El invento de Shen Kuo

Shen Kuo también es un astrónomo destacado. En el quinto año de Xining (1072 d.C.), cuando Shen Kuo estaba a cargo de la construcción del río Bianhe, Shen Kuo también era responsable de dirigir el Departamento de Supervisión Celestial. Durante su mandato, despidió sucesivamente a seis funcionarios sin educación del antiguo calendario, independientemente de sus orígenes, y recomendó a Wei Pu, un nativo de Huainan que era competente en los cálculos del calendario astronómico y nacido plebeyo, para unirse al Departamento de Supervisión Celestial para presidir la importante labor de revisión del nuevo calendario. Shen Kuo y Wei Puzhi tenían una actitud seria y estaban muy insatisfechos con el método de revisión del calendario del antiguo funcionario que se basaba en cálculos. Abogan por empezar por observar los fenómenos astronómicos y utilizar los resultados medidos como base para revisar el calendario. Por lo tanto, Shen Kuo primero estudió y transformó antiguos instrumentos de observación astronómica, como esferas armilares, lentes flotantes y mesas de sombra.

La esfera armilar es un instrumento para medir la orientación de los cuerpos celestes. Después del desarrollo y evolución de las dinastías pasadas, durante la dinastía Song, la estructura de la esfera armilar se había vuelto muy complicada, con tres círculos, entrelazados e incómodos de usar. Por este motivo, Shen Kuo realizó muchas reformas en la esfera armilar. Por un lado, canceló el pequeño anillo blanco, simplificó los instrumentos y la división del trabajo, y luego utilizó herramientas matemáticas para conectar la relación entre ellos ("Se omite el anillo lunar, y la diferencia entre la luna y la luna es solo un paso según el calendario"); por otro lado, aspecto, se recomienda cambiar la posición de algunos anillos para que no bloqueen la línea de visión de observación. Estas medidas de reforma de Shen Kuo abrieron un nuevo camino para el desarrollo de instrumentos musicales. Más tarde, en el decimotercer año de Zhiyuan (1276 d. C.), Guo Shoujing de la dinastía Yuan creó un nuevo instrumento astronómico: Jianyi, que se produjo sobre esta base.

La clepsidra es un antiguo instrumento para medir el tiempo. Se compone de varios recipientes de agua en forma de escalones. Cada recipiente tiene agujeros en la parte inferior y gotea del siguiente recipiente. No hay ningún agujero en el contenedor inferior y hay una "flecha" grabada con la escala de tiempo en el interior. A medida que aumenta el nivel del agua que gotea, la "flecha" flota lentamente y la hora se puede leer en la escala expuesta. Shen Kuo también reformó el Caldero Chorreante. Cambió el tubo de fuga de cobre del barril curvo por un pico de jade de cuello recto y lo movió a la parte inferior del cuerpo de la olla. De esta forma, el agua fluye con mayor suavidad y el caño es mucho más resistente y duradero.

Además, Shen Kuo también formuló estándares para medir las sombras solares y mejoró el método de medición de las sombras.

Shen Kuo presentó los resultados de su investigación en tres artículos: "Sobre la esfera armilar", "Sobre las esferas flotantes" y "Sobre el paisaje", analizó los principios de modificación de instrumentos y desarrolló su Vistas astronómicas. Juega un papel importante en la historia de la astronomía en mi país.

