_(20481431946).jpg/1280px-Bulletin_-_United_States_National_Museum_(1959)_(20481431946).jpg)
Су Сун ( китайский :蘇頌; Pe̍h-ōe-jī : So͘ Siōng , 1020–1101), любезное имя Цзыжун ( китайский :子容; Pe̍h-ōe-jī : Chú-iông ), [1] был китайским ученым -полиматиком и государственным деятелем. Преуспев в различных областях, он был успешным в математике , астрономии , картографии , географии , часовом деле , фармакологии , минералогии , металлургии , зоологии , ботанике , машиностроении , гидротехнике , гражданском строительстве , изобретательстве , искусстве , поэзии , философии , древностях и государственном управлении во время династии Сун (960–1279).
Су Сун был инженером гидромеханической астрономической часовой башни в средневековом Кайфэне , в которой использовался ранний спусковой механизм. [2] [3] [4] [5] Спусковой механизм часовой башни Су был изобретен буддийским монахом династии Тан И Сином и правительственным чиновником Лян Линцзаном в 725 году нашей эры для управления армиллярной сферой , работающей на воде , хотя армиллярная сфера Су была первой, снабженной механическим часовым приводом. [5] [6] [7] Часовая башня Су также имела старейший известный бесконечный цепной привод , передающий энергию , называемый тянь ти (天梯), или «небесная лестница», как описано в его часовом трактате. [8] Часовая башня имела 133 различных часовых гнезда для указания и подсчета часов . [9] Трактат Су Суна о часовой башне, Синьи Сянфаяо (新儀象法要), сохранился с момента его письменной формы в 1092 году и официальной печатной публикации в 1094 году. Книга была проанализирована многими историками, такими как британский биохимик, историк и синолог Джозеф Нидхэм . Однако сами часы были разобраны вторгшейся армией чжурчжэней в 1127 году нашей эры, и хотя были предприняты попытки собрать их заново, башня так и не была успешно восстановлена.
« Синьи Сянфайао» был самым известным трактатом Су, но этот эрудит составил и другие работы. Он завершил большой небесный атлас из нескольких звездных карт , несколько земных карт, а также трактат по фармакологии. В последнем обсуждались смежные темы по минералогии, зоологии, ботанике и металлургии .
Европейские иезуиты, посетившие Китай, такие как Маттео Риччи и Николя Триго, кратко писали о китайских часах с колесным приводом [10] , но другие ошибочно полагали, что китайцы никогда не продвинулись дальше стадии клепсидры , часов с благовониями и солнечных часов [11] . Они считали, что передовые механические часовые механизмы были новинкой для Китая и что эти механизмы были чем-то ценным, что европейцы могли предложить китайцам [11] . Хотя и не столь заметные, как в период Сун, современные китайские тексты династии Мин (1368–1644) описывают относительно непрерывную историю механических часов в Китае с 13-го по 16-й век [12] . Однако часовая башня Су Сун по-прежнему полагалась на использование водяного колеса для ее питания и, таким образом, не была полностью механической, как европейские часы позднего средневековья.
