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古代中国人民会利用太阳的能量吗?有什么具体的例子?
   https://www.fubuwang.com 2023-07-07 00:59:45 来源:网络
核心提示:众所周知,对于太阳能的运用古来有之,以阳光晒干物件,如制盐和晒咸鱼等,但这些只是最初级“本能式”的运用,谈不上太阳能应用技术。然而颠覆传统认识的是,陕西出土一面青铜镜子,却揭示了早在周朝初期,距今3000余年的古代,中国人就有了太阳能应用技

众所周知,对于太阳能的运用古来有之,以阳光晒干物件,如制盐和晒咸鱼等,但这些只是最初级“本能式”的运用,谈不上太阳能应用技术。然而颠覆传统认识的是,陕西出土一面青铜镜子,却揭示了早在周朝初期,距今3000余年的古代,中国人就有了太阳能应用技术。

1995年,陕西扶风黄堆60号西周古墓遭到盗掘,为此国家进行了抢救性挖掘。尽管遭到盗墓,但在这座古墓中,考古专家还是出土了不少重大文物,比如在墓主手臂下方发现的龙纹玉璧、玉钺、一面凹面的铜镜等。

玉璧、玉钺广为人知,但凹面的铜镜到底有何用处,考古专家一时不解:说是镜子吧,但整体类似一个茶杯盖儿的形状,直径约8.8厘米,厚度约0.19厘米,在镜子凸起的一面,中央位置还有一个小纽,高0.9厘米,长1.8厘米,说明至少不会是单纯的铜镜;说是类似茶杯盖子的“器盖”吧,铜镜出现的位置也没有发现与之配套的器物。

考古队中的一个叫罗西章老专家,曾参加过1972年的一次考古,因为当时就出土过类似文物,所以他认为这就是“阳燧”——古代的一个太阳能应用技术!

所谓阳燧,用铜或铜合金做成的铜鉴状器物,其状为一个凹面镜,当它面向太阳时,光线先直射在凹面上,再从不同角度反射出来。取火于日为阳燧,古人认为阳燧辟邪作用。

《淮南子》中最早记载:“阳燧,金也。取金盂无缘者,执日高三四丈时,以向,持燥艾承之寸余,有顷焦之,吹之则燃,得火。”

《本草纲目》卷主:“阳燧,火镜也。以铜铸成,其面凹,摩热向日,以艾承之,则得火。”

根据史书记载,“取火于日”时叫做阳燧,“取水于月”时叫做阴燧,两种材质造型一样,但在五月丙午日的中午铸造(此时有三重之火,是阳气极盛之时),就成为阳燧;在十一月壬子日的半夜铸造,就成为阴燧——古代在月夜用来承接露水的铜器。在日本古代的弥生时代(约公元前3世纪中到公元3世纪中)晚期,制成的一面古铜镜铭文中就镌有“五月丙午之日”的字样。

总之,阳燧就是一个凹面镜,利用聚焦原理,引燃艾绒一类的易燃物,达到取火的目的,是古人一种引火工具,只是技术等级较高,使用的太阳能。

问题在于:扶风黄堆60号西周古墓中发现的“铜镜”,到底是不是阳燧呢?

罗西章仔细对比之后,确认考古发现的“铜镜”就是阳燧,因为两者高度相似,而且出土的“铜镜”表面没有一点装饰花纹,不符合贵族器物的习惯,反而更像为了反射阳光要求特意制作的光滑镜面。

随即,罗西章制作了一个仿制品,将宣纸放在“铜镜”前方,经过调整焦距后,短短几秒钟之后,宣纸果然燃烧起来了。见证这一奇迹的还有一位叫马利欧·罗伯迪的瑞士考古专家,难以置信之余不由得感叹颠覆了传统认知,“中国古人的智慧真让人钦佩!”

可见,中国人对太阳能的应用技术,不是从汉朝开始,而是最迟从西周初期就已经开始了。考虑到出土的“铜镜”技术成熟性,估计在更早的时候就懂得这种太阳能应用技术。

从钻木取火到阳燧引火,见证了中华文明的一次又一次蜕变和进步,更反应了中华先民令人赞叹不绝的智慧。

从史料上可知,中国古代阳燧制作历史悠久且非常发达,从东汉一直贯穿到明清时期,但到了后期阳燧更多的成了一种辟邪用具,至今不少地区还有以阳燧镜辟邪的习俗。

既然阳燧能够引火,为何不见古人大规模使用呢?原因很简单,阳燧属于铜镜,价值不菲,一般家庭难以承受,而且阳燧受到天气影响较大,不如燧石引火方便。

随着地下文物的不断挺身而出,也在一次又一次证明中华先民的智慧,西方学者构建的“西方文明中心论”,在中国这些文物面前相形见绌,不夸张的说,无论与古埃及,还是与苏美尔等世界任何一个古文明相比,中华文明历史和文明程度都不落下风。

太阳能应用的历史情况是怎样的?

