Nach Süden weisender Streitwagen - South-pointing chariot

Ausstellung im Science Museum in London, England. Dieser mutmaßliche Modellwagen enthält ein Differentialgetriebe .
Nach Süden weisender Streitwagen
Traditionelles Chinesisch 指南 車
Vereinfachtes Chinesisch 指南 车

Der nach Süden weisende Streitwagen (oder Kutsche ) war ein altes chinesisches zweirädriges Fahrzeug, das einen beweglichen Zeiger trug, um den Süden anzuzeigen , egal wie der Streitwagen drehte. Normalerweise hatte der Zeiger die Form einer Puppe oder Figur mit ausgestrecktem Arm. Der Streitwagen wurde angeblich als Kompass für die Navigation verwendet und könnte auch andere Zwecke gehabt haben.

Die alten Chinesen erfanden ein Mobil wie Panzerwagen im 5. Jahrhundert vor Christus die gerufene Dongwu Che ( Chinese :洞屋车). Es wurde verwendet, um Krieger auf dem Schlachtfeld zu schützen. Der chinesische Kriegswagen war als eine Art mobiler Schutzwagen mit schuppenartigem Dach konzipiert. Es würde dazu dienen, zu Stadtbefestigungen aufgerollt zu werden, um Pionieren zu schützen , die darunter graben, um das Fundament einer Mauer zu schwächen. Der frühe chinesische Kriegswagen wurde zur Grundlage der Technologien für die Herstellung alter chinesischer nach Süden weisender Streitwagen.

Es gibt Legenden von früheren nach Süden weisenden Streitwagen, aber der erste zuverlässig dokumentierte wurde von dem chinesischen Maschinenbauingenieur Ma Jun (ca. 200-265) aus Cao Wei während der Drei Königreiche geschaffen . Es gibt keine alten Streitwagen mehr, aber viele erhaltene alte chinesische Texte erwähnen sie und sagen, dass sie bis etwa 1300 zeitweise verwendet wurden. Einige enthalten Informationen über ihre inneren Bestandteile und Funktionsweisen.

Es gab wahrscheinlich mehrere Arten von nach Süden weisenden Streitwagen, die unterschiedlich funktionierten. In den meisten oder allen von ihnen betätigten die rotierenden Straßenräder mechanisch einen Getriebemechanismus , um den Zeiger korrekt ausgerichtet zu halten. Der Mechanismus hatte keine Magnete und erkannte nicht automatisch, welche Richtung Süden war. Der Zeiger wurde zu Beginn einer Fahrt mit der Hand nach Süden gerichtet. Anschließend drehte der Mechanismus bei jeder Drehung des Streitwagens den Zeiger relativ zum Wagenkörper, um der Drehung entgegenzuwirken und den Zeiger in einer konstanten Richtung, nach Süden, zu halten. Somit führte der Mechanismus eine Art gerichtete Koppelnavigation durch , die von Natur aus anfällig für kumulative Fehler und Unsicherheiten ist. Die Mechanismen einiger Streitwagen hatten möglicherweise Differentialgetriebe , eine Technologie, die seit dem antiken griechischen Antikythera-Mechanismus nicht mehr zu sehen war .

Historische Texte

Früheste Quellen

Ein Bild eines nach Süden weisenden Streitwagens von Sancai Tuhui (erstmals 1609) veröffentlicht