Су Сон был хоккиенского происхождения [13] , который родился в современном Фуцзяне , недалеко от средневекового Цюаньчжоу . [14] Как и его современник Шэнь Ко (1031–1095), Су Сон был эрудитом , человеком, чьи познания охватывали значительное количество различных областей изучения. Его младший коллега и ученый Ханьлинь Е Мэндэ (1077–1148) [15] написал , что в юности Су освоил провинциальные экзамены и поднялся на вершину экзаменационного списка за написание лучшей статьи об общих принципах и структуре китайского календаря . [16] С раннего возраста его интересы к астрономии и календарной науке привели его на выдающийся путь государственного бюрократа . В свободное время он любил писать стихи, которые использовал, чтобы восхвалять работы художников, таких как художник Ли Гунлинь (1049–1106). [17] [18] Он также был антикваром и коллекционером старинных произведений искусства прошлых династий . [18]
В вопросах административного управления он достиг звания посла и президента Министерства кадров в столице Кайфэне, а также был известен как эксперт в области администрации и финансов. [19] После службы в Министерстве кадров он стал министром юстиции в 1086 году. [18] Он был назначен выдающимся редактором Академии ученых, где в 1063 году он редактировал, редактировал, комментировал и добавлял предисловие к классическому труду Хуайнаньцзы династии Хань (202 г. до н. э. – 220 г. н. э.). [20] В конце концов Су поднялся до должности вице-президента Секретариата канцелярии . Среди многих почетных должностей и званий, предоставленных ему, Су Сун также был одним из «заместителей наставников наследника престола». При дворе он предпочел дистанцироваться от политического соперничества консерваторов во главе с премьер-министром Сыма Гуаном (1019–1086) и реформистов во главе с премьер-министром Ван Аньши (1021–1086); хотя многие из его соратников принадлежали к консервативной фракции. [14]
В 1077 году он был отправлен с дипломатической миссией к династии Ляо народа киданей на севере, [21] делясь идеями о календарной науке, поскольку государство Ляо создало свой собственный календарь в 994 году нашей эры. [7] В выводе, который, как сообщается, смутил двор, Су Сун признался императору, что календарь народа киданей на самом деле был немного точнее, чем их собственный, что привело к штрафу и наказанию чиновников в Бюро астрономии и календаря. [16] Су должен был отправиться на север в Ляо и незамедлительно прибыть на празднование дня рождения и пир в день, который совпадал с зимним солнцестоянием календаря Сун, но на самом деле отставал на день от календаря Ляо. [22] Историк Лю Хэпин утверждает, что император Чжэцзун из Сун спонсировал часовую башню Су Суна в 1086 году, чтобы конкурировать с Ляо за «научное и национальное превосходство». [23] В 1081 году двор поручил Су Суну составить книгу о дипломатической истории отношений Сун-Ляо, сложная задача, которая после завершения заняла 200 томов. [24] Благодаря своим обширным познаниям в картографии , Су Сун смог урегулировать жаркий пограничный спор между династиями Сун и Ляо. [25]
Су Сун также создал небесный атлас (на пяти отдельных картах), в котором были часовые круги между сю ( лунные дворцы ), образующие астрономические меридианы , со звездами, отмеченными в равноудаленной цилиндрической проекции по обе стороны от экватора , [27] и, таким образом, соответствовали их северным полярным расстояниям. [28] Кроме того, Су Сун, должно быть, воспользовался астрономическими открытиями своего политического соперника и современника астронома Шэнь Ко . [29] Четвертая звездная карта Су Сун помещает положение Полярной звезды на полпути между Тянь шу (-350 градусов) и нынешней Полярной звездой ; это был более точный расчет (на 3 градуса), который сделал Шэнь Ко, когда он наблюдал Полярную звезду в течение трех месяцев с помощью своей улучшенной по ширине визирной трубы. [29] Было много звездных карт, написанных до книги Сун, но звездные карты, опубликованные Су, представляют собой самые старые из сохранившихся звездных карт в печатном виде . [30]
В 1070 году Су Сун и группа учёных составили и отредактировали « Бэньцао туцзин» («Иллюстрированная фармакопея», первоисточник с 1058 по 1061 год), который был новаторским трактатом по фармацевтической ботанике , зоологии и минералогии . [31] Собирая информацию для фармацевтических знаний, Су Сун работал с такими известными учёными, как Чжан Юйси, Линь И, Чжан Дун и многими другими. [32]
