復原指南車當年的機構

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剛才看到了同學所張貼的指南車機構，我個人是對這種東西還蠻有興趣的，個人便上網找了些相關資料，給大家做個參考。

然而，燕肅指南車之左右小平輪與中央大平輪與左右輪如何適當地離合，摩爾並沒有詳加說明。 1937 年，王振鐸針對此一問題重新研究，並改良摩爾的設計，成功的製作出指南車模型，如下圖所示。在摩爾的設計中，車轅在大平輪之上；而王振鐸則將車轅置於大平輪之下，而車轅與大平輪間增設持轅之平几二，上可以承托大平輪之平衡，下可以支持車轅之作動。除此之外，王振鐸也針對指南車的歷史文獻出處詳加收集與考證，並推斷最早成功研製指南車，應為 三國時代的馬鈞。



在 1947 年，指南車研究有了新的推論。英國學者蘭開斯特 (G. Lanchester) 在該年二月於倫敦中國學會中一篇名為 "The Yellow Emperor's South-Pointing Chariot"的演講中，指出摩爾的指南車機構在操作上不易且誤差頗大。若要改善這些缺點，蘭氏假設指南車內部應當使用了類似 汽車差速器的設計，才能達到精準定向的目的，而古中國的指南車應當也是使用了類似的設計。蘭氏並當場演示其製作的模型，其機構如下圖所示 。事實上，將差速器機構應用於指南車的觀念，早在 1924 年就已由英國學者戴克斯在拜讀完摩爾的文章後提出，只是尚未有充分據顯示古中國時期有差速器的發明與應用於指南車的記載。




透過上述的兩個例子來看，林詠舜同學所指出的指南車機構設計，應當是屬於較類似後者的設計概念。只不過，關於這兩種設計概念，其實也沒有什麼誰對誰錯的問題在 。"定軸輪系"指南車主要以宋史中燕肅與吳德仁研製指南車的記載，利用車身旋轉時齒輪間的自動離合來達到回饋修正以定方向的功能。這一部份的研究觀點在於：與歷史文獻相互佐證之，所復原之機構皆對照古文而來，因此其產出結果應和古代所研製之指南車相去不遠，並藉由此一復原工程來還原歷史的真相，因此較為中國的考古與歷史學家所接受。

而"差動輪系"指南車的研究主要是以指南車的功能面作為考量，利用左右兩輪在轉彎時所造成的速度差傳遞至輸出軸，造成等同車身但反方向的旋轉角度，不但在操作上較為簡易，更有定向準、誤差小的優點，以工程的角度觀之，確實差動輪系指南車要優於定軸輪系指南車。不過關於古中國時代是否有發展出這種機構設計，在文獻上可能還需要頗多考證來證實了。這兩種設計概念，至目前為止，都依舊有研究的價值。



差速齒輪傳動機構



指南車結構圖(差動齒輪的模型)

呵，古代科技的研究，其實都還蠻有趣的。給有興趣的人做個參考囉。

B94611042 王志豪