Der nach Süden weisende Streitwagen, ein mit Rädern versehenes Fahrzeug mit mechanischem Getriebe, das verwendet wurde, um die südliche Himmelsrichtung (ohne Magnetik) zu erkennen, wurde von Ma's Zeitgenosse Fu Xuan kurz beschrieben . Die zeitgenössische Quelle der Weilüe aus dem 3. Jahrhundert , geschrieben von Yuan Huan, einem Politiker der östlichen Han-Dynastie, beschrieb auch den nach Süden weisenden Streitwagen, der dem chinesischen Maschinenbauingenieur und Politiker Ma Jun gehörte . Der von Guo Yuansheng verfasste Text aus der Jin-Dynastie (266–420) der Shu Zheng Ji (Aufzeichnungen über Militärexpeditionen) berichtete, dass nach Süden gerichtete Streitwagen oft im nördlichen Torhaus der Regierungswerkstätten (Shang Fang) der Hauptstadt. Das später geschriebene Song Shu ( Buch des Liedes ) (6. Jahrhundert) zeichnete jedoch das Design und die Verwendung des nach Süden weisenden Streitwagens detaillierter auf und erstellte die Hintergrundlegende der (angeblichen) Verwendung des Geräts lange vor Mas Zeit, in der Westliche Zhou-Dynastie (1050-771 v. Chr.). Das Buch enthielt auch eine Beschreibung der Neuerfindung und Verwendung des nach Süden weisenden Streitwagens in Zeiten nach Ma Jun und den Drei Königreichen. Der Text aus dem 6. Jahrhundert, übersetzt vom britischen Wissenschaftler und Historiker Joseph Needham , lautet wie folgt (der nach Süden weisende Wagen wird als nach Süden weisender Wagen bezeichnet):

Der nach Süden weisende Wagen wurde zuerst vom Herzog von Zhou (Anfang des 1. Jahrtausends v . Chr. ) gebaut, um bestimmte Gesandte, die aus großer Entfernung über die Grenzen gekommen waren, nach Hause zu bringen. Das zu durchquerende Land war eine grenzenlose Ebene, in der die Menschen die Orientierung nach Osten und Westen verloren, so dass (der Herzog) dieses Fahrzeug anfertigen ließ, damit die Gesandten Nord und Süd unterscheiden konnten. Das Gui Gu Zi- Buch sagt, dass die Leute des Staates Zheng beim Sammeln von Jade immer einen „Südzeiger“ bei sich trugen und dadurch nie Zweifel an ihrer Position hatten. Während der Qin- und der ehemaligen Han- Dynastie war jedoch nichts mehr von dem Fahrzeug zu hören. In der Späteren Han- Zeit erfand Zhang Heng es neu, aber aufgrund der Verwirrung und Unruhen am Ende der Dynastie wurde es nicht erhalten.

Im Bundesstaat Wei (in der San Guo- Zeit) waren Gaotong Long und Qin Lang beide berühmte Gelehrte; sie stritten vor Gericht über den nach Süden weisenden Wagen und sagten, so etwas gebe es nicht und die Geschichte sei Unsinn. Aber während der Qing-langen Regierungszeit (233–237) beauftragte der Kaiser Ming Di den Gelehrten Ma Jun, einen zu bauen, und er hatte gebührend Erfolg. Dies ging wiederum während der Schwierigkeiten bei der Gründung der Jin-Dynastie verloren .

Später ließ Shi Hu (Kaiser der Jie Later Zhao Dynastie) einen von Xie Fei anfertigen, und wiederum Linghu Sheng fertigte einen für Yao Xing (Kaiser der Späteren Qin Dynastie). Letzteres wurde im 13. Jahr der Yi-xi-Regierungszeit (417) von Kaiser An Di der Jin erworben und gelangte schließlich in die Hände von Kaiser Wu Di aus der Liu Song-Dynastie, als er die Verwaltung von . übernahm Chang'an . Sein Aussehen und sein Aufbau ähnelten dem eines Trommelwagens ( Kilometerzähler ). Oben wurde eine Holzfigur eines Mannes mit erhobenem und nach Süden weisendem Arm gestellt (und der Mechanismus war so angeordnet, dass), obwohl sich der Wagen immer wieder drehte, der Zeigerarm immer noch den Süden anzeigte . Bei Staatsumzügen ging der nach Süden weisende Wagen voran, begleitet von der kaiserlichen Garde.