Una serie de actividades innovadoras de Shen Kuo y Wei Pu fueron atacadas y enmarcadas por fuerzas conservadoras. Bajo la decidida lucha de Shen Kuo y Wei Pu, Wei Pu presidió la revisión de Fengyuan Li, que finalmente se completó y promulgó en el octavo año de Xining (1075 d. C.). Sin embargo, debido a la obstrucción y el sabotaje de las fuerzas conservadoras, el relativamente avanzado calendario Fengyuan fue abolido después de solo 18 años de implementación. Pero Shen Kuo no se desanimó. En sus últimos años, propuso además la idea de reemplazar el calendario original con el "Calendario de los Doce Qi". El calendario original de nuestro país se basaba en la combinación del yin y el yang, pero el "Calendario de los Doce Qi" es un calendario solar puro. El año se divide en cuatro estaciones según los doce Qi. Cada estación se divide en tres meses: Meng, Zhong y Ji. Los meses se determinan según los términos solares. El día del Inicio de la Primavera se cuenta como el 1 de enero, el día del Despertar de los Insectos se cuenta como el 1 de febrero, y así sucesivamente. La luna grande tiene treinta y un días y la luna pequeña tiene treinta y un días. La luna grande y la luna pequeña aparecen alternativamente. Incluso si hay una situación en la que "dos pequeñas lunas se fusionan en una", sólo ocurre una vez al año. Hay "dos pequeñas fases", hay 365 días en un año; no, hay 366 días en un año. De esta forma, los días a lo largo del año son ordenados, no es necesario establecer meses bisiestos y las fechas se fijan a lo largo de las cuatro estaciones. En cuanto a la luna creciente y menguante, no tiene nada que ver con las estaciones en las que el frío va y viene, siempre y cuando marques "luna nueva" y "esperanza" en tu almanaque. El calendario diseñado por Shen Kuo es relativamente científico, se ajusta a la realidad celestial y favorece la organización de las actividades agrícolas. Previó que sus ideas serían atacadas y reprendidas por conservadores obstinados, e hizo todo lo posible para obstruirlas, pero creía firmemente que "otros tiempos serán útiles para quienes hablan". Efectivamente, casi 800 años después, los grandes. régimen revolucionario campesino—— Los principios básicos del calendario promulgado por el Reino Celestial Taiping son completamente consistentes con los "Doce Calendarios Qi" de Shen Kuo. El calendario gregoriano utilizado por países de todo el mundo, es decir, el calendario solar, en realidad no es tan razonable en términos de meses como el "Calendario de doce años" de Shen Kuo.

Físico, químico y matemático

Los logros de Shen Kuo en la investigación física también son extremadamente ricos y preciosos. Los conocimientos y logros registrados en "La charla escrita de Meng Qian" involucran la mecánica, la óptica, el magnetismo, la acústica y otros campos. En particular, logró logros destacados en la investigación del magnetismo. Shen Kuo habló explícitamente sobre el ángulo de desviación de la aguja magnética por primera vez en "La charla escrita de Meng Qian".

En términos de óptica, Shen Kuo dio una explicación popular y vívida de las imágenes estenopeicas, las imágenes de espejos cóncavos y las funciones de ampliación y reducción de los espejos cóncavos y convexos a través de observaciones y experimentos personales. También dio algunas explicaciones científicas sobre las razones de la transmisión de luz del llamado "espejo translúcido" heredado de la antigua China (un espejo de bronce que puede ver el patrón en la parte posterior y frontal), lo que promovió investigaciones posteriores sobre "translúcidos". espejos". Además, Shen Kuo también realizó experimentos en el piano para estudiar los fenómenos de vibración acústica. Shen Kuo descubrió por primera vez que los polos norte y sur geográficos no coinciden con los polos norte y sur geomagnéticos, por lo que existe un pequeño ángulo de desviación entre la pequeña aguja magnética colocada horizontalmente y los verdaderos polos norte y sur geográficos.

En química, Shen Kuo también logró algunos logros. Cuando estuvo en Yanzhou, inspeccionó y estudió las reservas y usos del petróleo de Luyan. Aprovechando el hecho de que el petróleo no se quema por completo fácilmente para producir negro de humo, fue pionero en el proceso de utilizar negro de humo de petróleo en lugar de negro de madera de pino para fabricar tinta para cigarrillos. Ha observado que los recursos petroleros son abundantes, "nacidos en el infinito", y vaticinó que "esto se hará popular en el mundo", lo que se ha verificado hoy. Además, el nombre "petróleo" se utilizó por primera vez en "Shenkuo", que es mucho más apropiado que los nombres anteriores de pintura para piedra, agua con grasa de piedra, aceite para fuego, queroseno, nafta, vela de piedra y otros nombres. En los registros del "Taiyin Xuanjing" (cristal de yeso) de Meng Qianbitan, Shen Kuo distinguió varios cristales en términos de forma, delicuescencia, escisión, calentamiento y deshidratación, etc., y señaló que aunque tienen el mismo nombre, no son la misma cosa. También habló de ejemplos de transformación de metales, como el fenómeno físico de utilizar una solución de sulfato de cobre para convertir el hierro en cobre. Los métodos que describió para identificar sustancias demostraron que la investigación sobre sustancias en aquella época había superado la simple observación de los fenómenos superficiales y había comenzado a explorar la estructura interna de las sustancias.

