Zhang Heng
Zhang Heng (chino: 張衡; 78-139 d. C.), anteriormente romanizado como Chang Heng, fue un polimático científico y estadista chino que vivió durante la dinastía Han. Educado en las ciudades capitales de Luoyang y Chang'an, alcanzó el éxito como astrónomo, matemático, sismólogo, ingeniero hidráulico, inventor, geógrafo, cartógrafo, etnógrafo, artista, poeta, filósofo, político y erudito literario.
Zhang Heng comenzó su carrera como funcionario menor en Nanyang. Eventualmente, se convirtió en Jefe de Astrónomos, Prefecto de los Mayores para Carruajes Oficiales y luego Asistente de Palacio en la corte imperial. Su postura intransigente sobre cuestiones históricas y calendáricas lo llevó a convertirse en una figura controvertida, lo que le impidió ascender al estatus de Gran Historiador. Su rivalidad política con los eunucos del palacio durante el reinado del emperador Shun (r. 125-144) llevó a su decisión de retirarse de la corte central para servir como administrador del Reino de Hejian en la actual Hebei. Zhang regresó a su hogar en Nanyang por un corto tiempo, antes de ser llamado para servir en la capital una vez más en 138. Murió allí un año después, en 139.
Zhang aplicó su amplio conocimiento de la mecánica y los engranajes en varios de sus inventos. Inventó la primera esfera armilar accionada por agua del mundo para asistir en la observación astronómica; mejoró el reloj de entrada de agua agregando otro tanque; e inventó el primer sismoscopio del mundo, que discernía la dirección cardinal de un terremoto a 500 km (310 mi) de distancia. Mejoró los cálculos chinos anteriores para pi. Además de documentar alrededor de 2500 estrellas en su extenso catálogo de estrellas, Zhang también postuló teorías sobre la Luna y su relación con el Sol: específicamente, discutió la esfericidad de la Luna, su iluminación por la luz solar reflejada en un lado y la luz oculta. naturaleza del otro, y la naturaleza de los eclipses solares y lunares. Su poesía fu (rapsodia) y shi fueron reconocidas en su época y estudiadas y analizadas por escritores chinos posteriores. Zhang recibió muchos honores póstumos por su erudición e ingenio; algunos eruditos modernos han comparado su trabajo en astronomía con el de Ptolomeo grecorromano (86-161 d. C.).
Vida
Primeros años
Nacido en la ciudad de Xi'e en la Comandancia de Nanyang (al norte de la ciudad moderna de Nanyang en la provincia de Henan), Zhang Heng provenía de una familia distinguida pero no próspera. Su abuelo Zhang Kan (張堪) había sido gobernador de una comandancia y uno de los líderes que apoyó la restauración. de los Han por el emperador Guangwu (r. 25-57), tras la muerte del usurpador Wang Mang de los Xin (9-23 d. C.). Cuando tenía diez años, el padre de Zhang murió, dejándolo al cuidado de su madre y abuela.
Escritor consumado en su juventud, Zhang se fue de casa en el año 95 para proseguir sus estudios en las capitales de Chang'an y Luoyang. Mientras viajaba a Luoyang, Zhang pasó por una fuente termal cerca del monte Li y le dedicó uno de sus primeros poemas fu. Este trabajo, titulado "Fu en las aguas termales" (Wēnquán fù 溫泉賦), describe la multitud de personas que asistían a las aguas termales, que luego se hicieron famosas como las "Fuentes Termales de Huaqing", un retiro favorito de la concubina imperial Yang Guifei durante la dinastía Tang. Después de estudiar durante algunos años en Taixue de Luoyang, estaba bien versado en los clásicos y era amigo de varias personas notables, incluido el matemático y calígrafo Cui Yuan (78-143), el comentarista oficial y filosófico Ma Rong (79). –166), y el filósofo Wang Fu (78–163). Las autoridades gubernamentales ofrecieron a Zhang nombramientos para varias oficinas, incluido un puesto como uno de los secretarios imperiales, pero él actuó con modestia y se negó.
A los 23 años, Zhang regresó a casa con el título de "Oficial de Mérito en Nanyang", sirviendo como maestro de documentos bajo la administración del gobernador Bao De (en el cargo del 103 al 111). Como estaba encargado de componer inscripciones y cantos fúnebres para el gobernador, adquirió experiencia en la redacción de documentos oficiales. Como Oficial de Mérito en la comandancia, también fue responsable de los nombramientos locales para el cargo y las recomendaciones a la capital de los nominados para un cargo superior. Pasó gran parte de su tiempo componiendo rapsodias sobre las capitales. Cuando Bao De fue llamado a la capital en 111 para servir como ministro de finanzas, Zhang continuó su trabajo literario en su hogar en Xi'e. Zhang Heng comenzó sus estudios de astronomía a la edad de 30 años y comenzó a publicar sus trabajos sobre astronomía y matemáticas.
Carrera oficial
En 112, Zhang fue convocado a la corte del emperador An (r. 106–125), quien había oído hablar de su experiencia en matemáticas. Cuando fue nominado para servir en la capital, Zhang fue escoltado en un carruaje, un símbolo de su estatus oficial, a Luoyang, donde se convirtió en un caballero de la corte que trabajaba para la Secretaría Imperial. Fue ascendido a Astrónomo Jefe de la corte, sirviendo su primer mandato del 115 al 120 bajo el Emperador An y el segundo bajo el emperador sucesor del 126 al 132. Como Astrónomo Jefe, Zhang era un subordinado del Ministro de Ceremonias, uno de los Nueve Los ministros se clasificaron justo debajo de las Tres Excelencias. Además de registrar observaciones y presagios celestiales, preparar el calendario e informar qué días eran auspiciosos y cuáles de mal agüero, Zhang también estuvo a cargo de una prueba de alfabetización avanzada para todos los candidatos a la Secretaría Imperial y la Censura, cuyos miembros debían conocer al menos 9.000 caracteres y todos los principales estilos de escritura. Bajo el emperador An, Zhang también se desempeñó como Prefecto de los Mayores para Carruajes Oficiales bajo el Ministerio de Guardias, a cargo de recibir memoriales al trono (ensayos formales sobre política y administración), así como nominados para nombramientos oficiales.