Diese Fahrzeuge, die von barbarischen ( Qiang ) Arbeitern gebaut worden waren, funktionierten nicht besonders gut. Obwohl sie nach Süden gerichtete Wagen genannt wurden, zeigten sie sehr oft nicht richtig und mussten Schritt für Schritt Kurven durchfahren, mit Hilfe von jemandem im Inneren, der die Maschinerie justierte. Der geniale Mann aus Fanyang , Zi Zu Chongzhi, sagte daher häufig, dass ein neuer (und richtig automatischer) nach Süden gerichteter Wagen gebaut werden sollte. Gegen Ende der Sheng-Ming-Regierungszeit (477–479) beauftragte Kaiser Shun Di während der Amtszeit des Prinzen von Qi (Zi Zu Chongzhi) eine solche zu bauen, und als sie fertiggestellt war, wurde sie von Wang . getestet Seng-qian, Militärgouverneur von Tanyang, und Liu Hsiu, Präsident des Zensorenrats. Die Verarbeitung war ausgezeichnet, und obwohl der Wagen verdreht und in hundert Richtungen gedreht wurde, zeigte die Hand immer nach Süden. Unter der Jin hatte sich außerdem noch ein nach Süden zeigendes Schiff befunden.

Der letzte Satz der Passage ist für die Seeschifffahrt von großem Interesse, da der für die Seefahrtsnavigation verwendete Magnetkompass erst zur Zeit von Shen Kuo (1031-1095) verwendet wurde. Obwohl der Song Shu- Text frühere Präzedenzfälle des nach Süden weisenden Streitwagens vor der Zeit von Ma Jun beschreibt, ist dies nicht ganz glaubwürdig, da es keine Texte aus der Zeit vor der Han- oder Han-Dynastie gibt, die das Gerät beschreiben. Tatsächlich war die erste bekannte Quelle, die Geschichten über seine legendäre Verwendung während der Zhou-Zeit beschreibt, das Gu Jin Zhu- Buch von Cui Bao (um 300), das kurz nach der Ära der Drei Königreiche geschrieben wurde. Cui Bao schrieb auch, dass die komplizierten Konstruktionsdetails für das Gerät einst in den Shang Fang Gu Shi ( Traditionen der kaiserlichen Werkstätten ) geschrieben wurden, aber das Buch ging zu seiner Zeit verloren.

Lehrender Spielzeugwagen für Kinder in chinesischer Ausstellung auf der Expo 2005 in Japan

Japan

Die Erfindung des nach Süden weisenden Streitwagens gelangte im 7. Jahrhundert auch nach Japan . Der Nihon Shoki (The Chronicles of Japan) von 720 beschrieb die früheren chinesischen buddhistischen Mönche Zhi Yu und Zhi You, die 658 mehrere nach Süden weisende Streitwagen für Kaiser Tenji von Japan bauten. Dies wurde von mehreren weiteren Streitwagen-Geräten gefolgt, die ebenfalls im Jahr 666 gebaut wurden .

Lied Shi

Der nach Süden weisende Streitwagen wurde auch mit der früheren Erfindung des Kilometerzählers (auch griechisch-römisch ) aus der Han-Dynastie kombiniert , einem mechanischen Gerät zur Messung der zurückgelegten Strecke, das in allen modernen Automobilen zu finden ist . Im historischen Text der Song-Dynastie (960-1279) des Song Shi (zusammengetragen 1345) wurde erwähnt, dass die Ingenieure Yan Su (1027) und Wu Deren (1107) beide nach Süden weisende Streitwagen schufen, die als folgt. (In der Übersetzung von Needham werden Zoll und Fuß (ft) als Einheiten für die Entfernung verwendet. 1 Zoll entspricht 25,4 Millimeter. 1 Fuß entspricht 12 Zoll oder 304,8 mm.)

