Чжан Сысунь ( упрощенный китайский :张思训; традиционный китайский :張思訓; пиньинь : Zhāng Sīxùn ; Уэйд-Джайлс : Chang Ssu-hsün , фл. 10 век) был китайским астрономом и инженером-механиком из Бачжуна, Сычуань, во времена ранней династии Сун (960–1279 гг. н. э.). [1] Ему приписывают создание армиллярной сферы для его астрономической часовой башни , в которой использовалась жидкая ртуть (периодически капавшая из часов- клепсидры ). [2] Заполненные жидкой ртутью черпаки водяного колеса вращались и, таким образом, обеспечивали эффект спускового механизма в часовых механизмах и позволяли астрономической армиллярной сфере вращаться по мере необходимости. [2]
Согласно « Истории династии Сун» , Чжан Сысунь сдал государственные экзамены по астрономии и математике, за что был назначен на службу в национальную астрономическую обсерваторию (Сытяньцзянь), в течение двух лет после вступления в должность он закончил строительство армиллярной сферы либо в 977, либо в 979 году. В результате он был награжден должностью помощника Астрономического бюро. [1] [3]
Чжан Сысунь, хотя и был новатором, но опирался на усилия тех, кто жил до него. Это был полиматический ученый и инженер Чжан Хэн (78–139 н. э.) во времена династии Хань , который изобрел первую гидравлическую (т. е. с водяным колесом и клепсидром) армиллярную сферу. Кроме того, это был буддийский монах эпохи династии Тан , инженер и математик И Син (683–727 н. э.), который изобрел первую гидравлическую армиллярную сферу, которая включала спусковой механизм. Тем не менее, Чжан Сысунь применил некоторые собственные новаторские идеи для того, чтобы его гидравлическая армиллярная сфера функционировала. Его астрономическая армиллярная сфера и часы были очень похожи на те, что были у более позднего государственного деятеля Су Суна (1020–1101 н. э.), включая ведущее колесо с ковшовым подшипником и зубчатую передачу, а также 19 часовых домкратов для сообщения и звукового сигнала часов. [4] [5] Его устройство также использовало жидкую ртуть в замкнутом контуре клепсидры и водяного колеса вместо воды, поскольку вода легко замерзала зимой, в то время как ртуть могла обеспечить плавное и непрерывное функционирование и отсчет времени в холодное время года. [4]
Часы более поздней династии Мин имели в виду ту же проблему, когда они использовали падающие песчинки для приведения в движение колеса. [6] Позднее Су Сун писал, что после смерти Чжана никто не мог повторить его достижения, [7] как и сам Су Сун и его астрономическая часовая башня после его собственной смерти.
В более позднем историческом тексте династии Сун « Сун Ши» (составленном в 1345 году н. э.) записана работа Чжана ( орфография Уэйда-Джайлса ):
В начале периода правления Тай-Пхинг Син-Куо (+976) сычуанец Чан Сы-Сюнь [Чжан Сысюнь], студент Бюро астрономии, изобрел астрономические часы (буквально армиллярная сфера, хун и ) и представил чертежи императору Тай Цзуну, который приказал мастерам Императорских мастерских построить их во Дворце. В день куэй-мао в первый месяц 4-го года (+979) сложная машина была завершена, и император приказал поместить ее под восточной барабанной башней Зала Вэнь-Мин. [8]
Система Чжан Сы-Сюня была следующей: они построили башню из трех этажей (всего более десяти футов в высоту), внутри которой были скрыты все механизмы. Она была круглой (вверху, чтобы символизировать) небеса и квадратной (внизу, чтобы символизировать) землю. Ниже были установлены нижнее колесо (ti lun), нижний вал (ti chu) и основание каркаса (ti tsu). Были также горизонтальные колеса (heng lun), (вертикальные) колеса, закрепленные сбоку (tshe lun), и наклонные колеса (hsieh lun, т. е. косая передача); подшипники для их фиксации на месте (ting shen kuan), центральное соединительное устройство (chung kuan) и меньшее соединительное устройство (hsiao kuan) (т. е. спусковой механизм); с главным передаточным валом (thien chu). Семь домкратов звонили в колокола слева, ударяли в большой колокол справа и били в барабан в середине, чтобы четко обозначить прохождение четверти (часов). [8]
Каждый день и ночь (каждые 24 часа) механизм совершал один полный оборот, и семь светил перемещались по эклиптике. Двенадцать других деревянных домкратов также были сделаны так, чтобы выходить в каждый из (двойных) часов, один за другим, неся таблички с указанием времени. Продолжительность дней и ночей определялась (переменными) числами четвертей (проходящих в свете и темноте). В верхней части механизма находились верхняя часть (thien ting), верхняя шестерня (колесо или колеса) (thien ya), верхнее соединительное устройство (thien kuan; другая часть спуска), верхний (противооткатный) храповой штифт (thien chih), небесная (лестничная?) коробка передач (thien tho), верхняя рама балки, несущая подшипники (thien shu), и верхняя соединительная цепь (thien thiao). Также (на небесном глобусе?) были изображены 365 градусов (чтобы показать движение) солнца, луны и пяти планет; а также Пурпурный дворец (северный полярный регион), лунные обители (сю) в их рядах и Большая Медведица вместе с экватором и эклиптикой, которые указывали, как изменения наступления и регресса тепла и холода зависят от измеренных движений солнца. [8]
Движущей силой часов была вода, согласно методу, который перешел от Чан Хэна [Чжан Хэна] в династии Хань через И-Сина [И Сина] и Лян Лин-цаня в период правления Кхай-Юань (+713 до +741) (Тхан). Но бронза и железо (их часов) давно заржавели (thung thieh chien se) и больше не могли двигаться автоматически. Более того, поскольку зимой вода частично замерзала, и ее поток значительно уменьшался, механизм терял свою точность, и не было постоянства между жаркой и холодной погодой. Теперь, поэтому, в качестве замены использовалась ртуть, и больше не было ошибок... Изображения солнца и луны также были прикреплены высоко (к земному шару), и согласно старому методу они приводились в движение человеческой рукой (каждый день), но теперь был достигнут успех в том, чтобы заставить их двигаться автоматически. Это было изумительное дело. (Чанг) Сы-Сюнь считался равным часовщикам Танга и был назначен специальным помощником, отвечающим за Армиллярную сферу (Двигатель) (Сы-Тьен Хун И Чхенг). [8]