周代,我国人民即能利用凹面镜的聚光焦点向日取火,这是我国和世界上对太阳能的最早利用。《周礼·秋官司寇》说:“司烜氏掌以夫燧取明火于日”。《淮南子·天文训》说:“故阳燧见日,则燃而为火。”《论衡》:“验日阳燧,火从天来”。“遂”即“阳燧”。《古今注》说:“阳燧,以铜为之,形如镜,照物则影倒,向日则火生”。阳燧就是古代的太阳灶。

古代阳燧取火的具体方法有两说:一说是用金属制成的尖底杯,放在日光下,使光线聚在杯底尖处,杯底置艾绒之类,遇光即能燃火;另一说是用铜制的凹面镜向着日光取火。天津市艺术博物馆今收藏着一件汉代阳燧,是我国现存最早的阳燧。它直径8.3厘米,厚0.3厘米,用青铜铸造而成,很像一面小铜镜。这件阳燧有一个非常光滑的凹球面,可以将太阳射来的光线反射聚成一个焦点。据考证,早在公元前770~前221年间,咱们的祖先就知道用凹面镜取火,对凹面镜成像原理的分析,在战国时期《墨经》中已经相当详尽了。有关凹面镜,北宋的沈括在《梦溪笔谈》中写道:“阳燧面窐向日照之,皆聚向内,离镜一二寸,光聚为一点,大如麻菽。着物则火发。此则腰鼓最细处也。”前面部分论述光线在凹面镜上的聚光作用,中间是对焦点的描述,最后指出聚焦可以取火。

古代用太阳能取火,还有冰透镜和火珠。据公元前2世纪的《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影则火生。”水火不相容,制成冰透镜后却能用以取火,这不能不说是古人巧夺天工的创造。火珠也是利用凸透镜聚焦原理向太阳取火。《香祖笔记》说“大食国(今阿拉伯)有阳燧珠,赵佗令人盗归番禹。”《新唐书》也记“婆利者(今印尼巴厘岛)多火珠,日中以艾籍珠,辄火出。”唐贞观四年(公元630年),林邑(在今越南中南部)曾遣使向唐朝奉献火珠。

古代还用太阳能贮存粮食。《种树说》:收藏麦子“宜烈日中乘热而收,用苍耳叶或麻叶碎杂其中,则免化蛾。”

太阳能在医疗方面也有应用。《黄帝内经》和《本草纲目》记载着祖先公元前3~5世纪就掌握的日光疗法。

古人还曾用太阳光中的紫外线检验骨伤。《洗冤集录》说:“验尸骨伤损处,用糟醋泼罨尸首,于露天以新油伞覆,欲见处迎日隔伞看,痕印见。”让光线通过油伞,使有利观察的射线充分集中,这与现代医学上用紫外线检查伤痕的道理相同。

太阳能还曾用于军事上。如太阳能盾牌,公元前3世纪,希腊科学家阿基米德利用许多磨亮的金属盾牌,会聚阳光烧毁了攻击西西里岛东部西拉修斯港的一支罗马舰队,为保卫自己的家园立下了赫赫战功。

以上种种都是古人对太阳能的利用。今天当大力发展太阳能的时候,不要忘记,“阳燧”是中华发明之光。

陕西西周墓葬,出土三千年前“太阳能工具”,专家:伟大的古人

四龙纹阳燧据史料记载,早在3000多年前人类就已经开始利用太阳能了。西周(公元前11世纪)时,我们的祖先就用凹面铜镜会聚阳光点燃艾绒取得火种,即“阳燧取火”技术,并设有专门掌管阳燧的官,这是人类应用太阳能的最早记载。2000多年前的战国时期,人们就知道利用太阳能来干燥农副产品。利用阳燧来聚集太阳光点火。我国考古发掘陆续出土的阳燧,说明我国利用太阳能的历史非常久远。浙江绍兴在1982年的一座战国墓葬中发掘出一面战国时期的四龙纹阳燧,1995年,在对一个西周墓进行抢救性发掘时又出土了一面西周阳燧。西周和战国阳燧的出土,表明我们的祖先在两三千年前就知道用太阳能,这是古代劳动人民智慧的结晶。