Cuando el funcionario del gobierno Dan Song propuso reformar el calendario chino en 123 para adoptar ciertas enseñanzas apócrifas, Zhang se opuso a la idea. Consideró que las enseñanzas eran de estatura cuestionable y creía que podían introducir errores. Otros compartieron la opinión de Zhang y el calendario no fue alterado, pero la propuesta de Zhang de prohibir los escritos apócrifos fue rechazada. Los funcionarios Liu Zhen y Liu Taotu, miembros de un comité para compilar la historia dinástica Dongguan Hanji (東觀漢記), pidió permiso al tribunal para consultar a Zhang Heng. Sin embargo, a Zhang se le prohibió ayudar al comité debido a sus puntos de vista controvertidos sobre los apócrifos y su objeción a la relegación del papel del emperador Gengshi (r. 23-25) en la restauración de la dinastía Han como menor que el emperador Guangwu&# 39; s. Liu Zhen y Liu Taotu eran los únicos historiadores aliados de Zhang en la corte y, después de su muerte, Zhang no tuvo más oportunidades de ascender al prestigioso puesto de historiador de la corte.
A pesar de este revés en su carrera oficial, Zhang fue reelegido astrónomo jefe en 126 después de que el emperador Shun de Han (r. 125-144) ascendiera al trono. Su intenso trabajo astronómico fue recompensado solo con el rango y el salario de 600 bushels, o shi, de grano (en su mayoría conmutados por monedas en efectivo o rollos de seda). Para poner este número en contexto, en una jerarquía de veinte rangos oficiales, el funcionario peor pagado obtuvo el rango y el salario de 100 fanegas y el funcionario mejor pagado ganó 10 000 fanegas durante Han. El rango de 600 bushels era el más bajo que el emperador podía nombrar directamente para un puesto en el gobierno central; cualquier funcionario de menor rango era supervisado por funcionarios centrales o provinciales de alto rango.
En 132, Zhang introdujo en la corte un intrincado sismoscopio que, según él, podía detectar la dirección cardinal precisa de un terremoto lejano. En una ocasión su dispositivo indicó que se había producido un terremoto en el noroeste. Como no se percibía ningún temblor en la capital, sus enemigos políticos pudieron saborear brevemente la falla de su dispositivo, hasta que poco después llegó un mensajero para informar que había ocurrido un terremoto entre 400 km (248 mi) y 500 km (310 mi).) al noroeste de Luoyang en la provincia de Gansu.
Un año después de que Zhang presentara su sismoscopio ante el tribunal, se pidió a los funcionarios y candidatos que hicieran comentarios sobre una serie de terremotos recientes que podrían interpretarse como señales de desagrado del Cielo. Los antiguos chinos veían las calamidades naturales como castigos cosmológicos por fechorías perpetradas por el gobernante chino o sus subordinados en la tierra. En el memorial de Zhang sobre las razones detrás de estos desastres naturales, criticó el nuevo sistema de reclutamiento de Zuo Xiong que fijó la edad de los candidatos elegibles para el título "Filial e Incorrupto" a los cuarenta años. El nuevo sistema también transfirió el poder de los candidatos' evaluación a las Tres Excelencias en lugar de a los Generales de la Casa, quienes por tradición supervisaban los asuntos de los caballeros de la corte. Aunque el memorial de Zhang fue rechazado, su estatus se elevó significativamente poco después a asistente de palacio, una posición que usó para influir en las decisiones del emperador Shun. Con este nuevo y prestigioso puesto, Zhang ganaba un salario de 2000 bushels y tenía derecho a escoltar al emperador.
Como asistente de palacio del emperador Shun, Zhang Heng intentó convencerlo de que los eunucos de la corte representaban una amenaza para la corte imperial. Zhang señaló ejemplos específicos de intrigas judiciales pasadas que involucraban a eunucos y convenció a Shun de que debería asumir una mayor autoridad y limitar su influencia. Los eunucos intentaron calumniar a Zhang, quien respondió con una rapsodia fu llamada "Fu on Pondering the Mystery", que expresa su frustración. Rafe de Crespigny afirma que la rapsodia de Zhang utilizó imágenes similares al poema "Li Sao" y se centró en si los hombres buenos deberían o no huir del mundo corrupto o permanecer virtuosos dentro de él.
Literatura y poesía
Mientras trabajaba para la corte central, Zhang Heng tuvo acceso a una variedad de materiales escritos ubicados en los Archivos del Pabellón del Este. Zhang leyó muchas de las grandes obras de la historia de su época y afirmó que había encontrado diez instancias donde los Registros del Gran Historiador de Sima Qian (145–90 a.C.) y el Libro de Han por Ban Gu (32-92 d. C.) difería de otros textos antiguos que estaban disponibles para él. Su relato se conservó y registró en el texto del siglo V del Libro de Han posterior de Fan Ye (398–445). Sus rapsodias y otras obras literarias muestran un profundo conocimiento de los textos clásicos, la filosofía y la historia chinas. También compiló un comentario sobre el Taixuan (太玄, " Gran Misterio") del autor taoísta Yang Xiong (53 a. C.-18 d. C.).
Xiao Tong (501–531), príncipe heredero de la dinastía Liang (502–557), inmortalizó varias de las obras de Zhang en su antología literaria Selecciones de literatura refinada (Wen xuan 文選). Las rapsodias fu de Zhang incluyen "Western Metropolis Rhapsody" (Xī jīng fù 西京賦), "Eastern Metropolis Rhapsody&# 34; (Dōng jīng fù 東京賦), "Southern Capital Rhapsody&# 34; (Nán dū fù 南都賦), "Rhapsody on Contemplating the Misterio" (Sī xuán fù 思玄賦) y "Rhapsody on Volviendo a los Campos" (Guī tián fù 歸田賦). Este último fusiona las ideas taoístas con el confucianismo y fue un precursor de la poesía de naturaleza metafísica china posterior, según Liu Wu-chi. Un conjunto de cuatro poemas líricos cortos (shi 詩) titulados "Poemas líricos sobre cuatro dolores" (Sì chóu shī 四愁詩), también se incluye con Zhang's prefacio. Este conjunto constituye parte de la poesía china shi heptasilábica más antigua escrita. Mientras aún estaba en Luoyang, Zhang se inspiró para escribir su "Western Metropolis Rhapsody" y "Eastern Metropolis Rhapsody", que se basaron en "Rhapsody on the Two Capitals" por el historiador Ban Gu. El trabajo de Zhang fue similar al de Ban, aunque este último elogió plenamente el régimen Han oriental contemporáneo, mientras que Zhang advirtió que podría sufrir el mismo destino que los Han occidentales si también caía en un estado de decadencia. y la depravación moral. Estas dos obras satirizaban y criticaban lo que él veía como el lujo excesivo de las clases altas. 'Rapsodia de la capital del sur' de Zhang's conmemoró su ciudad natal de Nanyang, hogar del restaurador de la dinastía Han, Guangwu.