Im 5. Jahr der Tian-Sheng-Herrschaftszeit des Kaisers Renzong (1027) baute Yan Su, ein Abteilungsleiter im Arbeitsministerium, eine nach Süden weisende Kutsche. Er erinnerte an den Thron und sagte [nach der üblichen historischen Einführung]: "Während der fünf Dynastien und bis zur herrschenden Dynastie gab es, soweit ich weiß, niemanden, der in der Lage war, ein solches Fahrzeug zu bauen. Aber jetzt habe ich now habe selbst ein Design erfunden und ist es gelungen, es zu vervollständigen".

"Die Methode beinhaltet die Verwendung einer Kutsche mit einer einzigen Stange (für zwei Pferde). Über dem äußeren Rahmen des Kutschenkörpers befindet sich eine Abdeckung in zwei Stockwerken. Stellen Sie oben ein Holzbild eines Xian (unsterblich) ein, streckt seinen Arm aus, um den Süden anzuzeigen Verwenden Sie 9 große und kleine Räder mit insgesamt 120 Zähnen, dh 2 Fußräder (dh Straßenräder, auf denen der Wagen läuft) 6 Fuß hoch und 4,50 m in Umfang, an den Fußrädern befestigt, 2 vertikale untergeordnete Räder, 2,40 m Durchmesser und 2,20 m Umfang, jeweils mit 24 Zähnen, wobei die Zähne im Abstand von 3 Zoll voneinander entfernt sind.

"... Dann unterhalb der Querstange am Ende der Stange zwei kleine vertikale Räder von 3 Zoll Durchmesser und durchbohrt von einer Eisenachse, links 1 kleines horizontales Rad, 1,2 Fuß Durchmesser, mit 12 Zähnen, rechts 1 kleines horizontales Rad, 1,2 Fuß Durchmesser, mit 12 Zähnen, in der Mitte 1 großes horizontales Rad, mit Durchmesser 4,8 Fuß und Umfang 14,4 Fuß, mit 48 Zähnen, die Zähne im Abstand von 3 Zoll; in der Mitte eine vertikale Welle, die die Mitte (des großen horizontalen Rades) durchdringt, 8 Fuß hoch und 3 Zoll im Durchmesser, an der Spitze die Holzfigur des Xian trägt .

"Wenn sich der Wagen (nach Süden) bewegt, lassen Sie die Holzfigur nach Süden zeigen. Wenn er nach Osten fährt (und geht), wird das (hintere Ende der) Stange nach rechts geschoben; das am rechten Straßenrad angebrachte untergeordnete Rad dreht sich 12 Zähne nach vorne, dabei das rechte kleine horizontale Rad eine Umdrehung (und so) mit dem mittleren großen horizontalen Rad eine Vierteldrehung nach links drehen Wenn es sich um 12 Zähne gedreht hat, bewegt sich der Schlitten nach Osten und die Holzfigur steht quer und zeigt nach Süden, dreht (und geht) es nach Westen, wird das (hintere Ende des) Pols nach links geschoben, das am linken Laufrad befestigte untergeordnete Rad dreht sich mit dem Laufrad vorwärts 12 Zähne, dabei das linke kleine horizontale Rad eine Umdrehung ziehen und das mittlere große horizontale Rad eine Viertelumdrehung nach rechts drücken.Wenn es sich um 12 Zähne gedreht hat, bewegt sich der Wagen genau nach Westen, aber die Holzfigur steht immer noch quer und zeigt nach Süden nach Norden reisen möchte, erfolgt die Wende, ob nach Osten oder Westen, auf die gleiche Weise."

