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2000多年前，我国古人就发明了“陀螺仪”、下水管道、金属齿轮、甚至让爱因斯坦都吃惊的“永动机”，古代人民太聪明了，发明这些工具的原理至今仍然用在飞机、导弹、各种机械上。 公元1世纪的西汉末年，长安有奇人丁缓，擅长机械器具制造，非普通能工巧匠可比，它发明了铜灯、博山炉、被中香炉和七轮扇，每一件都是精品并且影响到了现代。比如被中香炉就是他的代表作，本意是用来取暖的，没有到其中的原理用在了今天的飞机和导弹上。 1987年，陕西省扶风县法门寺塔基地宫，出土很多唐代文物，其中包括2件件鎏金双蜂团花纹镂空银薰球，最大的一个直径为12.8厘米，是我国目前最大的一枚银薰球。而另外一个就更神奇了，是一个铜制的镂空容器，上下半球用子母扣、合页连接。中间有2个同心圆环，中间是焚香盂，无论如何转，香灰都不会洒落。 虽然已过千年，但仍然非常灵巧，让现代人看后都拍案惊绝。这就是古代人取暖的“被中香炉”，因为古代人没有暖气，冬季取暖想了很多办法，那些贵族们就让丁缓造了如此神器。香炉四周的环形支架都能保证香炉呈水平放置，就算炉子翻了火炭也不会倾覆。 因为便于携带，在唐朝的贵族圈子内很流行，就像每人都有一个高档手机在圈内很流行。因为炭燃烧会有热量散发，通过铜的热传导作用让古人更加暖和。放入被中可以让被窝暖和并且香气宜人。其实这就是陀螺仪的原理，古人发现要想让一个物体不翻倒，可以用支点悬挂起来。 “被中香炉”的香盂就是悬挂在两边有轴孔的内持平环中，在香盂自身重量下，就算晃动也不会倾斜。为了更保险就做了一个更大的外持平环，让香盂的内持平环挂在外持平环上，让2个环的轴孔垂直呈90度夹角。这样内环能防止香盂前后方向倾斜，外环能防止香盂左右方向倾斜，于是无论怎么动，香盂都是与地面平行的，灰就出来了。 其他国家造出类似装置的时候，已经比我国晚了1000多年，但是我国人只是用在了取暖上，意大利人希·卡丹诺发明的陀螺平衡仪用在了航海上，助推了社会的发展。而近代人们发明的陀螺方向仪、陀螺罗盘、陀螺垂直仪、陀螺稳定器、速率陀螺仪、激光陀螺仪等等，在科学、技术、军事等各个领域都有广泛应用。 图5是叫做“饮水鸟”，是我国古代人民发明的一种玩具，曾经让大科学家爱因斯坦惊叹不已，十分赞赏这种精巧的设计，可以像“永动机”一样不停的低头、抬头，周而复始永不停息。其实这个玩具主体由玻璃制成，鸟的身体是一根玻璃管，鸟头是一个空心玻璃球，鸟尾是更大一些的玻璃球，里面装有液体。 这个玩具的神奇之处是，玩具鸟前面有一杯水，鸟俯下身“喝水”后，身体就会立起来，立一会儿之后就又会俯下身去“喝水”，就这样鸟会不停的点头喝水，乍一看就像永动机一样，怪不得当年就连爱因斯坦都很惊奇这个玩具，其实是一种遵守热力学定律的典型热机。 在玻璃管内装的是乙醚，被装在密闭的玻璃管内，因为乙醚容易挥发，在液体表上上是乙醚的饱和气体。在第一次启动的时候，在鸟头的布上滴水，水蒸发时会吸热，这样球内部的乙醚气体因为温度降低而降压。所以头尾球因为压强差，尾部液体会上升到鸟头部位，导致鸟低头喝水。 鸟嘴浸到水里时，鸟头被打湿，因为头尾联通，头尾两部分气体混合所以气压差消失。而上升到头部的乙醚液体在重力作用下流向到尾部，因为鸟头还是湿润的，所以重复开头的动作，水蒸发带走热量，导致气压降低，尾部的乙醚液体重新被吸上来，周而复始。 其实无论是乙醚还是酒，甚至水，都能让这个玩具不停地运动，用乙醚的原因是观赏性更强，因为它挥发性最厉害。饮水鸟运动次数会更多。聪明的古代人，在没有乙醚的情况下，可能是用高度酒代替的。这个玩具的关键点是液体重量，太多会让身体太重，太少无法让身体摆动。然后就是小鸟身体的支点，好的平衡点才能保证小鸟运动自如。 我国古代人民的聪明才智远不仅此，比如图7是战国的齿轮，是在粮仓吊运粮食用的，由棘轮和棘爪组成，是一种棘轮结构,可以单向间歇运动机构，现代很多机器回转工作台的转位上都有这种齿轮的应用。 图9是我国发明的古代下水道，看起来很像今天的大号PVC管道，这是古代秦朝时期的安阳殷墟出土的。这是一种古老的排水装置，是用陶瓷制成，可以相互套在一起，直管和弯管连接在一起，和现代下水管道几乎相同，尤其是弯管连接处，两段之间有规则的圆圈，能使连接更加顺畅。          |
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