中華歷史有著5000年的悠久文明,在這歷史的長(zhǎng)河里,給我們留下了許許多多的文化瑰寶,同時(shí)也給我們留下了一些謎團(tuán),比如:黃帝制造指南車的技術(shù)就是謎團(tuán)之一。
有關(guān)指南車的最早記錄還得從5000年前黃帝大戰(zhàn)蚩尤的傳說(shuō)說(shuō)起。據(jù)說(shuō)在一次大戰(zhàn)中,蚩尤在眼看就要失敗的時(shí)候,請(qǐng)來(lái)風(fēng)伯雨師,呼風(fēng)喚雨,給黃帝軍隊(duì)的進(jìn)攻造成困難。黃帝也急忙請(qǐng)來(lái)天上一位名叫旱魃的女神,施展法術(shù),制止了風(fēng)雨,才使得軍隊(duì)得以繼續(xù)前進(jìn)。這時(shí)詭計(jì)多端的蚩尤又放出大霧,霎時(shí)四野彌漫,使黃帝的軍隊(duì)迷失了方向。黃帝十分著急,只好命令軍隊(duì)停止前進(jìn),并馬上召集大臣們商討對(duì)策。應(yīng)龍、常先、大鴻、力牧等大臣都到齊了,唯獨(dú)不見(jiàn)風(fēng)后。黃帝立即派人四下尋找,可是找了很長(zhǎng)時(shí)間,仍不見(jiàn)風(fēng)后的蹤影,黃帝只好親自去找。當(dāng)黃帝來(lái)到戰(zhàn)場(chǎng)上時(shí),只見(jiàn)風(fēng)后獨(dú)自一人在戰(zhàn)車上睡覺(jué)。黃帝生氣地說(shuō):“什么時(shí)候了,你怎么在這里睡覺(jué)?”風(fēng)后慢騰騰地坐起來(lái)說(shuō):“我哪里是在睡覺(jué),我是正在想辦法?!苯又檬窒蛱焐弦恢?,對(duì)黃帝說(shuō):“你看,為什么天上的北斗星,斗轉(zhuǎn)而柄不轉(zhuǎn)呢?臣聽(tīng)人說(shuō)過(guò),伯高在采石煉銅的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)過(guò)一種磁石,能將鐵吸住。我們能不能根據(jù)北斗星的原理,制造一種會(huì)指方向的東西,有了這種東西就不怕迷失方向了?!秉S帝認(rèn)為這是一個(gè)好辦法。于是就由風(fēng)后設(shè)計(jì),大家動(dòng)手制作。經(jīng)過(guò)幾天幾夜奮戰(zhàn),終于造出了能指引方向的儀器。
然而,指南車究竟是用什么原理制造的,至今比較典型的有這么幾種說(shuō)法:
第一種:機(jī)械原理。目前收藏于中國(guó)國(guó)家博物館的指南車模型是中國(guó)著名科技史學(xué)家、清華大學(xué)教授王振鐸用機(jī)械原理復(fù)原制作的。
第二種:利用等圓等弧所對(duì)圓心角相等制成的指南車。原理是二輪之間的距離和車輪直徑相等時(shí),將二輪刻標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)南方,車子隨便走,只要二輪刻度對(duì)齊,車頭指向的方向永遠(yuǎn)是南方。
第三種:英國(guó)學(xué)者郎基斯特提出的差動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)。大英博物館中的指南車就是按他的猜想復(fù)原制作的。
從三國(guó)時(shí)期的馬鈞開(kāi)始直到如今,許多復(fù)原的指南車都是遵循馬鈞的機(jī)械原理做的。但是,這種機(jī)械原理的指南車在泥濘的道路上行駛時(shí)能夠準(zhǔn)確指示方向嗎?回答肯定是不能的。這是由于指南車在長(zhǎng)途奔波后,機(jī)械誤差累加,小木人所指方向肯定要“跑偏了”。而且,這些齒輪(差動(dòng)輪)的計(jì)算與制造在4500年前的古代,是非常困難的。
筆者推測(cè)在黃帝時(shí)代要求風(fēng)后在3天時(shí)間內(nèi)做出指南車立刻用于戰(zhàn)場(chǎng),極有可能是利用浮力加磁力原理做成功的。根據(jù)這個(gè)原理,筆者在3天內(nèi)還真的做出了一輛指南車。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),還對(duì)應(yīng)古書(shū)上所說(shuō)的“常指南”說(shuō)法。如果用馬車?yán)脑挘梢砸宦分改?,這又應(yīng)驗(yàn)了另外一個(gè)傳說(shuō):3000年前,遠(yuǎn)方的越裳氏(在今越南)派使臣到周朝,迷失了回去的路線,周公遂制造指南車相贈(zèng)。