而這個常平支架在我國西漢時代就發明了,不過不是用在指引方向上,而是用在一種熏烘被子的“被中香爐”上。
在我國古代民間從西周起就有焚香除臭、熏煙滅蟲的習慣,他們把香草放在一個特殊的盒子裏燃燒,但有時會引起火災。到了漢代,長安的一個叫丁緩的工匠發明了一種被中香爐,它是一個空心球體,裏麵盛有炭火,無論這個球怎樣滾動,炭火也不會撒出來引燃被子。
漢代司馬相如的《美人賦》一詩裏寫道:“金熏香,浦帳低垂”,這裏說的就是一種被中香爐,這種香爐製作非常精巧,外麵鑲嵌著美麗的花卉圖案,成為婦女的寵物,有的做成烤手的“火籠”,有的用一條鏈子配帶在身上。
這種裝置為什麼不會把炭火撒出來呢?原來,它是由兩個相互垂直的支架構成的,所以,無論怎樣轉動,盛炭火的容器始終保持水平。
人們還把它用在節日舞龍燈的“燈球”上,後來,又發展到裝在馬車上。
李約瑟博士在它的《中國科技史》的巨著中,就講過這種車子。由於車子裏裝了這種常平架,即使行走在崎嶇的路麵上,躺在裏麵的達官貴人也不會感到顛簸,這個支架和後來西方發明的陀螺儀的支架的原理一樣,隻是中國沒有把它應用到更重要的地方。
第一個避雷針
雷電的破壞力是相當驚人的,它的溫度大約有50000℃,這比太陽的表麵溫度還要高出好幾倍,1977年由於雷擊高壓線造成美國西北部大停電。
因此,人類在很早以前,就探討著如何避免雷擊,馴服雷電。
1752年7月的一天夜晚,在美國波士頓,陰雲密布,狂風忽起,眼看一場大雨就要鋪天蓋地而來。就在這個時候,美國科學家富蘭克林(1706~1790年)卻在野外放風箏。他的風箏很特別,是用杉樹枝做骨架,用絲綢當紙,紮成菱形的樣子。風箏的頂端安了一根細鐵絲,放風箏的麻繩末端拴著一把銅鑰匙。當風箏飛上高空不久,豆大的雨點就劈裏啪啦地落下來。雨越下越大,狂風裹著暴雨把富蘭克林澆了個透濕,富蘭克林毫不在意,他緊緊拉住風箏下麵的麻繩,不讓它像野馬一樣掙脫韁繩。他等待著即將出現的電閃雷鳴。富蘭克林此時對於可能被雷擊致傷致命已毫無畏懼。在頭頂上閃電忽閃忽閃的時候,他把一個手指靠近鑰匙,引出了一個強烈的電火花,在鑰匙與手指之間閃過,同時手指感到一陣刺痛。他意識到這是天空的電流通過濕麻繩和銅鑰匙傳到了他的手上。他高興地大叫:“電,捕捉到了,天空的電捕捉到了!”他把銅鑰匙和萊頓瓶(一種蓄電瓶)連接起來,結果萊頓瓶蓄了大量的電,這種電同樣可以點燃酒精,可以做“摩擦起電”的靜電所做的一切。
這個實驗證明了打雷實際上就是一種大規模的放電現象。富蘭克林進而想到,如果在建築物上裝一根金屬導線,導線下端接地,那麼,根據尖端放電的原理,雲中的電荷就會同導線尖端的感應電荷慢慢中和,這樣就可以使建築物免遭雷擊。後來理論變成了現實,富蘭克林在費城建造了第一個避雷針。這是一根豎直的金屬棒,以不導電的材料固定在屋頂上,在棒上拴一根金屬線通到地下。當閃電襲擊房屋時,它沿著棒和金屬線這條捷徑到達地下。
這樣,建築物就不會受到損害。當富蘭克林的這一發明傳開後,人們紛紛采用它。
我國古代勞動人民也觀察到了雷電的放電現象,並懂得采用較為科學的方法予以避免。1638年,外國一位曾遊曆過中國的修道士馬卡連出版了一本介紹中國的書,其中談到當時的建築物時寫道:“……屋頂的四角都被雕飾成龍頭的形象,仰著頭,張著嘴。在這些怪物的舌頭上有一根金屬芯子,其末端一直伸到地裏,如果有雷電打在房頂上,它就會順著龍的舌頭跑到地裏,不會產生任何危害。”