В этом трактате задокументирован широкий спектр фармацевтических практик, включая использование эфедрина в качестве лекарства. [14] Он включает в себя ценную информацию о металлургии и сталелитейной и железоделательной промышленности в Китае в 11 веке. Он создал систематический подход к перечислению различных минералов и их использованию в лекарственных смесях, таких как все известные формы слюды, которые можно было использовать для лечения болезней через пищеварение . [33] Он писал о субконхоидальном изломе самородной киновари , признаках рудных пластов и давал описание формы кристаллов. [34] Подобно рудным каналам, образованным циркуляцией грунтовых вод, описанным более поздним немецким ученым Георгиусом Агриколой , Су Сун сделал похожие заявления относительно карбоната меди , как и более ранний Жихуа Бэнцао 970 года с сульфатом меди . [34] Книга Су также была первым фармацевтическим трактатом, написанным в Китае, в котором описывались растения лен , Urtica thunbergiana и Corchoropsis tomentosa (crenata). [35] По словам Эдварда Х. Шефера, Су точно описал полупрозрачное качество тонкого реальгара , его происхождение из стручков, найденных в скалистых речных ущельях, его матрица была испещрена отверстиями и имела темно-красный, почти фиолетовый цвет, и что размер минерала варьировался от размера горошины до грецкого ореха. [36]
Ссылаясь на свидетельства из древнего труда Чжэн Сюаня (127–200), Су считал, что врачи древней династии Чжоу (1046–256 до н. э.) использовали реальгар в качестве средства от язв . [37] Как считалось во времена Су, «пятью ядами», которые использовали врачи эпохи Чжоу для этой цели, считались киноварь, реальгар, халькантит , квасцы и магнетит . [37] Су сделал систематические описания животных и экологических регионов, в которых они могли быть найдены, таких как различные виды пресноводных, морских и прибрежных крабов. [38] Например, он отметил, что вид пресноводных крабов Eriocher sinensis можно найти в реке Хуайхэй , протекающей через Аньхой , в водных путях недалеко от столицы, а также в водохранилищах и болотах Хэбэя . [38] Книга Су была сохранена и скопирована в «Бэнцао Ганму» врача и фармаколога династии Мин ( 1368–1644) Ли Шичжэня (1518–1593). [39]
Су Сун составил один из величайших китайских часовых трактатов Средневековья , окружив себя свитой выдающихся инженеров и астрономов для помощи в различных проектах. Синьи Сянфайао (букв . «Основы нового метода механизации вращения армиллярной сферы и небесного глобуса»), написанный в 1092 году, был конечным продуктом его жизненных достижений в часовом деле и часовых механизмах. Книга включала 47 различных иллюстраций с большой детализацией механических работ для его астрономической часовой башни . [40]
Величайшим проектом Су Суна была 40-футовая астрономическая башня с часами, работающая на воде, построенная в Кайфэне, деревянная пилотная модель была завершена в 1088 году, бронзовые компоненты отлиты в 1090 году, в то время как полностью законченная работа была завершена к 1094 году во время правления императора Чжэцзуна из династии Сун . [41] [42] Ранее император поручил Хань Гунляну, исполняющему обязанности секретаря Министерства кадров, возглавить проект, но вместо этого руководящая должность была передана Су Суну. В 1086 году император приказал Су реконструировать хун и , или «армиллярные часы», для новой часовой башни в столице. Су работал с помощью Хань Гун-ляня, который применил свои обширные познания в математике к строительству часовой башни. [43] Сначала Су Сун изготовил небольшую деревянную модель, протестировав ее сложные детали, прежде чем применить ее к реальной полномасштабной часовой башне. [44] В конце концов, часовая башня имела много впечатляющих особенностей, таких как гидромеханическая вращающаяся армиллярная сфера, венчающая верхний уровень и весящая около 10-20 тонн, [44] бронзовый небесный глобус, расположенный посередине, диаметром 4,5 фута, [44] механически синхронизированные и вращающиеся манекены , одетые в миниатюрную китайскую одежду , которые выходили из миниатюрных открывающихся дверей, чтобы объявить время дня, представляя специальные таблички для чтения, звоня в колокола и гонги или ударяя в барабаны, [45] сложное использование косых шестеренок и спускового механизма, [46] а также внешний фасад причудливой китайской пагоды . После завершения строительства башня была названа Шуй Юнь И Сян Тай , или «Башня для сферы и глобуса, приводимых в действие водой». Джозеф Нидхэм пишет:
После изобретения спускового механизма в 725 г. н. э. [во времена династии Тан ] произошел большой расцвет зубчатых колес в часовых механизмах и домкратах, кульминацией которого стало появление бронзового и железного шедевра Су Суна в 1088 г. н. э. [47]
Спустя годы после смерти Су, столица Кайфэн была осаждена и захвачена в 1127 году чжурчжэнями из маньчжурской династии Цзинь во время войн Цзинь-Сун . [40] [48] Часовая башня была разобрана по частям чжурчжэнями, которые вывезли ее компоненты обратно в свою столицу в современном Пекине. Однако из-за сложности башни они не смогли собрать ее обратно. Новый император Гаоцзун из династии Сун поручил сыну Су, Су Се, построить новую астрономическую башню с часами на ее месте, и Су Се приступил к изучению текстов своего отца с командой других экспертов. Однако им также не удалось создать еще одну часовую башню, и Су Се был убежден, что Су Сун намеренно оставил важные компоненты в своей письменной работе и диаграммах, чтобы другие не украли его идеи.