En el poema "Cuatro dolores" de Zhang Heng, se lamenta de no poder cortejar a una mujer hermosa debido al impedimento de las montañas, la nieve y los ríos. Los académicos Rafe de Crespigny y David R. Knechtges afirman que Zhang escribió esto como una insinuación que insinuaba su incapacidad para mantenerse en contacto con el emperador, obstaculizado por rivales indignos y hombres mezquinos. Este poema es uno de los primeros en China en tener siete palabras por línea. Sus "Cuatro Dolores" lee:
♪♪ | En Taishan permanece mi querido amor, |
En otro poema suyo llamado "Estabilizando las pasiones" (Dìng qíng fù 定情賦): conservado en una enciclopedia de la dinastía Tang (618–907), pero mencionado anteriormente por Tao Qian (365–427) en alabanza del minimalismo lírico de Zhang — Zhang muestra su admiración por una mujer atractiva y ejemplar. Este tipo más simple de poema fu influyó en obras posteriores del destacado funcionario y erudito Cai Yong (132-192). Zhang escribió:
. | ¡Ah, la belleza casta de esta mujer atractiva! |
Los largos poemas líricos de Zhang también revelaron una gran cantidad de información sobre el diseño urbano y la geografía básica. Su rapsodia 'Sir basado en nada' proporciona detalles sobre el terreno, los palacios, los parques de caza, los mercados y los edificios destacados de Chang'an, la capital de la etnia han occidental. Ejemplificando su atención al detalle, su rapsodia sobre Nanyang describía jardines llenos de ajo de primavera, brotes de bambú de verano, puerros de otoño, nabos de colza de invierno, perilla, evodia y jengibre morado. La escritura de Zhang Heng confirma el tamaño del parque de caza imperial en los suburbios de Chang'an, ya que su estimación de la circunferencia del muro que rodea el parque está de acuerdo con el historiador Ban Gu's. estimación de aproximadamente 400 li (un li en tiempos Han equivalía a 415,8 m, o 1364 pies, lo que hace que la circunferencia del muro del parque sea de 166 320 m, o 545 600 pies). Junto con Sima Xiangru (179-117 a. C.), Zhang enumeró una variedad de animales y juegos de caza que habitan en el parque, que se dividieron en las partes norte y sur del parque según el lugar de origen de los animales: norte o sur de China.. Algo similar a la descripción de Sima Xiangru, Zhang describió a los emperadores Han occidentales y su séquito disfrutando de paseos en bote, juegos acuáticos, pesca y exhibiciones de tiro con arco apuntando a pájaros y otros animales con flechas encordadas desde lo alto de altas torres a lo largo de Chang' un lago Kunming. El enfoque de la escritura de Zhang en lugares específicos y su terreno, sociedad, gente y sus costumbres también podría verse como un intento temprano de categorización etnográfica. En su poema "Xijing fu", Zhang muestra que conocía la nueva religión extranjera del budismo, introducida a través de la Ruta de la Seda, así como la leyenda del nacimiento de Buda con la visión del elefante blanco. provocando la concepción. En su "Western Metropolis Rhapsody" (西京賦), Zhang describió entretenimientos de la corte como juedi (角抵), una forma de lucha teatral acompañada de música en la que los participantes se golpean la cabeza con máscaras de cuerno de toro.
Con su "Respondiendo a las críticas" (Ying jian 應間), una obra inspirada en Yang Xiong' En "Justification Against Ridicule", Zhang fue uno de los primeros escritores y defensores del género literario chino shelun, o discurso hipotético. Los autores de este género crearon un diálogo escrito entre ellos y una persona imaginaria (o una persona real de su entorno o asociación); este último plantea preguntas al autor sobre cómo llevar una vida exitosa. También lo usó como un medio para criticarse a sí mismo por no obtener un alto cargo, pero llegó a la conclusión de que el verdadero caballero muestra virtud en lugar de codicia por el poder. En este trabajo, Dominik Declercq afirma que la persona que instó a Zhang a avanzar en su carrera en una época de corrupción gubernamental probablemente representó a los eunucos o a los parientes poderosos de la emperatriz Liang (116-150) en el clan Liang. Declercq afirma que estos dos grupos habrían estado "ansiosos por saber si este famoso erudito podría ser atraído a su lado", pero Zhang rechazó rotundamente tal alineación al declarar en esta obra literaria cargada de política que su caballeroso la búsqueda de la virtud superó cualquier deseo suyo de poder.
