美《科学》:中国可能2550多年前开始使用精密复式机械


美国哈佛大学华裔研究人员陆述义在新一期《科学》杂志上发表文章认为,中国可能早在2550多年前就开始使用精密复式机械,这一时间比西方发明类似机械要早好几百年。

  中国出土的古代玉器上的复杂饰物,此前被普遍认为是利用手工或只能进行一种形式运动的简单机械雕刻出来的,但陆述义对公元前771年至公元前475年中国春秋时期一类陪葬玉环的研究显示,这些玉环上的螺旋形凹槽,很可能由结合了两种运动形式的复式精密机械加工而成。

  河南淅川下寺的春秋楚墓中,曾出土了已知最古老的带有螺旋形凹槽的玉环,该座古墓的主人死于公元前552年。陆述义利用数学方法,对这只直径27毫米的玉环上的10个螺旋形凹槽进行了分析,结果发现它们与所谓的“阿基米德螺旋线”极为相符。

  陆述义在文章中说,安徽寿县蔡侯墓、江苏吴县以及陕西西安等地,都曾出土过带有精密螺旋形凹槽的玉环,这些玉环上凹槽的均匀性和精密度强有力地表明,它们是由机械加工出来的。要想刻出这些“阿基米德螺旋线”,所用装置必须能够将转动和直线运动精确相连。陆述义用一个旧留声机模拟再造出了这样一个装置。该装置将一条细绳绑在留声机转盘轴上,细绳两端固定在留声机上部一条细杆上,来回做直线运动的细杆会带动转盘有规律地转动,悬挂在细杆上的尖笔最终在转盘表面划出“阿基米德螺旋线”。陆述义指出,制造类似装置的技术已经知道在公元前550年左右是存在的。

  陶工的旋盘等采用一种运动形式的简单机械,早在春秋时期之前就已在人类社会中得到使用。而可精确实现不同运动形式转换的复式机械,直到公元一世纪才首次在西方文献中出现。陆述义15日在接受新华社记者采访时表示,由于生活在公元前200多年的阿基米德最早明确提出了有关螺旋线方程,因此保守地说,新研究结果至少将复式机械诞生的时间推前了约300年。

  陆述义的研究不仅表明中国有可能早在西方之前就开始使用精密复式机械,而且也意味着,中国春秋时期的机械化发展程度可能比原先认为的要高。他推测,用于雕刻玉环上螺旋形凹槽的复式机械有可能是中国曲柄机械的前身之一。

  陆述义生在美国,母亲来自于中国香港。他本科就读于美国普林斯顿大学,正在哈佛大学攻读物理学博士学位,国际空间站上目前搭载着他所设计的实验。陆述义在物理学之余对中国历史怀有浓厚兴趣,渴望了解与自己有渊源的中国历史与文化,并希望能利用自己的物理学背景为研究中国历史做些贡献。他大三开始学习中文,汉语现在讲得还不流利。


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