tiempo tarda en llenarse de agua (tipo receptor de agua). La mayoría de las primeras tallas eran fugas de agua. El agua se escapa desde el costado del fondo de la clepsidra, y la cruz de rejilla y la lengüeta se elevan nuevamente, lo que hace que la flecha de fuga que flota en la superficie del agua del hervidor de fuga descienda con la superficie del agua, y la escala en la flecha de fuga indica el tiempo. Más tarde, se creó el tipo de recepción de agua. El agua se vertía desde la tetera con fugas a la tetera a un caudal constante. La flecha con fugas que flotaba en la superficie del agua de la tetera indicaba el tiempo a medida que la superficie del agua subía, mejorando la precisión del tiempo. .
El reloj de arena de cinco ruedas
también llamado reloj de arena, es un dispositivo para medir el tiempo. Debido a que el agua se congela fácilmente en invierno, algunos usan arenas movedizas en su lugar. La "Historia de los registros astronómicos de la dinastía Ming" registra que Zhan Xiyuan creó el "reloj de arena de cinco ruedas" a principios de la dinastía Ming. Más tarde, Zhou Shuxue amplió los agujeros de las arenas movedizas para evitar obstrucciones y utilizó seis ruedas en su lugar. Song Lian (1310-1381) registró la estructura del reloj de arena en las "Obras completas de los eruditos de la dinastía Song", incluido el tamaño de las piezas y el número de dientes en cada rueda del engranaje reductor. La punta del eje de la quinta rueda no tiene dientes y está equipada con un visor para indicar la hora. El reloj de arena mide el tiempo por el tiempo que tarda una bola de cristal llena de arena en fluir desde arriba a través de un tubo estrecho hasta la bola de cristal inferior. Una vez que toda la arena ha fluido al fondo de la bola de cristal, el reloj de arena se puede invertir para medir el tiempo. Un reloj de arena típico tiene un tiempo de funcionamiento nominal de 1 minuto.
Esfera armilar transportada por agua
En documentos antiguos, existe la teoría de que Luo Xiahong y Xianyu Wang crearon la esfera armilar durante el reinado del emperador Wu de la dinastía Han (140 a.C. al 87 a. C.), pero no se menciona su estructura.
El "Libro de Registros Astronómicos de Jin" registra que Zhang Heng de la dinastía Han del Este (78-139 d.C.) hizo una esfera armilar, diciendo que fue impulsada por una fuga de agua en una habitación secreta. y los tiempos de aparición de las estrellas indicados por el instrumento coincidieron con los resultados de las observaciones astronómicas.
El "Nuevo Libro de Registros Astronómicos de la Dinastía Tang" tiene una descripción más detallada de la esfera armilar diseñada por Seng Yixing y Liang Lingzhan en el año 13 de Kaiyuan de la Dinastía Tang (725). El instrumento está equipado con dos anillos del sol y la luna respectivamente, y la rueda hidráulica impulsa el universo. Todo el elefante gira una vez al día y el sol gira 1/365 veces. El instrumento también está equipado con dos títeres, que tocan los tambores y marcan los grabados, respectivamente. Es una construcción de madera con una parte superior estrecha y una parte inferior ancha.
La esfera armilar transportada por el agua es un instrumento que depende de la fuerza del agua para moverse, puede imitar el movimiento de los cuerpos celestes y puede medir el tiempo. Esta esfera armilar mejoró el diseño del científico de la dinastía Han, Zhang Heng. Inyectó agua para estimular la rueda, haciendo que girara las 24 horas del día y de la noche. Además de mostrar el movimiento de las estrellas, también podía mostrar el ascenso y la noche. La puesta del sol y la luna era ciertamente más sofisticada y compleja que la esfera armilar transportada por el agua de Zhang Heng. Por lo tanto, cuando se completó la esfera armilar transportada por el agua y se colocó frente al Palacio de Wucheng, los funcionarios civiles y militares la observaron y quedaron todos impresionados por su exquisitez al realizarla, su precisión al medir las fases sinódicas e informar el tiempo, y lo elogió como maravilloso.
Lo que necesita mención especial es que en la esfera armilar transportada por el agua, también hay dos figuras de madera (reliquias culturales relacionadas "Santuario Budista de Bronce de Shanghai") impulsadas por engranajes, una figura de madera cada vez (en la antigüedad veces, el día y la noche se dividieron en (El tambor toca automáticamente cada 100 cuartos), y un hombre de madera toca automáticamente la campana cada chen (ahora dos horas). Por supuesto, hay que decir que estas dos figuras de madera son robots antiguos fabricados utilizando principios mecánicos. Se trata de una máquina de cronometraje muy ingeniosa. Es el reloj mecánico más antiguo del mundo y el antepasado de los relojes mecánicos modernos. Es seis siglos anterior al reloj de mimbre que apareció en Occidente en el año 1370 d.C. de la antigua China. El ingenio de la gente y de los científicos.