Zhang escribió sobre las diversas aventuras amorosas de los emperadores insatisfechos con el harén imperial, que salían de incógnito a la ciudad en busca de prostitutas y cantantes. Esto fue visto como una crítica general a los emperadores Han del Este y sus favoritos imperiales, disfrazada de crítica a los emperadores Han Occidentales anteriores. Además de criticar a los emperadores Han occidentales por su lujosa decadencia, Zhang también señaló que su comportamiento y ceremonias no se ajustaban adecuadamente a las creencias cíclicas chinas en el yin y el yang. En un poema que critica la dinastía Han occidental anterior, Zhang escribió:
. | Los que ganaron este territorio fueron fuertes; |
Logros en ciencia y tecnología
Matemáticas
Durante siglos la pi aproximada china como 3; Liu Xin (d. AD 23) hizo el primer intento chino conocido en un cálculo más preciso de 3.1457, pero no hay registro detallando el método que utilizó para obtener esta figura. En su obra alrededor de 130, Zhang Heng comparó el círculo celestial con el diámetro de la tierra, proporcionando el primero como 736 y el segundo como 232, calculando así pi como 3.1724. En el día de Zhang, se dio la relación 4:3 para el área de un cuadrado al área de su círculo inscrito y el volumen de un cubo y volumen de la esfera inscrita también debe ser 42:32. En fórmula, con D como diámetro y V como volumen, D3V = 16:9 o V=916{displaystyle {tfrac {9}{16}}D3; Zhang se dio cuenta de que el valor para el diámetro de esta fórmula era inexacto, observando la discrepancia como el valor tomado para la relación. Zhang intentó entonces remediar esto modificando la fórmula con un adicional 116{displaystyle {tfrac {1}{16}} {fnK}} {fnK}}}} {fn}}} {fnK}}}}}}}}} {fnK}}}}}}}}}} {f}}}}}}}} {f}}}}}}D3, por lo tanto V=916{displaystyle {tfrac {9}{16}}D3 + 116{displaystyle {tfrac {1}{16}} {fnK}} {fnK}}}} {fn}}} {fnK}}}}}}}}} {fnK}}}}}}}}}} {f}}}}}}}} {f}}}}}}D3 = 58{fnMicroc} {5}{8}}D3. Con la relación del volumen del cubo a la esfera inscrita a las 8:5, la relación implícita del área del cuadrado al círculo es √8:√5. De esta fórmula, Zhang calculó pi como la raíz cuadrada de 10 (o aproximadamente 3.162). Zhang también calculado pi como 730232{displaystyle {tfrac {730}{232}} = 3.1466 en su libro Ling Xian ()靈). En el siglo III, Liu Hui hizo el cálculo más preciso con su algoritmo π, que le permitió obtener el valor 3.14159. Más tarde, Zu Chongzhi (429–500) 355113{displaystyle {tfrac {355}{113}} o 3.141592, el cálculo más preciso para pi los chinos antiguos lograría.
Astronomía
En su publicación del año 120 d. C. llamada La constitución espiritual del universo (靈憲, Ling Xian, lit. "Modelo sublime"), Zhang Heng teorizó que el universo era como un huevo 'tan redondo como un perdigón de ballesta' con las estrellas en la cáscara y la Tierra como yema central. Esta teoría del universo es congruente con el modelo geocéntrico en oposición al modelo heliocéntrico. Aunque los astrónomos chinos Shi Shen y Gan De de los antiguos Reinos Combatientes (403–221 a. C.) compilaron el primer catálogo de estrellas de China en el siglo IV a. #34; categoría (los chinos estimaron el total en 14.000), y reconoció 124 constelaciones. En comparación, este catálogo de estrellas incluía muchas más estrellas que las 850 documentadas por el astrónomo griego Hiparco (c. 190–c.120 a. C.) en su catálogo, y más que Ptolomeo (83–161 d. C.), quien catalogó más de 1000. Zhang apoyó la "influencia radiante" teoría para explicar los eclipses solares y lunares, una teoría a la que se opuso Wang Chong (27-97 d. C.). En el Ling Xian, Zhang escribió:
ранногинанноганногинанннанннанннанннныхнныхнныханнныханннинаннинаннныхнныхнныхннннныхныхныхныйныйныйннннныйныйннннннных.
El Sol es como fuego y la Luna como agua. El fuego da luz y el agua lo refleja. Así el resplandor de la luna se produce desde el resplandor del Sol, y la oscuridad de la Luna se debe a (la luz de) el sol siendo obstruido. El lado que mira al Sol está completamente iluminado, y el lado que está lejos de él es oscuro.
衆星юнанннанннанннанннаннинанннанннанннаннный,нанинанннинанинанинанннаннныйнаннннннныйныйныйныйныйныйнаннннннннннннннананнананннннаныйннананннннннннныйныйнныйныйнннннннаннннннннннннныйныйныйныйныйныйныйныйныйныйнныйныйныйныйнныйныйнаннныйныйнннаныйныйнныйный
Los planetas (así como la Luna) tienen la naturaleza del agua y reflejan la luz. La luz que sale del Sol no siempre llega a la luna debido a la obstrucción de la tierra misma, esto se llama "ànxū", un eclipse lunar. Cuando (un efecto similar) sucede con un planeta (lo llamamos) una ocultación; cuando la Luna pasa a través (el camino del Sol) entonces hay un eclipse solar.—Zhang Heng (AD 120), Sublime Model (Joseph Needham, trans.)
Zhang Heng también vio estos fenómenos astronómicos en términos sobrenaturales. Los signos de los cometas, los eclipses y los movimientos de los cuerpos celestes podrían ser interpretados por él como guías celestiales sobre cómo conducir los asuntos de estado. Los escritores contemporáneos también escribieron sobre eclipses y la esfericidad de los cuerpos celestes. El teórico de la música y matemático Jing Fang (78–37 a. C.) escribió sobre la forma esférica del Sol y la Luna mientras hablaba de los eclipses:
La Luna y los planetas son Yin; tienen forma pero no luz. Esto reciben sólo cuando el Sol los ilumina. Los antiguos maestros consideraron al Sol como una bala cruzada, y pensaron que la Luna tenía la naturaleza de un espejo. Algunos de ellos reconocieron a la Luna como una pelota también. Las partes de la Luna que el Sol ilumina parecen brillantes, aquellas partes que no lo hace, permanecen oscuras.
La teoría postulada por Zhang y Jing fue apoyada por científicos premodernos posteriores como Shen Kuo (1031-1095), quien amplió el razonamiento de por qué el Sol y la Luna eran esféricos. La teoría de la esfera celeste que rodea una Tierra plana y cuadrada fue criticada más tarde por el erudito y oficial de la dinastía Jin Yu Xi (fl. 307-345). Sugirió que la Tierra podría ser redonda como los cielos, una teoría de la Tierra esférica totalmente aceptada por el matemático Li Ye (1192-1279), pero no por la ciencia china convencional hasta la influencia europea en el siglo XVII.