Nach dieser ersten Beschreibung von Yan Sus Gerät beschreibt der Text weiterhin die Arbeit von Wu Deren, der ein Gerät mit Rädern herstellte, das den Kilometerzähler und den nach Süden zeigenden Wagen kombiniert:

Es wurde angeordnet, dass die Methode an die (zuständigen) Beamten weitergegeben wird, damit die Maschine hergestellt werden kann. Im ersten Jahr der Da-Guan-Regierungszeit (1107) präsentierte der Kammerherr Wu Deren Spezifikationen des nach Süden weisenden Wagens und des Wagens mit der li-Aufzeichnungstrommel (Kilometerzähler). Die beiden Fahrzeuge wurden hergestellt und erstmals in diesem Jahr bei der großen Zeremonie des Ahnenopfers verwendet.

Der Körper des nach Süden gerichteten Wagens war 11,15 Fuß (lang), 9,5 Fuß breit und 10,9 Fuß tief. Die Wagenräder hatten einen Durchmesser von 5,7 ft, die Wagenstange 10,5 ft lang und der Wagenkasten war zweistöckig, oben und unten. In der Mitte wurde eine Trennwand platziert. Oben stand eine Figur eines Xianers , der eine Rute hielt, links und rechts Schildkröten und Kraniche, je einer zu beiden Seiten, und vier Jungenfiguren, die jeweils eine Quaste hielten. In der oberen Etage befanden sich an den vier Ecken Auslösemechanismen und auch 13 horizontale Räder, jedes 1,85 Fuß im Durchmesser, 5,55 Fuß im Umfang, mit 32 Zähnen im Abstand von 1,8 Zoll. Eine zentrale Welle, die auf der Trennwand montiert ist, wird nach unten durchbohrt.

In der unteren Etage befanden sich 13 Räder. In der Mitte befand sich das größte horizontale Rad mit einem Durchmesser von 3,8 Fuß, einem Umfang von 11,4 Fuß und mit 100 Zähnen im Abstand von 2,1 Zoll. (Auf vertikalen Achsen) bis zur Spitze (des Abteils) links und rechts reichend, befanden sich zwei kleine horizontale Räder, die sich heben und senken konnten und an jedem ein Eisengewicht (befestigt) waren. Jeder von ihnen hatte einen Durchmesser von 1,1 Fuß und einen Umfang von 3,3 Fuß mit 17 Zähnen in Abständen von 1,9 Zoll auseinander. Wieder waren links und rechts Räder angebracht, eines auf jeder Seite, mit einem Durchmesser von 1,55 Fuß, einem Umfang von 4,65 Fuß und mit 24 Zähnen in Abständen von 2,1 Zoll.

Links und rechts waren auch Doppelzahnräder (wörtl. Tierräder), ein Paar auf jeder Seite. Jedes der unteren Komponentenzahnräder hatte einen Durchmesser von 2,1 Fuß und einen Umfang von 6,3 Fuß mit 32 Zähnen in Abständen von 2,1 Zoll. Jedes der oberen Komponentenzahnräder hatte einen Durchmesser von 1,2 Fuß und einen Umfang von 3,6 Fuß mit 32 Zähnen in Abständen von 1,1 Zoll. Auf jedem der Straßenräder des Wagens, links und rechts, befand sich ein vertikales Rad mit einem Durchmesser von 2,2 Fuß, einem Umfang von 6,6 Fuß mit 32 Zähnen in Abständen von 2,25 Zoll. Sowohl links als auch rechts am hinteren Ende der Stange befanden sich kleine Räder ohne Zähne ( Umlenkrollen ), an denen Bambusschnüre hingen, und beide waren über der linken bzw. rechten (Ende der) Achse (des Wagens) festgebunden.

Dreht sich der Schlitten nach rechts, lässt die kleine Rolle links vom hinteren Ende der Stange das linke (kleine horizontale) Rad herunter. Dreht er sich nach links, lässt die kleine Rolle rechts vom hinteren Ende der Stange das rechte (kleine horizontale) Rad herunter. Die Kutsche bewegt jedoch den Xian und die Jungen stehen quer und zeigen nach Süden. Die Kutsche ist mit zwei roten Pferden bespannt, die Frontleisten aus Bronze tragen.

