物理故事三百篇15---奇妙的“被中香爐”（古代的陀螺儀）

15 奇妙的“被中香爐”

《西京雜記》這部古書上說，漢武帝時，首都長安有位叫丁諼的巧匠，他製成了當時已經失傳的“被中香爐”。在香爐中貯存著香料，點燃以後，放在被褥之中，隨意滾動，香爐能始終保持水平狀態，不會傾翻，香火也不會傾撒出來。這種巧妙的香爐到底有沒有呢？是不是《西京雜記》的作者誇大其詞呢？這個不解之謎，直到1963年，考古工作者在漢唐的古都西安發現窖藏一處，在200多件金銀器皿中，發現了好幾個“被中香爐”，人們研究了它的構造，才算有了答案，確實像《西京雜記》上說的一樣。

原來，這種“被中香爐”是一個銀製的高約5釐米的球形爐子。外殼由兩個半球合成。殼上鏤刻著精美的花紋，花紋間有空隙，藉以散發香氣。球殼內部裝有大小兩個環，大環裝在球殼上，小環則套在大環內，兩個環的軸相互垂直。置入香料的金碗又用軸裝在內環上，並使金碗的軸與兩個環的軸都保持垂直。由於這三根軸互相垂直，不論香爐的外殼如何滾動，置放香料的金碗在重力作用下，能始終保持水平狀態。

令人驚異的是，“被中香爐”的構造原理，竟與現代陀螺儀中的萬向支架完全相同！

陀螺儀在現代的宇航、航空、航海事業中，已經扮演了重要的角色。

但是，當陀螺在飛速旋轉時，需要有支架給以支撐。最簡單的陀螺儀，就是依靠這種萬向支架來支撐的。在這種儀器中，由於有了萬向支架的支撐，可以讓陀螺的轉軸指向任意方向。在《西京雜記》的記載中，丁諼還不是“被中香爐”的發明人，只是將失傳的事物再行創造出來，換句話說，“被中香爐”的發明還要早於丁諼活動的年代（公元前140年到80年）。西方直到公元1500年才由義大利科學家達·芬奇提出類似的設計，比我們的祖先起碼晚了1600年。