利用太阳能比较历史悠久的还有古希腊。据说在2200多年前,古罗马帝国派舰队攻打地中海西西里岛东部的锡腊库扎。当时希腊著名物理学家阿基米德也在岛上,当时他已经70多岁。大敌当前,阿基米德并没有惊慌失措,他发动全城的妇女拿着自己锃亮的铜镜来到海岸边。烈日当空,阿基米德举起一面镜子,让它反射的日光恰好射到敌舰的船帆上。妇女们按照阿基米德的要求,都把镜子的反射光投到了船帆上。没用多久,舰船起火,罗马军队大败而归。

用冰块可以取得太阳的能量吗?答案是肯定的,并且应用的历史还比较古老。我国晋代张华在其所著的《博物志》中,有“削冰成圆,举以向日,以艾承其影,则得火”的记载。但是,将太阳能作为一种能源和动力开始利用的却只有300多年的历史。沈括在《梦溪笔谈》中又进一步对阳燧的原理作了科学的论述:“阳燧面洼,向日照之,光皆向内,离镜一、二寸,光聚为一点,大如麻菽,着物即发火,此则腰鼓最细处也。”

人们把太阳能转化为机械能时已经是17世纪。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。这个发动机是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器,第一次实现了把太阳能转换为机械能。在1615~1900年,世界上又成功研制出多台太阳能动力装置和一些其他太阳能装置设备,只是这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光,发动机功率不大,实用价值不大,而且造价较高,大部分属于太阳能爱好者个人研究制造。1774年,在法国巴黎进行了用两块透镜聚焦阳光使金属融化的表演。

我们可能都知道焖炉烤鸭、挂炉烤鸭,但是未必知道太阳能烤鸭。在清代末期,曾有人自制太阳能灶,利用太阳能来烤炙鸭子。据清代徐珂《清稗类钞》记载,在19世纪末光绪年间,有一位名叫萧开泰的四川贡生,他是一位精“算学”通“光学”的才子。他在北京同文馆担任算学教习,正值甲午中日战争爆发。萧开泰曾向清政府建议建造一具厚一尺、方八尺的巨大“鉴镜”,利用“太阳真火”,“引日光以发火,则虽敌舰在三十里外,不难立成灰烬”。可是,萧开泰的建议不但没有被采纳,反而受到嘲讽。萧开泰“郁郁归蜀”,但他坚信太阳光是可以应用的,既然这项技术不能在军事防御上应用,他就把它应用在日常生活中。回到老家四川后,“于成都市上设肆卖烧鸭”。他自制“鉴镜”引火熏炙,这种太阳能烤鸭“其味甚佳,与火炉所烤者无异”。由于他使用不花钱的能源加工鸭子,因而“每值天晴,利市三倍”。

1854~1874年,世界上第一台太阳能蒸汽发动机问世。英国天文学家赫胥黎于1837年在去非洲好望角的探险途中,把一个黑箱子埋入沙土中,箱上用双层玻璃保温,使箱内温度达到116℃,他就用这种简易的太阳能装置烧饭。1872年,智利建成面积约4682平方米的太阳能蒸馏装置。1878年,在巴黎世界博览会上展出了轰动世界的太阳能印刷机。1883年,建成过一台几乎用手动跟踪全部采用太阳能采集阳光的太阳能发动机。20世纪70年代以来,太阳能科技突飞猛进,太阳能的利用也不断得到发展。

历史的车轮驶入21世纪,人类对太阳能的利用又进入一个新时代。太阳能的利用领域进一步扩大,太阳能利用新技术不断涌现。2008年9月25日,我国“神舟”七号载人宇宙飞船成功发射。在载人航天工程七大系统中,飞船的电力系统是飞船系统的分系统,为飞船提供飞行动力。太阳能电池就是“神舟”七号的电力系统件。电池板上密密麻麻地布满单晶硅高效单体电池,整个飞船上共使用一万多片,成为一个电池阵。飞船的电能的直接来源就是太阳能电池阵,没有它,飞船就不能工作。电池阵把光能转换成电能,源源不断地输送给飞船中的其他系统。电池阵集合了供电阵和充电阵等几大单元。其中供电阵能为飞船直接供电,充电阵为蓄电池组充电。在阴影区,蓄电池组再将储存的电能输出为飞船供电。