Aunque esta esfera armilar a base de agua se utilizó durante un tiempo, el cobre y el hierro gradualmente se volvieron astringentes y no podían girar, por lo que ingresó al museo. Sin embargo, el monje Yixing y Liang Lingzhan obtuvieron el derecho de inventar el reloj astronómico y quedará en la historia para siempre. El Dr. Joseph Needham, el famoso historiador británico de ciencia y tecnología, dijo en el cuarto volumen de "Historia de la ciencia y la tecnología en China": El dispositivo de enlace paralelo inventado por Seng Yixing y Liang Lingzhan fue esencialmente el primer reloj mecánico y el antepasado. de todos los escapes viajó por Europa 14 La parte frontal del primer reloj mecánico del siglo XIV es completamente errónea.
La esfera armilar portadora de agua tiene grabadas las veintiocho constelaciones, que se llenan de agua para estimular la rueda, una semana al día, exactamente en línea con el movimiento aparente diurno de los cuerpos celestes. La mitad de la esfera armilar transmitida por el agua está en el gabinete de agua. El marco superior del gabinete golpeará naturalmente la campana si está como el suelo. Toda la esfera armilar transportada por el agua no solo puede demostrar el movimiento aparente del sol, la luna y las estrellas, sino que también indica automáticamente la hora. Hay dos hombres de madera que tocan tambores cada cuarto (en la antigüedad, eran un día y una noche). dividido en cien cuartos = 0,24 horas = 14,4 minutos). (Dos horas ahora) Toca el timbre. Este es el primer uso en el mundo de un dispositivo de escape para cronometrar, más de 600 años antes de la aparición de los relojes extranjeros con timbre automático. Los logros de Yi Xing y otros superaron nuevamente a Zhang Heng. (También es el primer robot que dice la hora).
Yixing y otros utilizaron un zodíaco recién hecho para observar los movimientos del sol, la luna y cinco estrellas, midieron las coordenadas ecuatoriales y las posiciones relativas de algunas estrellas con respecto a la eclíptica, y descubrieron que las posiciones de estas estrellas cambiaron mucho con respecto a los medidos en la dinastía Han.
Plataforma ceremonial de transporte acuático
Fue fabricada por Su Song, Han Gonglian y otros en el tercer año de Yuanyou (1088) en la dinastía Song del Norte. Escribieron "Nuevo Yixiang Fa Yao" en los primeros años de Shaosheng (1094-1097), que contiene muchos dibujos generales y dibujos parciales. Esta plataforma de instrumentos para mover agua tiene más de tres pies y medio de alto y dos pies y un pie de ancho. Es un edificio de madera con una parte superior estrecha y una parte inferior ancha. Hay un dispositivo de elevación de agua en el nivel inferior de la plataforma. El carro fluvial es empujado por mano de obra, impulsando la rueda elevadora de agua y la rueda inferior (carro tubular), elevando el agua al río Tianhe (tanque receptor) y vertiendo. en Tianchi (depósito). La tetera plana de Taichung mantiene constante el nivel del agua y libera un flujo constante de agua a través de una tubería de agua de cierta sección transversal hasta la tetera en la rueda pivotante (rueda hidráulica), empujando la rueda pivotante. La rueda pivotante impulsa la rueda diurna y nocturna, la imagen armilar y la esfera armilar a través del engranaje de transmisión.
La plataforma de instrumentos de transporte acuático tiene un sistema de transmisión de engranajes relativamente complejo. Por encima de la rueda pivotante y al lado de la circunferencia hay un dispositivo de "equilibrio": el escape. Esta es la continuación de una creación importante en la historia del mundo de la maquinaria de cronometraje. Cambia la rotación continua de la rueda pivotante en rotación intermitente.
Encima de la rueda pivotante se encuentra un dispositivo "Sky Balance" y al lado de la circunferencia, el mecanismo de escape. Se trata de una creación importante en la historia de la maquinaria de cronometraje.