Depósito extra para entrada de clepsidra
La clepsidra de salida era un dispositivo de cronometraje utilizado en China desde la dinastía Shang (c. 1600–c. 1050 a. C.), y ciertamente por la dinastía Zhou (1122–256 a. C.). La clepsidra de entrada con una varilla indicadora en un flotador se conocía en China desde el comienzo de la dinastía Han en 202 a. C. y había reemplazado al tipo de salida. Los chinos han notaron el problema con la caída de la cabeza de presión en el depósito, lo que ralentizaba el cronometraje del dispositivo a medida que se llenaba el recipiente de entrada. Zhang Heng fue el primero en abordar este problema, indicado en sus escritos de 117, al agregar un tanque de compensación adicional entre el depósito y el recipiente de entrada. Zhang también montó dos estatuillas de un inmortal chino y un guardia celestial en la parte superior de la clepsidra de entrada, las dos guiarían la varilla indicadora con la mano izquierda y señalarían las graduaciones con la derecha. Joseph Needham afirma que este fue quizás el antepasado de todos los gatos de reloj que más tarde harían sonar las horas que se encuentran en los relojes mecánicos en el siglo VIII, pero señala que estas figuras en realidad no se movían como figurillas de gatos de reloj ni hacían sonar las horas. Se agregaron muchos tanques de compensación adicionales a las clepsidras posteriores en la tradición de Zhang Heng. En 610, los ingenieros de la dinastía Sui (581–618), Geng Xun y Yuwen Kai, crearon una balanza de acero de brazos desiguales capaz de hacer ajustes estacionales en la cabeza de presión del tanque de compensación, de modo que pudiera controlar la velocidad del flujo de agua para diferentes longitudes. de día y de noche durante el año. Zhang mencionó un 'cuello de dragón de jade', que en épocas posteriores significaba un sifón. Escribió sobre los flotadores y las varillas indicadoras de la clepsidra de entrada de la siguiente manera:
♥為為水, inmediatamente después de esto,
Los vasos de bronce están hechos y colocados uno sobre el otro a diferentes niveles; están llenos de agua pura. Cada uno tiene en el fondo una pequeña abertura en la forma de un "caño de dragón de jade". El goteo de agua (desde arriba) entra en dos receptores de entrada (alternadamente), el izquierdo para la noche y el derecho para el día.
蓋ютеннный金,,;ctar胥,徒неннныеннныханннныханнныханнныханнных.
En las cubiertas de cada (receptor de entrada) hay pequeñas estatuillas de fundición en bronce gilt; la izquierda (noche) una es inmortal y la derecha (día) uno es un policía. Estas figuras guían el indicador-rod (flecha iluminada) con sus manos izquierdas, e indican las graduaciones en él con sus manos derechas, dando así el tiempo.
Esfera armilar accionada por agua
Zhang Heng es la primera persona que se sabe que aplicó fuerza motriz hidráulica (es decir, empleando una rueda hidráulica y una clepsidra) para hacer girar una esfera armilar, un instrumento astronómico que representa la esfera celeste. El astrónomo griego Eratóstenes (276-194 a. C.) inventó la primera esfera armilar en el 255 a. C. La esfera armilar china se desarrolló por completo en el año 52 a. C., con la adición del astrónomo Geng Shouchang de un anillo ecuatorial permanentemente fijo. En el año 84 d. C., los astrónomos Fu An y Jia Kui agregaron el anillo de la eclíptica y, finalmente, Zhang Heng agregó los anillos del horizonte y los meridianos. Esta invención se describe y atribuye a Zhang en citas de Hsu Chen y Li Shan, haciendo referencia a su libro Lou Shui Chuan Hun Thien I Chieh (Aparato para girar una esfera armilar de Clepsydra Water). Probablemente no era un libro real de Zhang, sino un capítulo de su Hun I o Hun I Thu Chu, escrito en 117 d.C. Su armilar accionado por agua influyó en el diseño de los relojes de agua chinos posteriores y condujo al descubrimiento del mecanismo de escape en el siglo VIII. El historiador Joseph Needham (1900–1995) afirma:
¿Cuáles fueron los factores que llevaron al primer reloj de escape en China? La tradición principal que condujo a Yi Xing (AD 725) fue, por supuesto, la sucesión de 'pre-horas' que había comenzado con Zhang Heng alrededor de 125. Se ha dado razón para creer que estas energías aplicadas al lento movimiento de giro de las esferas armilladoras computacionales y los globos celestes por medio de una rueda de agua utilizando goteo de clepsidra, que ejerció intermitentemente la fuerza de un tirón para actuar en los dientes de una rueda en un eje polar. Zhang Heng a su vez había compuesto este arreglo uniendo los anillos armillarios de sus predecesores en la esfera armalar ecuatorial, y combinándolo con los principios de los molinos de agua y los tráilómetros hidráulicos que se habían generalizado en la cultura china en el siglo anterior.
Zhang no inició la tradición china de la ingeniería hidráulica, que comenzó a mediados de la dinastía Zhou (c. siglo VI a. C.), a través del trabajo de ingenieros como Sunshu Ao y Ximen Bao. El contemporáneo de Zhang, Du Shi, (fallecido en el 38 d. C.) fue el primero en aplicar la fuerza motriz de las ruedas hidráulicas para hacer funcionar los fuelles de un alto horno para fabricar arrabio y el horno de cúpula para fabricar hierro fundido. Zhang proporcionó una valiosa descripción de su esfera armilar accionada por agua en el tratado de 125, afirmando:
El anillo ecuatorial va alrededor del vientre de la esfera armillar 91 y 5/19 (de acuerdo) lejos del polo. El círculo de la eclíptica también va alrededor del vientre del instrumento en un ángulo de 24 (de acuerdo) con el ecuador. Así en el solsticio de verano el eclíptico es de 67 (de acuerdo) y una fracción lejos del polo, mientras que en el solsticio de invierno es 115 (de acuerdo) y una fracción de distancia. Por lo tanto (los puntos) donde el eclíptico y el ecuador intersectan debe dar las distancias polares norte de los equinoccios primavera y otoño. Pero ahora (se ha registrado que) el equinoccio de primavera está a 90 y 1/4 (degrados) lejos del polo, y el equinoccio de otoño está a 92 y 1/4 (degrados) de distancia. La figura anterior se adopta sólo porque está de acuerdo con el método (resultos obtenidos por el) de medición de las sombras solares solsticiosas como encarnado en el calendario Xia (dinastía).