Shen Kuo también cuenta con destacadas investigaciones en matemáticas. A partir de las necesidades informáticas reales, creó la "tecnología de producto de brecha" y la "tecnología de convergencia". Shen Kuo propuso un método correcto para encontrar el número total de tinajas de vino y piezas de ajedrez estudiando los volúmenes de las tinajas de vino y piezas de ajedrez con huecos, a saber, el "método del producto de huecos", que es el método de suma de la aritmética de segundo orden. secuencia. La investigación de Shen Kuo desarrolló el problema de la secuencia aritmética desde "Nueve capítulos sobre aritmética" y abrió la dirección de investigación de la secuencia aritmética de orden superior en la historia de las matemáticas chinas antiguas. Además, Shen Kuo también estudió la relación entre arcos, cuerdas y vectores en arcos circulares basándose en cálculos de campo, y propuso la primera fórmula aproximada relativamente simple y práctica en la historia de las matemáticas chinas para calcular la longitud del arco a partir de las longitudes de cuerdas y vectores. , llamado "el arte de reunirse en círculos". El establecimiento de este método no sólo impulsó el desarrollo de la geometría plana, sino que también jugó un papel importante en los cálculos astronómicos y realizó importantes contribuciones al desarrollo de la geología en nuestro país.

Geógrafo y científico médico

Shen Kuo también llegó a muchas conclusiones sobresalientes en geociencia, que reflejaban que las geociencias de China habían alcanzado el nivel avanzado en ese momento. Discutió correctamente las razones de la formación de la llanura del norte de China: basándose en la distribución zonal de conchas de caracol y gravas ovaladas entre los acantilados de las montañas Taihang en la provincia de Hebei, se dedujo que esta zona era una zona costera en la antigüedad. La llanura del norte de China fue formada por el río Amarillo, Zhangshui, el río Hutuo y el río Sanggan. Está formada por la sedimentación transportada por ríos y otros ríos. Durante su inspección en el este de Zhejiang, observó las características geomorfológicas de los picos de la montaña Yandang, analizó sus causas y señaló claramente que eran el resultado de la erosión hídrica. También hizo una explicación similar basada en las características geomorfológicas de la zona de loess en el noroeste de China. También observó y estudió brotes de bambú similares y varios fósiles como huesos de durazno, raíces de caña, pinos, peces y cangrejos excavados en el suelo, y señaló claramente que eran restos de animales y plantas antiguos, e infirió los antiguos. entorno natural basado en los fósiles. Todo esto muestra el valioso materialismo de Shen Kuo. En Europa, no fue hasta el Renacimiento que los italianos alcanzaron ? Finch comenzó a discutir la naturaleza de los fósiles más de 400 años después que Shen Kuo. Cuando Shen Kuo inspeccionó la frontera de la provincia de Hebei, hizo un modelo geográfico tridimensional de las montañas, ríos, caminos y terreno que inspeccionó en una tabla de madera. Esta práctica pronto se extendió a los estados fronterizos. En el noveno año de Xining (1076 d.C.), se ordenó a Shen Kuo que compilara el mapa de prefecturas y condados del mundo. Consultó una gran cantidad de archivos y libros y, después de casi 20 años de incansables esfuerzos, finalmente completó el "Mapa Shouling", una obra maestra en la historia de la cartografía en mi país. Se trata de un gran atlas con 20 mapas, entre ellos un mapa grande, de un pie de alto y dos pies de ancho, y dieciocho mapas para cada camino (según las divisiones administrativas de esa época, el país estaba dividido en dieciocho caminos); La escala y el nivel de detalle del mapa no tienen precedentes. En términos de métodos de pintura, Shen Kuo propuso nueve métodos, como división, alineación, integración mutua, inspección lateral, competencia, cuadrado y oblicuo y pedaleo recto, que generalmente son consistentes con el famoso método de pintura de seis cuerpos de Pei Xiu del Dinastía Jin Occidental. También subdividió todas las direcciones en veinticuatro direcciones, mejorando aún más la precisión del mapa y haciendo importantes contribuciones a la cartografía china antigua.

Shen Kuo también es experto en medicina y biología.

Se interesó por la medicina desde niño y se dedicó a la investigación médica. Recogió muchas recetas y curó a muchos pacientes críticos. Al mismo tiempo, su conocimiento de la botánica medicinal también es muy extenso y, de hecho, puede extraer, distinguir la autenticidad y corregir errores en libros antiguos. Una vez propuso una nueva teoría de las "Cinco dificultades"; los trabajos médicos de Shen Kuo incluyen la "Ciencia de la prescripción", etc. El "Su Shen Liang Fang" existente fue creado por generaciones posteriores que agregaron el "Tratado médico varios" de Su Shi a "Liangfang".

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