Cambia el movimiento giratorio continuo de la rueda pivotante en un movimiento giratorio intermitente. La imagen de "Tian Heng" contenida en "Xin Yixiang Fa Yao" no muestra la rueda pivotante ni el recipiente receptor de agua montado en la rueda pivotante, y la descripción del texto en el libro es solo unas pocas palabras: "El diámetro del pivote La rueda mide un pie por un pie y tiene siete pies de largo. Doce radios están plantados doblemente en un cubo para formar treinta y seis vasijas, unidas por tres bordes. Cada vasija contiene una vasija de agua, lo que hace un total de treinta y seis vasijas. Cada olla mide un pie de largo, cinco pulgadas de ancho y cuatro pulgadas de profundidad. Los dientes de hierro se colocan para mover la balanza celestial y cerrar la lengua. "Existen diferentes especulaciones sobre la estructura de la tetera, especialmente sobre su principio de funcionamiento. los planos utilizan una tetera inclinable. Cuando el agua en la tetera que recibe agua en la circunferencia de la rueda pivotante es menor que un cierto peso, el bloqueo del cielo izquierdo bloquea un radio de la rueda pivotante de modo que la rueda pivotante no puede girar. Cuando el agua acumulada alcanza un cierto peso y el pivote (peso) no es suficiente para equilibrar la gravedad de la tetera, la tetera se inclinará hacia abajo alrededor del eje de rotación. Los dientes de hierro instalados en el costado de la olla presionan la horquilla de rejilla y la lengüeta de cierre para descender. La lengüeta de cierre impulsa la palanca a través del Tiantiao, de modo que el Tianguan y el Zuotiansuo se levantan y la rueda pivotante se puede girar. Después de girar una olla receptora de agua, la horquilla de rejilla y la lengua se elevan nuevamente, el Tianguan y el Tiansuo izquierdo caen, y el siguiente par de radios de la rueda pivotante se bloquean nuevamente. La función del bloqueo del cielo derecho es evitar el rebote cuando gira la rueda pivotante. El poder celestial y el poder central son dos pesos en equilibrio. Tianquan se utiliza para equilibrar parte de la gravedad de Zuo Tiansuo y Tianguan y puede ajustar la sensibilidad de funcionamiento del mecanismo Tianheng. El pivote se utiliza para ajustar la cantidad de agua requerida por el hervidor cuando la rueda de pivote hace girar un par de radios, es decir, el período de movimiento intermitente, corrigiendo así el error de sincronización.
? Xiangzhuan Zhong
Xiangzhuan Zhong, un reloj antiguo, rara vez se conoce. Según los registros escritos por Xue Jixuan, un erudito de la dinastía Song, la fragante campana del sello es un reloj antiguo que se hizo popular en China a mediados del siglo XII. "La leyenda del juicio de los casos de Di Renjie" también describe el uso de relojes de incienso y sellos en el palacio de la dinastía Tang para marcar el tiempo: el reloj de incienso y sello es una placa de latón con forma de flor de ciruelo con cinco pétalos de flores de ciruelo cada una. La flor se envuelve alrededor de un círculo de incienso y se quema. Después de la fumigación, el tiempo se mide según el grado de combustión del incienso. La gente en ese momento lo llamaba "cinco nubes auspiciosas y preñadas".
Fuga de lámpara Da Ming
En 1276, Guo Shoujing, un famoso científico de la dinastía Yuan, creó la fuga de lámpara Daming. Es impulsado por energía hidráulica y, a través de un tren de engranajes y un mecanismo de leva bastante complejo, impulsa al títere para realizar el cronometraje automático de "un cuarto de campana, dos cuartos de tambor, tres cuartos de platillos y cuatro cuartos de tambor". platillos". Debido a que tiene la forma de una linterna de palacio y está colocada en el Daming Hall del palacio imperial, se llama linterna Daming Hall.
Además, también existen herramientas de cronometraje como relojes con lámparas de aceite y relojes con velas. Después del siglo XVII, se introdujeron relojes occidentales más sofisticados y la gente abandonó gradualmente sus herramientas originales de cronometraje. En cuanto al método de cronometraje, los antiguos adoptaron el sistema de los cien cuartos, que dividía el día y la noche en cien cuartos, y un cuarto equivale aproximadamente a 14,4 minutos. El reloj de doce horas fue inventado durante las dinastías Sui y Tang. Después de que los relojes occidentales se introdujeron en China, para adaptarse al método de cronometraje de 24 horas, el sistema de cien cuartos se cambió al sistema de 96 cuartos; una hora tiene dos horas y una hora tiene cuatro cuartos.
Materiales de referencia
Zhihu.Zhihu [citado el 8-3-2018]