张衡的故事:候风仪
在灵台的42个待诏中,有3个是专管"侯风"的。侯风,就是观测风向、风力等,并加以记录。
风和农业生产的关系很密切。洛阳的夏天要有东南风带来海洋的水蒸气,才有充分的雨水。风调雨顺,农产品才能丰收。所以,东汉朝廷在太史令手下设置了三个侯风待诏的官职。
侯风待诏用竹竿挂着长幡,作为观测风向、风力的工具。
有一天,张衡看见一位待诏注视着长幡,长幡波浪式地指向东南方向,哗啦哗啦地响。忽然一阵大风,长幡竟然卷在那竹竿上了。待诏好容易把它解开了,过一会儿又被卷到了竹竿上。
张衡笑道:
"你们这侯风的工具不大好用啊!我看,它即使不卷到竹竿上,它表示的风向也不很准确。"
那个待诏说:
"大人,这种布的幡是前辈人传下来的,几十年都是这样侯风的。"
张衡没有说话。回家的路上,他仔细思考着那位待诏的话,很不是滋味。如果前辈人传下来的就不能更改,我们岂不要穴居野外、茹毛饮血了吗?不,我们应该有所改革,有所创造,不能照抄老办法。
张衡决心设计一种新型的侯风工具。经过反复推敲,他制成一只铜乌鸦。乌鸦是空心的,不太重。它的头部像斧头的锋刃,比较尖削,身体部分从前至后逐渐张 开,尾部显得太宽,在中间另装一只乌鸦尾巴。根据古代传说,"太阳里面有三足鸟",所以这只铜乌鸦也做成三只脚。两只脚装在肚下两旁,一只脚装在肚下正 中。这正中的一只脚其实是一根铜轴,整个铜乌鸦可以绕轴旋转。
张衡把铜乌鸦拿给三位待诏看。待诏们不知何物,他笑道:
"此乃站在木杆上的铜乌鸦。把它装在高空,如果风从左、右或后面吹来,它都会被风吹得转动;只有风从前面吹来时,因前面尖削,不受风力,就会停止不动。所以,如果它停住不动,就知道风是从它前面吹来的。只要看乌鸦头对着什么方向,就是那个方向的风了。"
待诏异口同声地说:
"甚好!甚好!"
张衡继续说:
"不过,还必须经过试验才能确定可用与否。我们的思想总难免有失误,不易做到十全十美。"
他们做了一根5丈长的木杆,杆顶上装了一个圆木盘。这只铜乌鸦的轴就装在木盘里面,再把这根木杆树立在灵台顶层。
木杆树起来以后,只见那杆顶上的乌鸦转了一转,就不动了。它的头向着东南方。
"东南方!"侯风的待诏叫着。他们的长幡飘向西北,也说明是东南风。不过长幡不如铜乌鸦指的方向明确、稳定。
灵台上这件新仪器,称为"候风仪",也有人称它是"相风铜鸟"。它的作用和现代的风向标相似。
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