La esfera armilar accionada por agua de Zhang Heng tuvo profundos efectos en la astronomía y la ingeniería mecánica chinas en las generaciones posteriores. Su modelo y su complejo uso de engranajes influyeron en gran medida en los instrumentos accionados por agua de astrónomos posteriores como Yi Xing (683–727), Zhang Sixun (fl. siglo X), Su Song (1020–1101), Guo Shoujing (1231– 1316), y muchos otros. Las esferas armilares impulsadas por agua en la tradición de Zhang Heng se usaron en las eras de los Tres Reinos (220-280) y la Dinastía Jin (266-420), pero el diseño estuvo temporalmente fuera de uso entre 317 y 418, debido a las invasiones de los nómadas del norte de Xiongnu. Los instrumentos antiguos de Zhang Heng se recuperaron en 418, cuando el emperador Wu de Liu Song (r. 420–422) capturó la antigua capital de Chang'an. Aunque todavía intactas, las marcas de graduación y las representaciones de las estrellas, la Luna, el Sol y los planetas estaban bastante desgastadas por el tiempo y el óxido. En 436, el emperador ordenó a Qian Luozhi, el secretario de la Oficina de Astronomía y Calendario, que recreara el dispositivo de Zhang, lo que logró hacer con éxito. El globo celeste accionado por agua de Qian todavía estaba en uso en la época de la dinastía Liang (502-557), y en las dinastías posteriores se diseñaron modelos sucesivos de esferas armilares accionadas por agua.
Sismoscopio de Zhang
Desde los primeros tiempos, los chinos se preocuparon por la fuerza destructiva de los terremotos. Se registró en los Registros del gran historiador de Sima Qian del año 91 a. C. que en el año 780 a. C. un terremoto había sido lo suficientemente poderoso como para desviar el curso de tres ríos. No se sabía en ese momento que los terremotos eran causados por el desplazamiento de las placas tectónicas en la corteza terrestre; en cambio, la gente de la antigua dinastía Zhou los explicó como perturbaciones con el yin y el yang cósmicos, junto con los cielos & # 39; descontento con los actos cometidos (o los agravios de la gente común ignorados) por la actual dinastía gobernante. Estas teorías se derivaron en última instancia del texto antiguo del Yijing (Libro de los Cambios), en su quincuagésimo primer hexagrama. Hubo otras teorías tempranas sobre los terremotos, desarrolladas por personas como los antiguos griegos. Anaxágoras (c. 500–428 a. C.) creía que eran causados por el exceso de agua cerca de la corteza superficial de la tierra que irrumpía en los huecos de la Tierra; Demócrito (c. 460-370 a. C.) creía que la saturación de agua de la Tierra los causaba; Anaxímenes (c. 585–c. 525 a. C.) creía que eran el resultado de la caída de piezas masivas de la Tierra en los huecos cavernosos debido a la desecación; y Aristóteles (384-322 a. C.) creía que eran causados por la inestabilidad del vapor (pneuma) provocada por el secado de la Tierra húmeda por los rayos del sol.
Durante la dinastía Han, muchos eruditos, incluido Zhang Heng, creían en los 'oráculos de los vientos'. Estos oráculos de lo oculto observaron la dirección, la fuerza y el momento de los vientos, para especular sobre el funcionamiento del cosmos y predecir eventos en la Tierra. Estas ideas influyeron en las opiniones de Zhang Heng sobre la causa de los terremotos.
En 132, Zhang Heng presentó a la corte Han lo que muchos historiadores consideran su invento más impresionante, el primer sismoscopio. Un sismoscopio registra los movimientos de las sacudidas de la Tierra, pero a diferencia de un sismómetro, no retiene un registro de tiempo de esos movimientos. Fue nombrada "veleta de terremoto" (hòufēng dìdòngyí 候風地動儀), y pudo determinar aproximadamente la dirección (de ocho direcciones) de donde provino el terremoto. Según el Libro de Han Posterior (compilado por Fan Ye en el siglo V), su dispositivo de bronce en forma de urna, con un péndulo oscilante en el interior, pudo detectar la dirección de un terremoto a cientos de millas. /kilómetros de distancia. Esto fue fundamental para que el gobierno Han enviara ayuda y socorro rápidos a las regiones devastadas por este tipo de desastres naturales. El Libro de Han Posterior registra que, en una ocasión, se activó el dispositivo de Zhang, aunque ningún observador había sentido ninguna perturbación sísmica; varios días después llegó un mensajero del oeste e informó que se había producido un terremoto en Longxi (actual provincia de Gansu), la misma dirección que había indicado el dispositivo de Zhang, y por lo tanto el tribunal se vio obligado a admitir la eficacia del dispositivo..
Para indicar la dirección de un terremoto lejano, el dispositivo de Zhang dejó caer una bola de bronce desde una de las ocho proyecciones tubulares con forma de cabeza de dragón; la bola cayó en la boca de un objeto de metal correspondiente con forma de sapo, cada uno representando una dirección como los puntos de una rosa de los vientos. Su dispositivo tenía ocho brazos móviles (para las ocho direcciones) conectados con manivelas que tenían mecanismos de captura en la periferia. Cuando se disparaba, una manivela y una palanca de ángulo recto levantarían una cabeza de dragón y liberarían una bola que había sido sostenida por la mandíbula inferior de la cabeza de dragón. Su dispositivo también incluía un pasador vertical que pasaba a través de una ranura en la manivela, un dispositivo de captura, un pivote en una proyección, una eslinga que suspendía el péndulo, un accesorio para la eslinga y una barra horizontal que soportaba el péndulo. Wang Zhenduo (王振鐸) argumentó que la tecnología de la era Han del Este era lo suficientemente sofisticada como para producir un dispositivo de este tipo, como lo demuestran las palancas y manivelas contemporáneas que se usan en otros dispositivos, como los gatillos de ballesta.
