他們一邊說,一邊繼續走,經過了鎮子上的一個展覽館。造型奇特,像是山中的一顆明珠。


    展顧約說:“這個地方還沒有看過。”


    付爍說:“那就進去看看。”


    展覽館裏麵放置著各式各樣的機電裝置。


    簡單機械:如杠杆、輪軸、滑輪等,用來演示力的傳遞和機械優化。


    磁懸浮:通過磁力實現懸浮。


    機械手臂:用來展示機器人的運動控製和靈活性。


    模型火箭發射器:用來展示火箭發射過程和物理原理。


    模型電梯:用來展示電梯的工作原理和安全知識。


    遊戲操作設備:用於交互式體驗,有飛行模擬器、汽車駕駛模擬器等。


    他們走過一個機械裝置,有長長的導軌和一些機關。


    付爍問:“這是什麽?”


    董趨看看下麵的介紹,說:“這是水動儀。”


    付爍說:“我隻聽說過渾天儀。地動儀。”


    中國天文學到漢代已有蓋天、宣夜和渾天等學派。蓋天說認為,天如蓋,蓋心是北極,天蓋左旋,日月星辰右轉。宣夜說認為天無定形,日月星辰“自然浮生虛空之中”,並不附著於“天體”之上。渾天說認為天如蛋殼,地如蛋黃,天地乘氣而立,載水而行。


    宣夜說後來失傳了,蓋天、渾天兩說並行,競相爭鳴,比較科學的渾天說漸占上風。同時,觀測天象的儀器也不斷出現,如武帝時落下閎製造了渾天儀,宣帝時耿壽昌又造了渾天儀,和帝時崔瑗的老師賈逵更製造了黃道銅儀。


    張衡繼承和發展了前人的成果。元初四年(公元117年),張衡造出來成就空前的銅鑄渾天儀。渾天儀主體是幾層均可運轉的圓圈,最外層周長一丈四尺六寸。各層分別刻著內、外規,南、北極、黃、赤道,二十四節氣,二十八列宿,還有“中”、“外”星辰和日、月、五緯等等天象。儀上附著兩個漏壺,壺底有孔,滴水推動圓圈,圓圈按著刻度慢慢轉動。於是乎各種天文現象便赫然展現在人們眼前。這件儀器被安放在靈台大殿的密室之中。夜裏,室內人員把某時某刻出現的天象及時報告給靈台上的觀天人員,結果是儀器上、天上所現完全相符。


    張衡先用竹篾製成一個模型,名曰“小渾”,進行了一係列的試驗和校正,然後才鑄作大儀。渾天儀是張衡血汗的結晶。他接著寫了《渾天儀圖注》和《漏水轉渾天儀注》兩本說明書,又撰成《靈憲》一部,繪製《靈憲圖》一份。


    早在南北朝時,北齊信都芳撰《器準》,隋初臨孝恭作《地動銅儀經》,都對地動儀有所記述,並傳有它的圖式和製作方法。王振鐸根據前人的猜測,討論了地動儀內部可能有的各種結構,最後推斷都柱的工作原理與近代地震儀中倒立式震擺相仿。具體說來,都柱就是倒立於儀體中央的一根銅柱,八道圍繞都柱架設。都柱豎直站立,重心高,一有地動,就失去平衡,倒入八道中的一道。八道中裝有杠杆,叫做牙機。杠杆穿過儀體,連接龍頭上頜。都柱傾入道中以後,推動杠杆,使龍頭上頜抬起,將銅丸吐出,起到報警作用。地動儀用精銅製成,圓經八尺,合蓋隆起,形似酒樽。表麵作金黃色,上部鑄有八條金龍,分別伏在東、西、南、北及東北、東南、西北、西南八個方向。龍倒伏,龍首向下,龍嘴各銜一顆小銅球,與地上仰蹲張嘴的蟾蜍相對。地動儀空腔中央,立一根銅柱,上粗下細。銅柱周圍有八根橫杆,稱為“八道”,各與一龍頭相連。銅柱是震擺裝置,八道用來控製和傳導銅柱運動的方向。在地動儀受到地震波衝擊時,銅柱就倒向發生地震的方向,推動同一方向的橫杆和龍頭,使龍嘴張開,銅球下落到蟾蜍嘴中,並發出響聲,以提示人們注意發生了地震及地震的時間和方向。一顆珠子放在平台上,如果將哪方稍微往下一按,珠於就向哪方滾動。又如我們點亮一支蠟燭,將它放在一張不平的桌子上,它總會向低的一方倒。地動儀就是根據這些簡單的原理設計的。地動可以傳到很遠的地方,隻不過太遠了人就感覺不到了,但地動儀能準確地測到。但是中國科學家認定地動儀的工作原理應該是“懸垂擺原理”,即地動儀是利用了一根懸掛柱體的慣性來驗震的,而非當在儀器底部簡單地豎立一根直立杆。


    付爍說:“那這個水動儀是怎麽做的?”


    董趨看看它的結構,說:“將水流中的水滴放大,考慮它的各種運動狀態,與周圍水滴的相互作用。”


    水對應八卦裏的坎卦。水動儀上麵還刻有坎卦的圖形。


    有一個斜坡,用來模擬水滴的下落。斜坡的角度和長度可以根據需要自行調整。


    在斜坡的頂部安裝一個水滴模型,可以使用一個小球或者一個圓形的物體來代表水滴。可以將水滴模型固定在一個支架上,以確保它在斜坡上的位置穩定。


    在斜坡的底部設置一個接收器,用來接收水滴。接收器是一個容器或者一個漏鬥,以便於收集水滴。


    在斜坡上設置一個機械裝置,用來模擬水滴的運動過程中遇到的東西。使用一個小輪或者一個擺動的杆子。調整機械裝置的位置和角度,以使它與水滴模型的運動軌跡相符合。可以通過不斷調整軌道、小輪、杆子等機械裝置的位置和角度,來模擬不同的水滴運動過程。


    開始模擬水滴的運動過程,將水滴模型從斜坡的頂部釋放,觀察水滴在斜坡上的運動過程,以及機械裝置的運動過程。記錄下水滴運動的軌跡和時間,以便於後續的分析和研究。水流中的水滴有很多,小球也可以增加到很多個。


    可以用機械裝置模擬水滴的運動過程,從而更好地理解水滴的運動規律和特性。也可以用它來輔助研究水滴的運動規律。

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