Streitwagen mit Differentialgetriebe

Hintergrund und Erklärung

Eine Illustration eines Differentials zwischen der Antriebswelle (rechts unten) und den Antriebsrädern eines Automobils

Es gibt eine weit verbreitete Hypothese, dass die meisten, wenn nicht alle, nach Süden gerichteten Streitwagen mit Differentialgetrieben funktionierten . Ein Differenzial ist eine Baugruppe aus Zahnrädern, die heutzutage in fast allen Automobilen verwendet wird, mit Ausnahme einiger elektrischer und hybridelektrischer, die über drei Wellen mit der Außenwelt verbunden sind. Sie werden zweckmäßigerweise mit A, B und C bezeichnet. Die Zahnräder bewirken, dass die Drehzahl der Welle A proportional zur Summe der Drehzahlen der Wellen B und C ist. Es gibt keine weiteren Beschränkungen für die Drehzahlen der Wellen.

In einem Automobil ist die Welle A mit dem Motor (über das Getriebe) verbunden, und die Wellen B und C sind mit zwei Straßenrädern verbunden, eines auf jeder Seite des Fahrzeugs. Beim Wenden des Fahrzeugs muss das kurvenäußere Rad weiter rollen und schneller drehen als das Rad auf der Innenseite. Das Differential ermöglicht dies, während beide Räder vom Motor angetrieben werden. Bei konstanter Summe der Drehzahlen der Räder ändert sich die Drehzahl des Motors nicht.

In einem nach Süden weisenden Wagen war der Hypothese zufolge Welle B mit einem Laufrad und Welle C über ein Richtungsumkehrgetriebe mit dem anderen Laufrad verbunden. Dadurch drehte sich Welle A mit einer Geschwindigkeit, die proportional zur Differenz zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Räder war. Die Zeigepuppe war (möglicherweise durch Zwischenzahnräder) mit Welle A verbunden. Wenn sich der Wagen gerade bewegte, drehten sich die beiden Räder mit gleicher Geschwindigkeit und die Puppe drehte sich nicht. Wenn sich der Wagen drehte, drehten sich die Räder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten (aus dem gleichen Grund wie bei einem Auto), so dass das Differential die Puppe in Drehung versetzte und die Drehung des Wagens kompensierte.

Die Hypothese, dass es nach Süden weisende Streitwagen mit Differentialgetriebe gab, stammt aus dem 20. Jahrhundert. Leute, die mit modernen (zB Automobil-) Verwendungen von Differentialen vertraut waren, interpretierten einige der alten chinesischen Beschreibungen in einer Weise, die mit ihren eigenen Vorstellungen übereinstimmte. Im Wesentlichen erfanden sie den nach Süden weisenden Streitwagen neu, wie er bereits in der Antike mehrmals neu erfunden wurde. In den letzten Jahrzehnten wurden Arbeitswagen mit Differentialen gebaut. Ob solche Streitwagen früher existierten, ist nicht mit Sicherheit bekannt.

Obwohl angenommen wird, dass der Antikythera-Mechanismus Differentialgetriebe verwendet hat, wurde das erste wirklich bekannte Differentialgetriebe von Joseph Williamson im Jahr 1720 verwendet. Er verwendete ein Differential zur Korrektur der Zeitgleichung für eine Uhr , die sowohl die mittlere als auch die Sonnenzeit anzeigte .

Geometrische Eigenschaften

Wenn der nach Süden gerichtete Streitwagen mit einem Differentialgetriebe absolut genau gebaut wäre und auf einer perfekt glatten Erde fahren würde, hätte er interessante Eigenschaften. Es wäre ein mechanischer Kompass, der eine vom Zeiger vorgegebene Richtung entlang des zurückgelegten Weges transportiert. Mathematisch führt das Gerät einen Paralleltransport entlang des zurückgelegten Weges durch.

