被中香爐

被中香爐

被中香爐是中國古代盛香料熏被褥的球形小爐。又稱“香熏球”、“卧褥香爐”、“熏球”。它的球形外殼和位於中心的半球形爐體之間有兩層或三層同心圓環。爐體在徑向兩端各有短軸,支承在內環的兩個徑向孔內,能自由轉動。

簡介


在唐代貴族的生活中,已經普遍地使用銀熏球。唐代以前的熏球實物目前還沒有發現。《西京雜記》卷上記載:“長安巧工丁緩者,為常滿燈……又作卧褥香爐,一名被中香爐。本出房風,共法后絕,至緩始復為之。為機壞轉運四周,而爐體常平,可置之被褥,故以為名。”

解析


香爐的內環支承在外環上,外環支承在球形外殼的內壁上。爐體、內環、外環和外殼內壁的支承軸線依次互相垂直。爐體由於重力作用,不論球殼如何滾轉,爐口總是保持水平狀態。被中香爐的最早記載見於西漢司馬相如所作《美人賦》。1963年在西安沙坡村出土的唐代銀質被中香爐球體外徑約50毫米,製作精細,鏤刻雅緻。被中香爐不僅是一種藝術珍品,而且從機構學的觀點看,也是一項重要創造。

發展


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被中香爐,球體外徑50毫米,製作精細、鏤刻雅緻。被中香爐不僅是一種藝術珍品,從機構學的觀點看,也是一項重要創造。1987年,在陝西省扶風縣法門寺塔基地宮內出土了一大批唐代宮廷稀世珍品,這是我國考古發現史上的一件大事。在出土的大批金銀器中,有兩件鎏金雙蜂團花紋鏤空銀薰球,其中一件直徑128毫米,是國內現存最大的一枚銀薰球。
一個銅製的容器,裡頭放入火炭,置於被中,就成了中國古代用於冬天取暖、薰香的"被中香爐"。奇處就在這銅製容器上:不論香爐在被子里怎麼翻滾,香爐四周的環形支架都能保證香爐呈水平放置,絲毫不用擔心火炭會傾覆。

物理學原理


物理學知識告訴我們,要使一個具有一定重量的物體不傾斜翻倒,最佳的方法是採用支點懸掛。香薰球就是採用了這種方法,將香盂懸掛在兩邊各有一個軸孔的內持平環中,當內持平環呈水平位置時,香盂因自身重量,可以前後輕微晃動而不會左右傾斜翻倒。但僅用一個持平環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較大的持平環,將懸掛香盂的內持平環懸掛在外持平環上,並使兩環的軸孔正好垂直,軸心線的夾角為90度。這樣,內持平環能避免香盂前後方向傾斜;外持平環則能防止香盂(包括內持平環)左右傾斜。盂心隨重心作用,始終與地面保持平行,無論薰球怎麼轉動,盂內的香料都不會撒出,可置於被中或繫於袖中。銀薰球的這種結構完全符合現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"的持平環裝置上。這樣,無論有多大風浪,船體怎樣擺動,也無論在怎樣複雜的氣流中,飛機如何顛簸,羅盤始終保持水平狀態,確保正常工作。

原理應用


在歐洲,最先提出類似設計的,是文藝復興時期的大畫家、科學家達·芬奇(1452-1519),已較我國晚了1000多年。但遺憾的是,這項傑出的創造,在我國僅應用於生活用具。16世紀,義大利人希·卡丹諾製造出陀螺平衡儀並應用於航海上,使它產生了巨大的作用。
現代的飛機、導彈和輪船不論怎樣急速在空中或海上運動,都能辨認方向,這是由於安裝了陀螺儀的緣故。西漢末(公元1世紀)巧工丁緩的“被中香爐”是世界上已知最早的常平支架,其構造精巧,無論球體香爐如何滾動,其中心位置的半球形爐體都能始終保持水平狀態。鏤空球內有兩個環互相垂直而可靈活轉動,爐體可繞三個互相垂直的軸線轉動。其原理與現代陀螺儀中的萬向支架相同。