分类: 教育/学业/考试 >> 学习教材 解析: 指南车是我国古代伟大的发明之一，也是世界上最早的控制论机械之一。用英国著名科学史专家李约瑟的话说，中国古代的指南车“可以说是人类历史上迈向控制论机器的第一步”，是人类“第一架体内稳定机”。 相传在四千多年以前，我国南方有个九黎部族。有一年，他们的首领蚩尤，与炎帝族发生了冲突。于是，炎帝族和黄帝族联合起来，在涿鹿同九黎族进行了一次激烈的战斗。蚩尤使用魔法，造出漫天的大雾，把黄帝和他的军队团团围在里面。正当黄帝愁眉不展、万分焦急的时候，一个叫风后的臣子做了一辆指南车。有了指南车的引导，黄帝统帅的军队冲破重重迷雾，终于战胜了蚩尤。 据历史记载，东汉时期杰出的科学家张衡发明过指南车，可是他的制造方法不久就失传了。到了三国时，有个叫马钧的重新造出了指南车。这种车要用马拉着走。车上装有一个木头做的“仙人”，无论车子怎祥改变方向，“仙人”总是面向南方，右手臂也指出南方。即使道路是圆形的，“仙人”也会随着自动调整，指向南方。这是怎么回事呢? 指南车与司南、指南针等相比在指南的原理上截然不同。它的车箱里装着非常巧妙而复杂的机械。是一种双轮独辕车。它的中央有一个大平轮，木头人就竖立在上面。在大平轮两旁，装着很多小齿轮。如果车子向左转，右边的车轮就会带动小齿轮，小齿轮再带动大平轮，使大平轮相反地向右转。如果车子向右转，同样地，大平轮则向左转。因此，只要指南车开动以前，先让木头人的右手指向南方，以后车子不论是向左转还是向右转，木头人的右手就总是指向南方。指南车是利用齿轮的原理造成的。这种齿轮传动类似现代汽车用的差动齿轮，相当于汽车中差动齿轮的逆向使用原理。这种指南车，可以说是世界上最早的自动化设备。根据《西京杂记》记载，汉代皇帝的舆架中就列有指南车。可见，指南车最迟在西汉时代就出现了，张衡、马钧以后，我国又有一些科学家造出指南车，史书上都有记载。如南北朝的祖冲之、姚兴，唐朝的金公立等都曾经制造过指南车，但都没有留下有关指南车内部构造的记载。直到宋代吴德仁在宋徽宗大观元年（1107），燕肃在宋仁宗天圣五年（1027），又先后制造了指南车。他们的指南车的制造方法和内部结构、部件尺寸在《宋史·舆服志》中都有比较详细的记载。解放后，中国历史博物馆根据历史文献复制出了指南车的模型。 指南车设计的关键在于对自动离合的齿轮系统的应用，这种轮系结构相当于现代机械结构中的差动齿轮系统。中国古人远在一千多年前，就已经掌握了如此巧妙的机构设计方法，实在令人感到惊叹。指南车充分体现了中国古代机械制造的高超水平，是中国古代力学在实际应用中的卓越成就。