Der Streitwagen kann verwendet werden, um gerade Linien oder Geodäten zu erkennen . Ein Weg auf einer Oberfläche, entlang der der Streitwagen fährt, ist genau dann eine Geodäte, wenn sich der Zeiger nicht in Bezug auf die Basis des Streitwagens dreht.

Aufgrund der Krümmung der Erdoberfläche (da sie als Globus gekrümmt ist) würde der Streitwagen im Allgemeinen nicht weiter nach Süden zeigen, während er sich bewegt. Wenn sich der Streitwagen beispielsweise entlang einer Geodäte bewegt (wie durch einen beliebigen Großkreis angenähert ), sollte der Zeiger stattdessen in einem festen Winkel zum Pfad bleiben. Auch wenn zwei Streitwagen auf unterschiedlichen Routen zwischen demselben Start- und Zielpunkt fahren, zeigen ihre Zeiger, die beim Start in dieselbe Richtung gerichtet waren, am Ziel normalerweise nicht in dieselbe Richtung. Wenn ein Streitwagen eine geschlossene Schleife umfährt und am selben Punkt auf der Erdoberfläche beginnt und endet, zielt sein Zeiger im Allgemeinen nicht in die gleiche Richtung auf das Ziel wie beim Start. Der Unterschied ist die Holonomie des Pfades und ist proportional zur umschlossenen Fläche. Wenn die Wege im Verhältnis zum Erdradius kurz sind, sind diese Abweichungen gering und haben möglicherweise keine praktische Bedeutung. Dennoch zeigen sie, dass dieser auf Differentialgetrieben basierende Wagentyp selbst bei exakter Konstruktion und Einsatz unter idealen Bedingungen ein unvollkommener Kompass wäre.

Mangelnde Präzision und Implikationen

Echte Maschinen werden nie perfekt genau gebaut. Eine einfache Geometrie zeigt, dass wenn der Mechanismus des Streitwagens auf einem Differentialgetriebe basiert und wenn beispielsweise die Breite der Spur des Streitwagens (der Abstand zwischen seinen Rädern) drei Meter beträgt und wenn die Räder identisch sein sollen, aber tatsächlich sich im Durchmesser um einen Teil von tausend unterscheiden, dann dreht sich die nach Süden gerichtete Figur um fast zwanzig Grad, wenn der Streitwagen einen Kilometer in einer geraden Linie zurücklegt. Zeigt es zunächst genau nach Süden, zeigt es am Ende der ein Kilometer langen Fahrt fast nach Süd-Südost oder Süd-Südwest , je nachdem, welches Rad das größere ist. Wenn der Wagen neun Kilometer zurücklegt, zeigt die Figur am Ende fast genau nach Norden. Dies würde ihn offensichtlich als nach Süden zeigender Kompass nutzlos machen. Um ein nützliches Navigationsinstrument zu sein, müsste sich die Figur auf einer Reise von hundert Kilometern nicht mehr als ein paar Grad drehen, aber dafür müssten die Räder des Streitwagens einen Durchmesser von bis zu 1 Million haben. Selbst wenn der Herstellungsprozess der Räder zu dieser Präzision fähig wäre (was mit alten chinesischen Methoden nicht möglich wäre), ist es fraglich, ob die Gleichheit der Räder so lange erhalten bleiben könnte, wie sie dem Verschleiß des Reisens ausgesetzt sind über offenes Land. Eine Unregelmäßigkeit des Bodens würde weitere Fehler in der Funktion des Geräts verursachen.