飞船在轨道运行时,飞船唯一主动提供能源的子系统便是太阳能电池阵。这些电池板在飞船进入轨道后展开,像一双翅膀,保证飞船正常飞行。这双翅膀由于在太阳角计算仪器、光敏传感器的自动调节下,始终跟着太阳走,无论飞船飞行姿态如何变化,这双翅膀都与太阳保持垂直,让太阳光直射到电池阵,这样光直射强度最大,发电效率最高。与“神舟”七号一起升入太空的还有一颗伴飞卫星,伴飞卫星的星体结构为六面体,其中五个面粘贴太阳能电池,科研人员选用了转换效率较高的三结砷化镓太阳能电池作为基本发电单元,单体电池平均光电转换效率达27%,是我国首次将此类电池批量应用于卫星工程。小小太阳能电池为我国航天事业做出了重要贡献。

如果说, 早在遥远的西周时期,古人想要取火就只需要用3秒钟了 ,不知各位相信不相信?

可能不少人都会有点怀疑。毕竟如此迅速的取火方式,不靠一点 科技 实在不太可能达到。然而, 这种3秒钟的取火方式,靠的正是现在看起来高端无比的“太阳能”。那么,这又是怎么回事呢?

1995年,陕西省的考古队得到了一份报告,说是扶风郡发现了一座被盗墓贼光顾了的古墓,希望他们能过来处理一下。结果 考古队们赶到现场,开始抢救性发掘的时候,都有点傻眼了。

毕竟“抢救性发掘”,指的是抢救墓穴,收集并保护被盗墓贼遗漏或者来不及带走的文物。然而这一次,盗墓贼干的可以说是相当彻底。 这座西周大墓只剩下了一点陪葬的牛羊骨头,和一些零碎的饰品。

但在这些散乱的文物中, 有那么一个“摆件”格外引人注目 。它看起来像是一面铜镜,不过, 这铜镜虽然镜面凹陷,但颇有角度,并不像是被破坏成了这个样子,更像是制作者的有意为之。 在场的考古队员纷纷开始好奇起来,这面铜镜为何会被设计成这副古怪的模样呢?

而当周原博物馆馆长、知名考古学家罗西章在看到了这面铜镜时,却陷入了深深的沉思。原来, 这面铜镜对他来说并不算是个稀罕物。

1972年,罗西章刚刚进入考古队,当时省里正在修建刘家沟水库,刚好发现了一座西周时期的墓葬,也出土了一副跟它差不多的铜镜。不过,那时候大家普遍比较忙,也就把这面铜镜的考据放下了。

现在二十年过去了,罗西章已经是一个经验卓著的老考古学家了, 他下定决心,一定要把这面铜镜的身份搞清楚。

周原是西周王朝的“龙兴之地” ,此处发现的西周墓葬和文化实在不少。而罗西章作为周原博物馆的馆长,对于西周时期的物件自然十分熟悉。

西周时期,青铜器是相当尊贵的存在,很多都被用于礼敬天地。而这部分礼器,在西周的诸多礼乐著作中,都有不少记录。他在脑海里回忆了一下这些著作, 很快就把猜测的范围,锁定在了一件叫做“阳燧”的东西上。

这“阳燧”又是何物呢?

根据记载,它正是古代利用太阳能取火的工具。《周礼》中记载,在周朝,就有专门的官员,随身携带阳燧, “取火于日” ,可见, 早在3000年前,人们就基本掌握了将日光的热能转化为火的办法。

而宋代科学家沈括,在他的著作《梦溪笔谈》中,更是直接指出了 阳燧是一种“面洼”的镜子,也就是凹面镜 。并点明了 阳燧的生火原理,就是极为科学的凹面镜聚光,甚至连焦点和焦距都说得一清二楚。

当然,沈括的说法也有很多人不认同, 认为这不过是对古人生火的一种想象和模仿。

因为北宋时期, 人们早就 探索 出了极易摩擦生火的火镰 ,这种东西轻轻一刮就火星直冒,可比要对着阳光被晒得睁不开眼的阳燧省事多了。所以, 阳燧对不少人来说,都属于一种比较“老土”的东西,不怎么用,也不怎么了解。

再说, 北宋时期的中国已经有了玻璃,也有了眼镜和放大镜,所以做个曲面镜不成问题 。用玻璃做出来的凹面镜,在取火方面肯定是比不透明的铜镜要容易得太多。换句话说,当时的人们对于铜镜阳燧是没什么概念的。

那么,沈括该如何证明,他在《梦溪笔谈》中的记载,不是基于现有阳燧而附会于古代的“想象”,而是 古代的确已经掌握了将铜镜打造成阳燧的技术呢?

