Seismoscop Zhang Heng
Seismoscopul lui Zhang Heng (候 風 地動 儀T , hòufēng dìdòngyí P , literalmente „instrument pentru investigarea fluidelor și mișcărilor pământului”) [1] a fost primul instrument care a detectat cutremurele făcute vreodată. A fost construit de inventatorul chinez Zhang Heng (78-139) în 132 d.Hr. , cu 1571 de ani înainte de inventarea primului seismograf (1703) de către francezul Jean de Hautefeuille . Heng invenție constă într - o mare de bronz vaza în jurul căreia opt dragoni sunt cu capul în jos cu care se confruntă sudate , orientate spre cele opt puncte cardinale ale busolei trandafirul .
Fiecare dragon are o marmură metalică în gură și un recipient în formă de broască este așezat sub el. Când mașina este stresată de un cutremur , un pendul plasat în centrul vazei se leagănă în direcția cutremurului și numai marmura dragonului corespunzătoare acelei direcții cade în gura broaștei. Seismoscopul a fost folosit pentru prima dată în anul 138, când una dintre sfere a căzut de pe gura unui dragon fără ca nimeni să simtă un șoc. Câteva zile mai târziu a sosit vestea că în Gansu , situat la 600 km distanță în direcția indicată de instrument, a avut loc un cutremur: invenția lui Heng a funcționat. [2]
Istorie
În imperiul chinez din primele secole d.Hr., cutremurele erau considerate fenomene misterioase: conducătorii vechii dinastii Zhou credeau că se datorează unui dezechilibru între yin și yang , cauzat de deciziile lor (așa cum reiese din cea de-a cincizeci și prima hexagramă a Cartea schimbărilor ). [3] Zhang Heng, care a trăit între secolele I și II, s-a îndepărtat de aceste teorii și a emis ipoteza că cutremurele s-au datorat vânturilor și că, studiind direcția și intensitatea lor, viitorul ar putea fi prezis. [2] El scrie:
«Cauza cutremurelor este aerul, rapid și care se schimbă din loc în loc. Atâta timp cât nu este agitată, ci rătăcește într-un spațiu liber, se odihnește inocent, fără a deranja nimic în jurul ei. Dar orice cauză care vine din afară și o scutură sau o comprimă și o împinge într-un spațiu restrâns (...) și când nu mai există posibilitatea de evadare, se întâmplă ca „să urle cu un mare murmur în jurul Munții ", iar după lovituri lungi cu aceasta se repede și se aruncă în sus, depășind și mai feroce obstacolul care a provocat-o. [4] " |
Așadar, conducătorii dinastiei Han i-au încredințat sarcina de a crea o mașină pentru detectarea cutremurelor, deoarece cunoașterea direcției cutremurului a făcut posibilă trimiterea rapidă a ajutorului către regiunile afectate. [5] Nu a fost o coincidență faptul că, după finalizarea seismoscopului în 132 , dragonii (simboluri ale cerului) susțineau sferele de bronz și adunau broaște (simbol al pământului): tocmai vântul „era” în cer care a provocat cutremure. [2] Precizia și fiabilitatea instrumentului l-au făcut celebru, atât de mult încât a fost luat ca model de unii oameni de știință chinezi, inclusiv Xindu Fang și Lin Xiaogong, care au dezvoltat tehnologia în secolele VI și VII. [6]
Funcționare și reconstrucții
Conform cărții Hanului de mai târziu (compilată în secolul al V-lea ), funcționarea seismoscopului Heng se bazează pe un sistem de pârghii acționat de un pendul oscilant în interiorul vasului de bronz, care a permis detectarea vibrațiilor cutremurelor chiar și în sute de mile depărtare. [5] Când instrumentul a simțit un cutremur, pendulul s-a înclinat în aceeași direcție din care provin vibrațiile și, astfel, a acționat pârghiile care au deschis gura dragonului. Seismocopul a inclus, de asemenea, un sistem de oprire, niște inele goale care permiteau atârnarea instrumentului, o bară de susținere orizontală [7] și un vas de apă în apropierea pendulului (nu se știe exact unde) care a fost folosit pentru a amplifica vibrațiile. [2]
Deși există descrieri antice ale instrumentului lui Zhang, versiunile făcute în timpurile moderne bazate pe designul original diferă una de alta. John Milne , în 1883 , a fost primul care a studiat mașina lui Heng și a înțeles inerția drept principiul său de funcționare. [2] În urma studiilor lui Milne, Wang Zhenduo a finalizat a doua reconstrucție materială (după una pierdută de către un savant japonez în 1875) a seismoscopului, folosind un pendul normal suspendat ca senzor de mișcare și plasând mecanismul la înălțimea gurilor dragoni (1936); în cel de-al doilea model din 1963 a plasat un pendul invers , cu centrul de masă deasupra punctului de pivot , care exploatează stabilitatea precară. [8]
Seismologul japonez Akitsune Imamura, în 1939, a reprodus o versiune diferită: era de fapt convins că mecanismul Zhenduo era ineficient deoarece undele secundare , mai lente decât cele primare și, prin urmare, vizibile într-o perioadă mai lungă de timp decât momentul cutremurului. , ar putea acționa mecanismul a doua oară. Așa că a construit un model cu pendul suspendat, care nu mai este unul susținut la bază. [9]
La 13 iunie 2006, Academia Chineză de Științe a realizat o nouă reproducere a seismoscopului, la fel de precisă și complet automatizată ca cea pe care istoricii chinezi au descris-o. Funcționarea sa se bazează pe un mecanism format din două pârghii principale: atunci când pendulul central (de asemenea, ca cel al lui Imamura) se mișcă, aplică suficientă presiune pe o suprafață ușor proeminentă pentru a deplasa a doua pârghie care, astfel, lasă sfera de bronz. [10]
Notă
- ^ Cutremur , pe archeocomputing.wordpress.com . Adus la 30 septembrie 2015 .
- ^ a b c d și WdW Review .
- ^ Needham (3) , p. 625 .
- ^ Needham (3) , p. 626 .
- ^ a b Needham (4) , p. 484 .
- ^ Needham (3) , p. 633 .
- ^ Needham (3) , p. 629 .
- ^ Yan, Hong-sen, Reconstruction Designs of Lost Ancient Chinese Machinery , Dordrecht: Springer, 2007, pp. 131-132, ISBN 1-4020-6459-4 .
- ^ Needham (3) , p. 630 .
- ^ China înviază primul sismograf din lume , la en.people.cn . Adus la 30 septembrie 2015 .
Bibliografie
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe seismoscopul lui Zhang Heng - ( EN ) „Dragoni și broaște, seismoscopul chinezesc din 132 î.Hr.” , de AW Sleeswyk și Nathan Sivin în Știința chineză nr.6, pp. 1-19.
- ( EN ) Needham, Joseph, Știința și civilizația în China , în Matematică și științele cerurilor și pământului , vol. 3, Cambridge University Press.
- ( EN ) Needham, Joseph, Știința și civilizația în China , în fizică și tehnologie fizică , vol. 4, Cambridge University Press, Caves Books.
- ( EN ) The Early History of Seismometry de pe site-ul USGS
- ( RO ) Și apoi scade: On Suspended Sensing on WdW Review , pe Copie arhivată , wdwreview.org . Adus la 30 septembrie 2015 (arhivat din original la 7 iulie 2015) .