Как отмечает историк -синолог Дерк Бодде , астрономические часы Су Суна не привели к появлению нового поколения часовых механизмов массового производства по всему Китаю, поскольку его работа была в значительной степени спонсируемым правительством начинанием для использования астрономов и астрологов при императорском дворе. [49] Однако механическое наследие Су Суна не закончилось с его работой. Около 1150 года писатель Сюэ Цзисюань отметил, что в его время существовало четыре типа часов: простые водяные часы , часы с благовониями , солнечные часы и часы с «вращающимися и защелкивающимися пружинами» («гун тань»). [50] Правители продолжающейся династии Юань (1279–1368 гг. н. э.) были заинтересованы в развитии механических часовых механизмов. [51] Астроном Го Шоуцзин помог восстановить Пекинскую древнюю обсерваторию, начиная с 1276 года, где он создал армиллярную сферу и часы с приводом от воды, которые были полностью реализованы и отбивали часы. [52] Сложные зубчатые передачи для уникальных китайских часовых механизмов были продолжены в династии Мин (1368–1644), с новыми конструкциями, приводимыми в движение силой падающего песка вместо воды, чтобы обеспечить движущую силу для привода колеса, и некоторые часы Мин, возможно, имели понижающую передачу, а не более ранний спусковой механизм Су Сун. [12] Самая ранняя такая конструкция песочных часов была сделана Чжань Сиюанем около 1370 года, в которой было не только черпающее колесо устройства Су Сун, но и новое дополнение в виде неподвижного циферблата , по которому циркулировал указатель, во многом как новые европейские часы того же периода. [53]
В рычажном устройстве водяного колеса Су Сонга действие остановки и освобождения спускового механизма достигалось гравитацией, периодически оказываемой в виде непрерывного потока жидкости, заполненной контейнерами ограниченного размера. [50] Таким образом, в единой линии эволюции часы Су Сонга объединили концепцию клепсидры и механических часов в одно устройство, управляемое механикой и гидравликой. В своем мемориале Су Сонг писал об этой концепции:
По мнению вашего слуги, во времена прошлых династий существовало много систем и конструкций для астрономических инструментов, все они отличались друг от друга в незначительных аспектах. Но принцип использования водной энергии для приводного механизма всегда был одним и тем же. Небеса движутся безостановочно, но также течет (и падает) вода. Таким образом, если заставить воду литься с идеальной равномерностью, то сравнение вращательных движений (небес и машины) не покажет никаких несоответствий или противоречий; ибо беспокойное следует за непрерывным. [54]
В своих трудах Су Сун приписывал предшественнику своих рабочих часов гидравлическую армиллярную сферу Чжан Хэна (78–139 гг. н. э.), более раннего китайского ученого. [54] Су Сун также находился под сильным влиянием более ранней армиллярной сферы, созданной Чжан Сысунем (976 г. н. э.), который также использовал спусковой механизм и использовал жидкую ртуть вместо воды в водяном колесе своей астрономической часовой башни (поскольку жидкая ртуть не замерзала зимой и не подвергалась коррозии и ржавчине металлических деталей с течением времени). [55] Однако Су Сун утверждал в своих трудах, что после смерти Чжана никто не смог повторить его устройство, как и его собственное. [56]
Механические часовые механизмы для астрономической башни Су Сонга представляли собой большое ведущее колесо диаметром 11 футов, несущее 36 черпаков, в каждый из которых вода лилась с одинаковой скоростью из «резервуара постоянного уровня» (Нидхэм, рис. 653). Главный ведущий вал из железа с его цилиндрическими шейками, поддерживаемыми железными подшипниками в форме полумесяца, заканчивался шестерней, которая зацепляла зубчатое колесо на нижнем конце главного вертикального вала трансмиссии. [57]