所以,哪怕有《梦溪笔谈》的背书, 史学界对于西周时期的“阳燧”的模样仍然有一些质疑。

而现在罗西章面前的这个凹面铜镜,如果真的是《周礼》中所说的阳燧,那么它所能反映出的意义将是十分巨大的。毕竟这代表着, 早在3000年前,我们的古人就已经学会了,利用太阳能高效率地取火造火,也能让我们对于古代人的智慧有着更为深入的了解。

而要验证这个猜想倒也不难,罗西章现在手里的这尊阳燧,虽然已经锈迹斑斑,直接拿来聚光的话效果极差,但是 完全可以将其仿制出来,用复制品进行试验。

说干就干,罗西章立刻联系了光学厂,委托了他们两件事: 第一 ,测量一下这面凹面铜镜的制作是否有章可循, 第二 ,如果可以的话,希望他们能够将其复制出来。

而光学厂那边发回的消息是非常令人欣喜的。 首先 ,这面铜镜的弧度确实是经过精密设计过的,完全可以用来聚光。 其次 ,这面铜镜的内部构成十分透明易懂,完全可以轻易仿制。

光学厂之所以敢打这么大的包票,其原因很简单, 这铜镜的制作材料,古人已经很详细的写出来了。 《周礼·考工记》中,对于阳燧的制作方法,写的是 “金、锡半,谓鉴燧之齐。” 也就是说,制作铜镜类器物时,铜锡比例应当保持各半的比例。而 光学厂经过分析,发现这铜镜的铸造材料比例,与《考工记》严丝合缝。

1995年8月,罗西章从光学厂拿到了这面熠熠生辉的铜镜仿制品。与其他仿制出的青铜器金灿灿的外表不同, 这个凹面铜镜浑身上下散发着银白色的光泽。 这是因为锡的比例过高。但正是这金属光泽,大大加强了太阳光的反射能力。

在现场诸位专家的见证下,罗西章将仿制品对准了阳光,随后, 他拿起了一团宣纸,放在了距离铜镜10厘米的地方 ,这里是被光学厂测算出来的 焦点所在的地方

只过了3-5秒钟,只听得一声轻微的爆裂声,宣纸被成功引燃了 ,在熊熊火焰之下,在场的考古队员无不欢欣鼓舞,庆贺着我们古代先人的智慧又一次得到了证明。

阳燧的发现,证明了 早在西周时期,中国就已经掌握了几何光学原理 。而这份三千年前的“太阳能工具”的问世,也得到了举国的震动,甚至 有专家将其称呼为“第五大发明”

不过,可能有些人会比较好奇, 既然“阳燧”如此神奇,为什么一直以来如此名不见经传呢?

对此有两点解释。 第一点 ,阳燧虽然取火极为方便,但到底还是 受限于天气情况 ,如果连天阴雨,那阳燧的泛用性立刻就大打折扣了。因此,在后期,我国发明了更为方便快捷的火镰、火石来取火。

第二点,那就是阳燧在古代可不只是一个普通的日用品 。就像“鼎”这个东西既可以用来当作炊煮的器具,又可以当作用来敬颂天地鬼神的礼器一样,阳燧在古代也有着极强的礼乐意义。

毕竟,“阳燧”是 “取日之精华”,算是在夺天地之造化。 所以在古代,一尊上好的阳燧,需要取 至阳之日的极阳之时 打造,可以说是神圣感拉满。这种行为也就导致了阳燧这种东西的流通性, 很大程度上都受到了上层的干扰。

但随着汉代以来,铁器文化的传播和青铜器礼乐功能的弱化,阳燧在我国开始不声不响地走进了千家万户, 直到火柴传入我国才彻底退出了 历史 舞台。

如果各位留意的话,就会在历朝历代都能发现阳燧的身影 ,宋代甚至出现了双面阳燧镜,一面照容,一面取火,可谓是既顾及了 社会 生活,又方便了生产生活。

这些遗留下来的阳燧,作为实用的工具和礼器,其上面的装饰,也反映了中国人的自然观和科学观,有着极为重要的科学价值。而西周阳燧的发现,更是进一步地佐证了《周礼》中凹面镜取火的真实性,把我国利用几何光学的 历史 提高到了三千年前,在全世界中居于领先的地位。

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