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1、北宋发明家燕肃:被李约瑟誉为达芬奇式人物我国北宋时期,科技人才辈出,成就灿烂。论及科技贡献,当首推燕肃。燕肃,北宋益都人,精通天文历法,博学多艺,不仅绘制了海潮图,撰写了海潮论,还先后研制成功了指南车、记里鼓车、欹器、莲花漏等发明。其父峻慷慨任侠。肃举进士,累官礼部侍郎致仕。性精巧,尝造指南记里二车及欹器以献。又上莲花漏法,分刻不差,人服其精。立石载其法,工画,入妙品,尤善古木折竹。”由此来看,燕肃最大的贡献还是在发明方面。英国科技史学家李约瑟在他的中国与西方的科学和社会中说:“燕肃是个达芬奇式的人物。”制成指南车。指南车亦称“司南车”,利用齿轮机构制成,是我国古代的重要发明。据传指南车是黄帝
2、时代发明的,到宋代它的制造方法已经失传,没有任何资料记载。对指南车内部构造记载较详细的是燕肃制造的指南车。燕肃在宋仁宗天圣五年U027年)再度制成指南车,这些记录保存在岳坷(1183-1234年)的愧郑录和宋史舆服志中,对燕肃指南车的内部构造、部件尺寸和制造方法记载详细。燕肃的指南车是一辆双轮独辕车,结构巧妙,新颖独特,车上立一木人,伸臂指南。车上除了2个沿地面滚动的车轮外,还有大小不同的7个齿轮。燕肃的指南车制作精美,车身涂为红色,上面绘制有青龙、白虎及花鸟图案,四角垂有香囊。该车的制造采用了差速齿轮的原理,这一应用比欧洲早了100O多年。但是燕肃指南车的唯一缺点是,不能转太大的弯。制造记录
3、行车里程的“记里鼓车”。记里鼓车亦名“大章车“,也是利用齿轮机构制成的,是公元3世纪时中国最先发明的记录行车里程的工具。大约在汉朝或晋朝已有记里鼓车,不过记载得比较简略。燕肃重新设计了记里鼓车。燕肃的记里鼓车分上下两层,上层有一个木人,车行1里,木人击敲;下层也有一个木人,车行10里,木人击镯。这种记里鼓车在部队行军和道路测量等方面得到广泛运用,可见燕肃在技术上的表现十分惊人。制造灌溉汲水用的“欹器”。欹器是先秦时期我国劳动人民发明的一种灌溉汲水用的陶器,是利用平衡的种类跟重心位置的关系制成,它“虚则欹,中则正,满则覆”,确实颇为巧妙,但是到宋朝时欹器已经失传。东都事略及宋史中的燕肃传都认为燕
4、肃制造过欹器。燕肃运用他掌握的物理学和数学知识,利用重心和定倾中心的相对位置跟浮体稳定性的关系,经过周密的计算和精巧的设计,终于把欹器制造出来。这种欹器的形状类似陶罐,其系绳用的两耳,位于欹器腹靠下部的位置,空的时候,其重心位置位于两耳之上,用绳悬挂时,欹器是倾斜的,方便打水;等水灌了半满的时候,由于重心降到两耳以下,欹器就自动直立起来;当水灌满的时候,由于重心升到两耳以上,欹器就很容易倾覆,便于把水从欹器中倒出来。创制精确的“莲花漏”。刻漏为我国古时的计时器,始自周代,以后各代都有制作,至宋天圣时,唐制浮箭刻漏尚存,然而却不能使用。宋仁宗天圣八年U030年),燕肃发明了精美的“莲花漏”,在漏
5、壶中首次使用漫流系统,这是燕肃最实用的发明。当年九月,王立等检定莲花漏,试验结果与当时所用的“崇天历”不合,朝廷没有采用。后又经过多次试验,最终被朝廷采用。与以往的漏壶相比,燕肃的“莲花漏”具备三大优点。第一,在漏壶中首次采用漫流系统,即在漏壶的上部开孔,使多余的水由此溢出,以此保持漏壶的水位恒定,基本上消除了漏壶水位变化对流量的影响;第二,依据不同节气、昼夜长短及不同的地区,分别制造刻度不同的48支浮箭,每个节气、昼夜各更换一个,以适应全年每日长短的差异;第三,首部刻有莲花的箭插入装在壶上的莲心,箭由于水的浮力穿过莲心沿刻线上浮,不致招摇。这些优点,提高了漏壶计时的准确度。燕肃的莲花漏被“世
6、推其精密”,在宋代大行其道,被许多州所采用。北宋时期大臣、文学家夏竦曾为燕肃的莲花漏作铭,称赞他的莲花漏“秒忽无差”。北宋文学家、书画家、唐宋八大家之一苏轼作的徐州莲花漏铭并序也说:“以创物之智闻于天下,作莲花漏,世服其精。凡公所临必为之,今州郡往往而在,虽然巧者,莫敢损益。”燕肃每到一处做官,都把莲花漏的制作方法以碑刻的形式进行介绍,并制成样品加以推广,这种乐于分享、热心传播技术的精神值得点赞。研究海潮规律,发现海潮与月亮的关系。对海潮规律的探索研究,更是燕肃的重大贡献。古时候人们对潮汐这一自然现象并不了解,认为是“天河激流”或者“地机翕张”。燕肃为揭开这一自然现象之谜,研究了自古以来的海潮
7、理论。他还利用在沿海州县做官的机会,在各地进行观察、试验,并对各地海潮进行分析、研究、比较,先后用大约10年的时间,足迹遍及东南沿海。他曾走进廉州今广东合浦)、雷州(今广东海康)、化州(今广东化州)、恩州(今广东阳江)、广州、惠州、潮州(今广东潮安)、越州今浙江绍兴)、明州(今浙江宁波)等地调研,积累了大量的资料。通过实地调研,燕肃明确提出了日月的作用是海潮的成因,并指出在一月之中朔望时期潮大,上下弦时期潮小,这些论断是科学正确的。燕肃是潮汐研究史上第一个提出具体潮汐时差数值的人,通过对潮候进行推算,指出每天海潮涨落的时间,其所举数据是非常精确的。他还抓住了泥沙堆积、河床升高等关键问题,第一个比较科学地解释了钱塘江潮。乾兴元年(1022年),燕肃写出了著名的论著海潮论。海潮论虽刻在石碑上,却未曾留下名字,经过他人考证才知道是燕肃的著作。此外,燕肃还依据个人的海潮理论绘制了海潮图,为当时的渔业生产和海上交通提供了可靠的资料。燕翔来源:学习时报