Джозеф Нидхэм дает общее описание самой часовой башни:
Часовой механизм (Су Суна), приводимый в движение водяным колесом и полностью заключенный в башне, вращал наблюдательную армиллярную сферу на верхней платформе и небесный глобус на верхнем этаже. Его функция оповещения о времени дополнительно выполнялась визуально и на слух выступлениями многочисленных домкратов, установленных на восьми наложенных друг на друга колесах вала хронометража и появляющихся в окнах в пагодообразной конструкции спереди башни. Внутри здания, высотой около 40 футов, ведущее колесо было снабжено специальной формой спуска, и вода периодически закачивалась обратно в баки вручную. Сигнализатор времени, должно быть, включал в себя конверсионную передачу, поскольку он подавал «неравные» и равные сигналы времени, и сфера, вероятно, имела ее. Трактат Су Суна о часах, « Синь И Сян Фа Яо» , представляет собой классику часовой инженерии. [58]
Это рисунок рис. 650, а на рис. 656 показаны верхняя и нижняя нории с их резервуарами и ручным штурвалом для их управления.
На рис. 657 представлена довольно миниатюрная и уменьшенная в масштабе картинка основ спускового механизма в иллюстрации (из книги Су) с подписью Нидхэма в этой цитате: «Небесное равновесие» или спусковой механизм часового механизма Су Суна (Синьи Сянфайао, гл. 3, стр. 18б)». [59] На последнем рисунке тщательно обозначено:
На рисунке 658 представлен более сложный и наиболее показательный чертеж большого спускового механизма Су Сонга в масштабе половины страницы, на котором отдельные детали обозначены по мере их взаимодействия друг с другом:
Древнейшее в мире иллюстрированное изображение бесконечной цепной передачи мощности взято из трактата Су Суна по часовому делу. [8] Она использовалась в часовых механизмах для соединения главного приводного вала с коробкой передач армиллярной сферы (вращающей три маленьких шестерни), [61] как показано на рис. 410 и рис. 652 Нидхэма. [8] Она относилась к самому верхнему концу главного вертикального вала трансмиссии, включающему прямоугольные шестерни и косые шестерни, соединенные коротким холостым валом. [46] Зубчатое кольцо, называемое зубчатым кольцом суточного движения, было установлено вокруг оболочки армиллярной сферы вдоль параллели склонения около южного полюса. [62] Хотя древнегреческий философ Филон Византийский (III в. до н. э.) использовал своего рода бесконечный ремень для своего магазина arcuballista , который не передавал непрерывную мощность, [61] влиятельным источником для цепного привода Су Сонга, скорее всего, является непрерывно приводимый в действие цепной насос, известный в Китае со времен династии Хань (202 г. до н. э. – 220 г. н. э.). [61] В своем трактате по часовому делу Су Сонг утверждает:
Цепной привод (буквально небесная лестница) имеет длину 19,5 футов (5,9 м). Система выглядит следующим образом: железная цепь, звенья которой соединены вместе, образуя бесконечную цепь, свисает с верхнего цепного колеса, которое скрыто черепахой-и-облаком (колонной, поддерживающей армиллярную сферу в центре), и проходит также вокруг нижнего цепного колеса, которое установлено на главном ведущем валу. Всякий раз, когда движется одно звено, оно перемещает вперед один зуб зубчатого колеса суточного движения и вращает Компонент Трех Устроителей Времени, таким образом следуя движению небес. [61]
