现代计程车的先驱
2020-03-19陈康
陈康
数次失传与复而重现
记里鼓车是中国古代能够计算行驶里程的车辆,又称记道车。最早的记里鼓车形象记载,多见于汉画像石,如山东孝堂山郭氏祠汉画像石摹刻就有记里鼓车的基本形象。1953年12月1日,我国邮电部根据记里鼓车复原图,发行了印有记里鼓车复原图案的一枚邮票。
根据史料记载,记里鼓车最早大约出现在东汉末年或三国时期。相传最初由张衡制造出记里鼓车,但没有留下较详细的记载。三国时代的机械专家马钧,是首位在史书中被记载制造记里鼓车的人。关于记里鼓车的文字记载最早见于《晋书·舆服志》,但因长期战乱,记里鼓车失传不存。
《宋史·舆服志》记载,到北宋时,记里鼓车制造方法有所改进,北宋天圣五年(1027年),卢道隆制造出记里鼓车,北宋大观元年(1107年),吴德仁又以不同方法造出记里鼓车,并有了对记里鼓车的外形和内部齿轮结构比较详细地描述。但至元代记里鼓车已不见于书籍,到明清时记里鼓车制造技术失传,此车遂绝迹于人 间。
古代记里鼓车主要是用作天子大驾出行时的仪仗车,车体庞大,装饰豪华,用以显示天子至高无上的尊貴地位与威武。记里鼓车是在指南车的基础上发展而来,独辕四驾,设置有两个大车轮,车内安装有记录里程功能的一套减速齿轮系统。
1937年,科技史学家王振铎根据东汉孝堂山画像石中的鼓车形象,对记里鼓车进行了复原,复原的鼓车陈列于中国历史博物馆。现在中国科技馆展出的记里鼓车模型,就是后人结合史料记载与汉代画像砖中鼓车的图形进行复原的产物。
古代科学家的智慧巧思
记里鼓车是中国古代科学家运用减速齿轮系统的智慧创新。我国是发明齿轮最早的国家,汉代已有金属制造的齿轮。记里鼓车的基本原理是利用齿轮机构的差动关系,由减速齿轮系统实现的。记里鼓车大小齿轮大多都用铜铸成,通过精心组合,构成减速齿轮系统。其工作原理与现代汽车差速器原理本质上相同,表明我国古代科学家已经掌握和运用了齿轮差动原理,体现了我国古代科学家的聪明智慧。
记里鼓车内部的减速齿轮与车轮同时转动,最末一只齿轮轴在车行一里(1里=500米,下同)时正好回转一周,在机械传动系统作用下,车子上层的木人便击鼓,表示车行一里。“十里击镯” 与“一里击鼓”记里的机械原理基本相同,只是这一减速齿轮系统的末端齿轮是在车行十里时正好回转一周,车子下层的木人便击镯,表示车行十里 。乘车人记录下木人敲鼓、击镯的次数,便可计算出车辆行驶里程,达到记里的目的。
从本质上来讲,记里鼓车是一种计算工具,计算器件是齿轮与车轮,并通过车轮滚动带动齿轮转动来完成计算。这一计算不受人为控制,由齿轮组转动完成“满十进一”,并且周而复始。
世界上最早出现的计程车
记里鼓车利用的齿轮传动原理与现代汽车里程表原理几乎没什么实质上的区别,这样的原理在我国古代就已经发现并使用。
现代汽车里程表是根据车轮的直径,得到车轮的圆周长,圆周长是恒定不变,据此可以计算一里路车轮要转多少圈,这个圈数也是恒定不变的。只要能够自动得到车轮转动的圈数 ,然后除以每一里路对应的圈数,就可以得到行驶的总里程。
出租车因其具有记录里程的功能,又被称为计程车。它收费多少是依据所行驶的里程,由车载计价器根据里程表的数据计算得来的,在现代城市居民生活中起着重要作用。如果有人问你最早的计程车是谁发明的,你可能会猜想是外国人。但就出现顺序来看,记里鼓车是中国最早的能自动报告行车里数的计程车。现代里程表的发明人是18世纪的美国人本杰明·富兰克林,但他的发明比记里鼓车晚了1600多年。