被中香爐 - 中國(guó)古代盛香料熏被褥的球形小爐
被中香爐是中國(guó)古代盛香料熏被褥的球形小爐。它的球形外殼和位于中心的半球形爐體之間有兩層或三層同心圓環(huán)。爐體在徑向兩端各有短軸,支承在內(nèi)環(huán)的兩個(gè)徑向孔內(nèi),能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣,內(nèi)環(huán)支承在外環(huán)上,外環(huán)支承在球形外殼的內(nèi)壁上。

簡(jiǎn)介
在唐代貴族的生活中,已經(jīng)普遍地使用銀熏球。唐代以前的熏球?qū)嵨锬壳斑€沒有發(fā)現(xiàn)。據(jù)《西京雜記》卷一記載,由西漢末的丁緩首制。它“為機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)四周而爐體常平,可置之被褥”。其結(jié)構(gòu)是,把香爐置一鏤空球內(nèi),用兩個(gè)機(jī)架將其架起,利用相互垂直的轉(zhuǎn)軸和香爐自重的作用,任憑如何翻動(dòng),內(nèi)中的香爐始終保持平衡狀態(tài),而爐中香料亦不會(huì)傾倒。
發(fā)展
被中香爐的最早記載為西漢司馬相如的《美人賦》。1963年在西安沙坡村出土的唐代銀質(zhì)被中香爐,球體外徑50毫米,制作精細(xì)、鏤刻雅致。被中香爐不僅是一種藝術(shù)珍品,從機(jī)構(gòu)學(xué)的觀點(diǎn)看,也是一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)造。1987年,在陜西省扶風(fēng)縣法門寺塔基地宮內(nèi)出土了一大批唐代宮廷稀世珍品,這是我國(guó)考古發(fā)現(xiàn)史上的一件大事。
在出土的大批金銀器中,有兩件鎏金雙蜂團(tuán)花紋鏤空銀薰球,其中一件直徑128毫米,是國(guó)內(nèi)現(xiàn)存最大的一枚銀薰球。一個(gè)銅制的容器,里頭放入火炭,置于被中,就成了中國(guó)古代用于冬天取暖、薰香的"被中香爐"。奇處就在這銅制容器上:不論香爐在被子里怎么翻滾,香爐四周的環(huán)形支架都能保證香爐呈水平放置,絲毫不用擔(dān)心火炭會(huì)傾覆。
物理學(xué)原理
物理學(xué)知識(shí)告訴我們,要使一個(gè)具有一定重量的物體不傾斜翻倒,最佳的方法是采用支點(diǎn)懸掛。銀薰球就是采用了這種方法,將香盂懸掛在兩邊各有一個(gè)軸孔的內(nèi)持平環(huán)中,當(dāng)內(nèi)持平環(huán)呈水平位置時(shí),香盂因自身重量,可以前后輕微晃動(dòng)而不會(huì)左右傾斜翻倒。但僅用一個(gè)持平環(huán)是無法避免香盂向軸向方向傾斜翻倒的。
為解決這一問題,必須在軸向再做一個(gè)較大的持平環(huán),將懸掛香盂的內(nèi)持平環(huán)懸掛在外持平環(huán)上,并使兩環(huán)的軸孔正好垂直,軸心線的夾角為90度。這樣,內(nèi)持平環(huán)能避免香盂前后方向傾斜;外持平環(huán)則能防止香盂(包括內(nèi)持平環(huán))左右傾斜。盂心隨重心作用,始終與地面保持平行,無論薰球怎么轉(zhuǎn)動(dòng),盂內(nèi)的香料都不會(huì)撒出,可置于被中或系于袖中。
銀薰球的這種結(jié)構(gòu)完全符合現(xiàn)代航空航海中使用的陀螺儀原理。羅盤就是懸掛在一種稱為"萬向支架"的持平環(huán)裝置上。這樣,無論有多大風(fēng)浪,船體怎樣擺動(dòng),也無論在怎樣復(fù)雜的氣流中,飛機(jī)如何顛簸,羅盤始終保持水平狀態(tài),確保正常工作。
原理應(yīng)用
在歐洲,最先提出類似設(shè)計(jì)的,是文藝復(fù)興時(shí)期的大畫家、科學(xué)家達(dá)·芬奇(1452-1519),已較我國(guó)晚了1000多年。但遺憾的是,這項(xiàng)杰出的創(chuàng)造,在我國(guó)僅應(yīng)用于生活用具。16世紀(jì),意大利人?!たǖぶZ制造出陀螺平衡儀并應(yīng)用于航海上,使它產(chǎn)生了巨大的作用。現(xiàn)代的飛機(jī)、導(dǎo)彈和輪船不論怎樣急速在空中或海上運(yùn)動(dòng),都能辨認(rèn)方向,這是由于安裝了陀螺儀的緣故。
西漢末(公元1世紀(jì))巧工丁緩的“被中香爐”是世界上已知最早的常平支架,其構(gòu)造精巧,無論球體香爐如何滾動(dòng),其中心位置的半球形爐體都能始終保持水平狀態(tài)。鏤空球內(nèi)有兩個(gè)環(huán)互相垂直而可靈活轉(zhuǎn)動(dòng),爐體可繞三個(gè)互相垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。其原理與現(xiàn)代陀螺儀中的萬向支架相同。