Los chinos posteriores de períodos posteriores pudieron reinventar el sismoscopio de Zhang. Incluyeron al matemático y topógrafo del siglo VI Xindu Fang de la dinastía Qi del Norte (550–577) y al astrónomo y matemático Lin Xiaogong de la dinastía Sui (581–618). Al igual que Zhang, Xindu Fang y Lin Xiaogong recibieron patrocinio imperial por sus servicios en la artesanía de dispositivos para la corte. En la época de la dinastía Yuan (1271-1368), se reconoció que todos los dispositivos fabricados anteriormente se conservaron, excepto el del sismoscopio. Esto fue discutido por el erudito Zhou Mi alrededor de 1290, quien comentó que los libros de Xindu Fang y Lin Xiaogong que detallan sus dispositivos sismológicos ya no se encontraban. Horwitz, Kreitner y Needham especulan si los sismógrafos de la era de la dinastía Tang (618–907) llegaron al Japón contemporáneo; según Needham, "instrumentos de tipo aparentemente tradicional allí en los que un péndulo lleva pasadores que se proyectan en muchas direcciones y capaces de perforar un cilindro de papel circundante, se han descrito."
Hong-sen Yan afirma que las réplicas modernas del dispositivo de Zhang no han logrado alcanzar el nivel de precisión y sensibilidad descrito en los registros históricos chinos. Wang Zhenduo presentó dos modelos diferentes del sismoscopio basados en las antiguas descripciones del dispositivo de Zhang. En su reconstrucción de 1936, el pilar central (du zhu) del dispositivo era un péndulo suspendido que actuaba como sensor de movimiento, mientras que el pilar central de su segundo modelo en 1963 era un péndulo invertido. Según Needham, mientras trabajaba en el Observatorio Sismológico de la Universidad de Tokio en 1939, Akitsune Imamura y Hagiwara hicieron una reconstrucción del dispositivo de Zhang. Si bien fueron John Milne y Wang Zhenduo quienes argumentaron desde el principio que el 'pilar central' de Zhang; era un péndulo suspendido, Imamura fue el primero en proponer un modelo invertido. Argumentó que el impacto transversal habría hecho ineficaz el mecanismo de inmovilización de Wang, ya que no habría impedido un mayor movimiento que podría sacar otras bolas de su posición. El 13 de junio de 2005, los sismólogos chinos modernos anunciaron que habían creado con éxito una réplica del instrumento.
Anthony J. Barbieri-Low, profesor de historia antigua de China en la Universidad de California, Santa Bárbara, nombra a Zhang Heng como uno de varios funcionarios de alto rango de la etnia han del este que se dedicaban a las artesanías que tradicionalmente estaban reservadas para los artesanos (gong 工), como la ingeniería mecánica. Barbieri-Low especula que Zhang solo diseñó su sismoscopio, pero en realidad no fabricó el dispositivo él mismo. Afirma que lo más probable es que este haya sido el trabajo de los artesanos encargados por Zhang. Él escribe: "Zhang Heng era un oficial de rango moderadamente alto y no podía ser visto sudando en las fundiciones con los artesanos gong y los esclavos del gobierno. Lo más probable es que haya trabajado en colaboración con los fundidores profesionales y los fabricantes de moldes en los talleres imperiales."
Cartografía
El cartógrafo y oficial de las dinastías Wei (220–265) y Jin (266–420) Pei Xiu (224–271) fue el primero en China en describir en su totalidad la referencia de cuadrícula geométrica para mapas que permitía mediciones precisas utilizando un escala graduada, así como elevación topográfica. Sin embargo, la elaboración de mapas en China existía desde al menos el siglo IV a. C. con los mapas del estado de Qin encontrados en Gansu en 1986. La precisión precisa de los cursos sinuosos de los ríos y la familiaridad con la distancia a escala se conocían desde las dinastías Qin y Han. respectivamente, como lo demuestran sus mapas existentes, mientras que el uso de una cuadrícula rectangular también se conocía en China desde los Han. El historiador Howard Nelson afirma que, aunque los relatos del trabajo cartográfico de Zhang Heng son un tanto vagos e incompletos, existe amplia evidencia escrita de que Pei Xiu derivó el uso de la referencia de cuadrícula rectangular de los mapas de Zhang Heng. Rafe de Crespigny afirma que fue Zhang quien estableció el sistema de cuadrícula rectangular en la cartografía china. Needham señala que el título de su libro Flying Bird Calendar puede haber sido un error, y que el libro se titula con mayor precisión Bird's Eye Map. El historiador Florian C. Reiter señala que la narrativa de Zhang "Guitian fu" contiene una frase sobre aplaudir los mapas y documentos de Confucio de la dinastía Zhou, que Reiter sugiere que coloca los mapas (tu) en el mismo nivel de importancia que los documentos (shu). Está documentado que Zhang Heng presentó por primera vez un mapa de geografía física en 116 d. C., llamado Ti Hsing Thu.
Odómetro y carro que apunta al sur
A Zhang Heng se le suele atribuir la invención del primer cuentakilómetros, un logro que también se atribuye a Arquímedes (c. 287-212 a. C.) y Heron de Alejandría (fl. 10 -70 d. C.). Dispositivos similares fueron utilizados por los imperios romano y chino Han aproximadamente en el mismo período. En el siglo III, los chinos habían llamado al dispositivo jili guche (記里鼓車, "carro de tambor de grabación de li" (la medida moderna de li = 500 m/1640 ft).
Los textos chinos antiguos describen las funciones del carro mecánico; después de atravesar un li, una figura de madera accionada mecánicamente golpeaba un tambor, y después de cubrir diez li, otra figura de madera golpeaba un gong o una campana con su brazo accionado mecánicamente. Sin embargo, hay evidencia que sugiere que la invención del odómetro fue un proceso gradual en la dinastía Han de China que se centró en los 'hombres huang': gente de la corte (es decir, eunucos, funcionarios del palacio, asistentes y familiares, actores, acróbatas, etc.) que seguían la procesión musical del "carro-tambor" real. Existe la especulación de que en algún momento durante el siglo I a. C., el sonido de los tambores y los gongs era impulsado mecánicamente por la rotación de las ruedas de la carretera. Este podría haber sido en realidad el diseño de Luoxia Hong (c. 110 a. C.), pero al menos en 125 ya se conocía el carro del cuentakilómetros mecánico, como se representa en un mural de la tumba de Xiao Tang Shan.