Кроме того, зубчатые кольца движения и верхнее ведущее колесо имели по 600 зубцов, что с помощью математической точности Су тщательно вычисляло измеренные единицы дня с точностью до 1/600. [63] Эти шестерни, имеющие 600 зубцов, таким образом обеспечивали деление дня на измерения по 2 минуты и 24 секунды каждое. [63]
В третьем томе « Науки и цивилизации в Китае» Джозефа Нидхэма на рисунке для рис. 159 показан рисунок армиллярной сферы Су Суна (как изображено в его трактате 11 века), дополненной тремя «гнездами» или слоями механически вращающихся колец. Именно более ранний китайский астроном Ли Чунь-фэн из династии Тан в 633 году нашей эры создал первую армиллярную сферу с тремя слоями для калибровки нескольких аспектов астрономических наблюдений. [64] Армиллярную сферу Чжана часто сравнивают со сферой монарха 13 века Альфонсо X Кастильского в исламской Испании. Главное отличие состояло в том, что инструмент Альфонсо имел приспособление для проведения измерений азимута и высоты, которое присутствовало в арабской традиции, в то время как армиллярная сфера Су Суна была должным образом градуирована. [65] Для рисунка армиллярной сферы Су список компонентов следующий:
Когда в 1092 году был написан труд Су Суна « Синьи Сянфайао» , а в 1094 году была завершена и представлена его часовая монография, его работа была опубликована и широко напечатана на севере (см. гравюру на дереве и наборный шрифт Би Шэн ). На юге его работа не была широко распространена, пока Ши Юаньчжи из Цзянсу не напечатал ее там в 1172 году. [3]
Представляя свой проект часовой башни императору Чжэцзуну, Су Сун приравнял постоянный поток воды к непрерывному движению небес, последнее из которых символизировало непрекращающуюся власть императора. [66] Это понравилось императору, который разместил произведение искусства, представляющее часовую башню, на транспортных средствах главных императорских процессий, как показано на иллюстрации императорской большой каретной процессии 1053 года. [67]
Ученый поздней династии Мин / династии Цин Цянь Цзэн (1629–1699) хранил старый том работы Су, который он добросовестно воспроизвел в новом издании. Он также проявил особую осторожность, избегая любых перефразировок или несоответствий с оригинальным текстом. [3] Опять же, позже его переиздал Чжан Сицзу (1799–1844). [3]
Трактат Су Суна об астрономических часах был не единственным, написанным в Китае в его время, так как в «Сун Ши» (составленном в 1345 году) записан письменный трактат « Шуйюньхунь Тяньцзияо» (Уэйд-Джайлс: «Шуй Юнь Хун Тьен Чи Яо» ; букв. «Основы [техники] приведения астрономических приборов во вращение с помощью силы воды»), написанный Хуаном Тайфой. Однако этот трактат не сохранился. [68]
В сфере современных исследований британский биохимик и историк китайской науки Джозеф Нидхэм (1900–1995) (известный в Китае как Ли Юэсэ) провел обширное исследование и анализ текстов Су Суна и различных достижений в своей серии книг «Наука и цивилизация в Китае» . Джозеф Нидхэм также привел множество подробных отрывков из современных Су средневековых китайских источников о жизни Су и его достижениях, известных в его время. В 1956 году Джон Кристиансен реконструировал модель часовой башни Су Суна в знаменитом рисунке, который привлек внимание на Западе к китайской инженерии XI века. [69] Миниатюрная модель часов Су Суна была реконструирована Джоном Кембриджем и теперь экспонируется в Национальном научном музее в Южном Кенсингтоне , Лондон. [15] В Китае часовая башня была реконструирована до одной пятой ее фактического масштаба Ван Чжэндуо, который работал в Китайском историческом музее в Пекине в 1950-х годах. [70]
Инженерный портал
Астрономический портал
Портал наук о Земле
Китайский портал
Исторический портал
Биографический портал