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小粉丝复原“木牛流马” 寻找古人的奇思妙想
2016年04月13日 10:11 来源:北京晚报 作者: 字号

内容摘要:上周末,本报教育微信公众号“教学大缸”带领喜欢历史、喜欢科技的小粉丝们走进了中国科技馆,参观了制作精巧的古代科技成果,还亲手复原了已失传1700多年的“木牛流马”。”老师告诉孩子们,这个“大家伙”名叫水运仪象台,是900多年前的宋代,集计时报时、天文观测和星象显示三项功能于一体的大型天文钟。失传千年的“小木牛”跑起来孩子们在老师的指导下,亲手拼插,复原了属于自己的木牛流马接下来,就是孩子们最期待的动手环节了,科技馆的老师们为“教学大缸”的小粉丝们准备的,是传说中古代打仗时的运粮“神器”——“木牛流马”。科技馆利用激光雕刻的技术,制作出了小模型的18个部件,孩子们在老师的指导下,亲手拼插,复原了属于自己的木牛流马。

关键词:科技馆;老师;复原;地动仪;孩子;失传;报时;都柱;地震;计时

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  2016年4月12日讯,随着岁月的流逝流失,古人的奇思妙想却逐渐消失在历史的长河。许多有趣的发明失传已久、只能通过史书典籍的只言片语来想象,令不少小科技迷们感到遗憾。上周末,本报教育微信公众号“教学大缸”带领喜欢历史、喜欢科技的小粉丝们走进了中国科技馆,参观了制作精巧的古代科技成果,还亲手复原了已失传1700多年的“木牛流马”。

  “我们古代的科学家,发明了很多好玩儿的东西,你们能列举几个么?”在“华夏之光”展区门口,科技馆的老师提出了问题。“四大发明!”孩子们争相举着小手抢答。“今天我们要参观的,是另一个领域的先进技术。地震是比较常见的地质灾害,它的预防和监测是怎么实现的呢?”科技馆的老师循循善诱,一个问题引出另一个问题。

  “有地震局!震源、震级什么的都能测出来!”孩子中一个六年级的“小哥哥”有模有样地告诉大家。“说的对,但是倒退2000年,古人们想过什么办法呢?”“我知道,我知道,有地震仪!”“答对了,今天大家要参观的,就是张衡发明的候风地动仪的复原作品。”

  走进展厅,孩子们眼前矗立着两台形状不一的地动仪。为什么会有两台不同的呢?老师给大家解释,原来,张衡发明地动仪距今已有2000多年了,虽然他当年曾记录下制作过程,但随着时间的推移,这份“笔记”已不完整,只剩下几句关键性的话了。“据记载,地动仪的关键部件叫做‘都柱’。仪器利用都柱产生的倾斜和相对运动,揭示地震的方位。”

  时间久远,地动仪的复原存在争议,科技馆向大家展示了目前流行的两个版本。首先是利用重心定理的“倒立摆”式模型,这个模型中间放了一根特别长、但直径很小的柱子。“有没有喜欢车的小朋友啊?你们知道为什么跑车都特别‘矮’吗?”“底盘低,跑得稳!”“答对了,车越高越容易翻车,这是由于重心高、不稳定。而这根‘都柱’这么细、这么长,它会怎样呢?”“特别容易倒!”“所以,一旦有轻微的地震波传来,它也会‘循声而倒’,从而揭示地震的方向。”

  但这种复原方式也存在矛盾,“这么细长的柱子,还要稳定地放置好,在现在都是难度很大的。那2000多年前有这么高的加工技术和制作工艺来完成这么精密的结构吗?这很很令人怀疑。”科技馆的老师介绍,2005年,地震局的专家冯锐提出了一种更符合历史实际的模型——“悬垂摆”式地动仪。“都柱”是悬垂摆,摆下方有一个小球,球位于“米”字形滑道交汇处。地震时,“都柱”拨动小球,小球击发控制龙口的机关,使对应方向的龙口张开吐出龙珠,“这里用的是你们以后将学到的惯性原理”。

  160个“更夫”为宋代大钟报时

  “如果我向你询问时间:小朋友,几点了?你会怎么办?”“看手机!”“看手表!”这个小问题可是难不倒机灵的孩子们。“但你们想象过,一千年前的古人怎么判断时间吗?”“我知道,有日晷,用太阳的影子报时!”一个高个子的男生推了推眼镜答到。“那阴天了怎么办呢?”老师追问。“嗯,还有沙漏,历史课本上学过‘铜壶滴漏’。”“说的很对,但为了精确计时,古人也发明了跟时钟一样的报时器。大家眼前的这个展品就是宋代的‘大钟’。”

  “不可能吧!”孩子们看着眼前巨大的三层“小木楼”,纷纷表示不可置信,“一点都不像,哪儿有这么大的时钟啊!”“其实,这还是按1比2的比例缩小后的复原模型呢。根据历史记载,它的总高度将近12米,台底7米见方,堪称当时世界上最先进、技术综合程度最高的大型机械装置。”老师告诉孩子们,这个“大家伙”名叫水运仪象台,是900多年前的宋代,集计时报时、天文观测和星象显示三项功能于一体的大型天文钟。

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