El carro que apunta al sur fue otro dispositivo mecánico acreditado a Zhang Heng. Era un vehículo de brújula no magnética en forma de carro de dos ruedas. Los engranajes diferenciales impulsados por las ruedas del carro permitían que una figurilla de madera (con la forma de un ministro de Estado chino) apuntara constantemente hacia el sur, de ahí su nombre. El Song Shu (c. 500 d.C.) registra que Zhang Heng lo reinventó a partir de un modelo utilizado en la era de la dinastía Zhou, pero el violento colapso de la dinastía Han desafortunadamente no permitió que se conservara.. Ya sea que Zhang Heng lo haya inventado o no, Ma Jun (200-265) logró crear el carro en el siglo siguiente.
Legado
Ciencia y tecnología
Los inventos mecánicos de Zhang Heng influyeron en inventores chinos posteriores, como Yi Xing, Zhang Sixun, Su Song y Guo Shoujing. Su Song nombró directamente la esfera armilar accionada por agua de Zhang como inspiración para su torre del reloj del siglo XI. El modelo cósmico de nueve puntos del Cielo correspondientes a nueve regiones de la tierra concebido en el trabajo del erudito y funcionario Chen Hongmou (1696–1771) siguió la tradición del libro de Zhang Constitución espiritual del universo. El sismólogo John Milne, quien creó el sismógrafo moderno en 1876 junto con Thomas Gray y James A. Ewing en el Colegio Imperial de Ingeniería de Tokio, comentó en 1886 sobre las contribuciones de Zhang Heng a la sismología. El historiador Joseph Needham enfatizó sus contribuciones a la tecnología china premoderna y afirmó que Zhang se destacó incluso en su día por ser capaz de 'hacer girar tres ruedas como si fueran una'. Más de un erudito ha descrito a Zhang como un erudito. Sin embargo, algunos académicos también señalan que la escritura de Zhang carece de teorías científicas concretas. Al comparar a Zhang con su contemporáneo, Ptolomeo (83-161) del Egipto romano, Jin Guantao, Fan Hongye y Liu Qingfeng afirman:
- Basado en las teorías de sus predecesores, Zhang Heng sistemáticamente desarrolló la teoría de la esfera celestial. Un blindaje construido sobre la base de sus hipótesis lleva una notable similitud con la teoría centrada en la tierra de Ptolomeo. Sin embargo, Zhang Heng no propuso definitivamente un modelo teórico como el de Ptolemy centrado en la tierra. Es asombroso que el modelo celestial Zhang Heng construido fuera casi un modelo físico de la teoría centrada en la tierra de Ptolemy. Sólo un solo paso separa el globo celestial de la teoría centrada en la tierra, pero los astrónomos chinos nunca tomaron ese paso.
- Aquí podemos ver lo importante que es la función ejemplar de la estructura científica primitiva. Para utilizar el sistema euclidiano de geometría como modelo para el desarrollo de la teoría astronómica, Ptolomeo primero tuvo que seleccionar hipótesis que podrían servir como axiomas. Él consideraba naturalmente el movimiento circular como fundamental y luego usó el movimiento circular de los aferentes y epiciclos en su teoría centrada en la tierra. Aunque Zhang Heng entendió que el sol, la luna y los planetas se mueven en círculos, carecía de un modelo para una teoría lógicamente estructurada y así no podía establecer una teoría astronómica correspondiente. La astronomía china estaba más interesada en extraer las características algebraicas del movimiento planetario (es decir, la longitud de los períodos cíclicos) para establecer teorías astronómicas. Así la astronomía se redujo a operaciones aritméticas, extrayendo múltiplos y divisores comunes de los movimientos cíclicos observados de los cuerpos celestes.
Literatura poética
La poesía de Zhang fue muy leída durante su vida y después de su muerte. Además de la compilación de Xiao Tong mencionada anteriormente, el funcionario de Wu oriental Xue Zong (m. 237) escribió un comentario sobre los poemas de Zhang "Dongjing fu" y "Xijing fu". El influyente poeta Tao Qian escribió que admiraba la poesía de Zhang Heng por su "frenar la dicción extravagante y apuntar a la simplicidad", en lo que respecta a la tranquilidad y rectitud percibidas que se correlacionan con el lenguaje simple pero efectivo del poeta. Tao escribió que tanto Zhang Heng como Cai Yong "evitaron el lenguaje inflado, apuntando principalmente a la simplicidad", y agregó que sus "composiciones comienzan expresando libremente sus fantasías pero terminan con una nota de tranquilidad, sirviendo admirablemente para contener la naturaleza indisciplinada y apasionada".
Honores póstumos
Zhang recibió grandes honores en vida y muerte. El filósofo y poeta Fu Xuan (217–278) de las dinastías Wei y Jin una vez se lamentó en un ensayo por el hecho de que Zhang Heng nunca fue colocado en el Ministerio de Obras. Escribiendo muy bien a Zhang y al ingeniero mecánico del siglo III Ma Jun, Fu Xuan escribió: "Ninguno de ellos fue funcionario del Ministerio de Obras Públicas, y su ingenio no benefició al mundo". Cuando (las autoridades) emplean personal sin tener en cuenta el talento especial, y habiendo oído hablar de genios, ni siquiera lo prueban, ¿no es esto odioso y desastroso?"
En honor a los logros de Zhang en ciencia y tecnología, su amigo Cui Ziyu (Cui Yuan) escribió una inscripción conmemorativa en su estela funeraria, que se ha conservado en el Guwen yuan. Cui declaró, "[Zhang Heng's] los cálculos matemáticos agotaron (los enigmas de) los cielos y la tierra. Sus inventos eran comparables incluso a los del Autor del Cambio. La excelencia de su talento y el esplendor de su arte eran uno con los de los dioses." El funcionario menor Xiahou Zhan (243–291) de la dinastía Wei hizo una inscripción para colocar su propia estela conmemorativa en la tumba de Zhang Heng. Decía: 'Desde que los caballeros han compuesto textos literarios, ninguno ha sido tan hábil como el Maestro [Zhang Heng] en elegir bien sus palabras... si tan solo los muertos pudieran resucitar, oh, entonces podría volverme hacia él por un maestro!"
Varias cosas han recibido el nombre de Zhang en los tiempos modernos, incluido el cráter lunar Chang Heng, el asteroide 1802 Zhang Heng y el mineral zhanghengita. En 2018, China lanzó un satélite de investigación llamado China Seismo-Electromagnetic Satellite (CSES), que también se llama Zhangheng-1 (ZH-1).
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