Es ist daher durchaus skeptisch, ob dieser nach Süden ausgerichtete Wagen, der die ganze Zeit über ein Differenzialgetriebe nutzte, in der Praxis zur Navigation über weite Strecken eingesetzt wurde. Es ist denkbar, dass die nach Süden gerichtete Puppe während der Geradeausfahrt am Wagenkörper befestigt und nur beim Wenden an das Differential gekoppelt war. Der Wagenlenker hätte dies kurz vor und nach jeder Abbiegung mit einer Steuerung tun können oder vielleicht jemandem im Wagen Befehle zugerufen, der die Puppe und das Differential an- und abkoppelte. Dies hätte getan werden können, ohne den Wagen anzuhalten. Wenn die Drehungen kurz und selten wären, hätte dies die Ausrichtungsfehler stark reduziert, da sie sich nur während der kurzen Zeiträume angesammelt hätten, in denen Puppe und Differential verbunden waren. Es wirft jedoch das Problem auf, wie der Streitwagen ohne Verwendung der Zeigepuppe mit ausreichender Genauigkeit in gerader Linie hätte fahren können.

Wenn der wahre Zweck des Streitwagens und die Berichte darüber eher der Unterhaltung und dem Beeindrucken von besuchenden Ausländern als der tatsächlichen Fernnavigation waren, dann wäre seine Ungenauigkeit möglicherweise nicht wichtig gewesen. In Anbetracht der Tatsache, dass ein großer mechanischer Wagen oder Streitwagen verpflichtet wäre, auf Straßen zu fahren, würde das fragliche Ziel normalerweise nicht in eine unbekannte Richtung gehen. Die Tatsache, dass die oben zitierten Quellen erwähnen, dass der Streitwagen an der Spitze von Prozessionen platziert wurde, seine hohe mechanische Komplexität und Zerbrechlichkeit und dass er mehrmals „neu erfunden“ wurde, tragen zu der Schlussfolgerung bei, dass er nicht für die Navigation verwendet wurde, da ein wirklich praktisches und nützliches Navigationswerkzeug würde nicht vergessen oder ungenutzt bleiben.

Streitwagen ohne Differentialgetriebe

Obwohl die Hypothese, dass die nach Süden weisenden Streitwagen mit Differentialgetrieben verwendet werden, breite Akzeptanz gefunden hat, sollte anerkannt werden, dass funktionsfähige nach Süden weisende Streitwagen ohne Ausgleichsgetriebe möglich sind. Die alten Beschreibungen sind oft unklar, aber sie legen nahe, dass die Chinesen mehrere verschiedene Designs implementiert haben, von denen zumindest einige keine Differentiale enthielten.

Mechanische Ausführungen

Einige der alten Beschreibungen deuten darauf hin, dass sich einige nach Süden zeigende Streitwagen nur auf drei Arten bewegen konnten: geradeaus oder nach links oder rechts mit einem festen Krümmungsradius. Ein drittes Rad könnte verwendet worden sein, um den Wenderadius zu fixieren. Wenn sich der Wagen drehte, war die Zeigepuppe durch Zahnräder mit dem einen oder anderen der beiden Hauptstraßenräder verbunden (z. B. dasjenige, das sich außerhalb der Kurve befand, um die sich der Wagen bewegte), so dass sich die Puppe mit einer festen Geschwindigkeit drehte, relativ der Geschwindigkeit der Wagenbewegung, um die vorgegebene Drehgeschwindigkeit auszugleichen. Die Puppe drehte sich in entgegengesetzte Richtungen, je nachdem, welches Laufrad mit ihr verbunden war, sodass ihre Drehung die Links- oder Rechtsdrehung des Streitwagens kompensierte. Diese Konstruktion wäre einfacher gewesen als die Verwendung eines Differentialgetriebes.

Die Streitwagen von Yan Su und Wu Deren scheinen diese Art von Mechanismus verwendet zu haben. (Siehe oben zitierte Beschreibungen aus dem Song Shi .) Abgesehen von dem Vorhandensein von Komponenten in Wu Derens Fahrzeug, um es als Kilometerzähler zu verwenden , gab es nur geringfügige Unterschiede zwischen ihnen. In jedem Wagen waren die beiden Hauptstraßenräder an vertikalen Zahnrädern befestigt. Ein großes horizontales Zahnrad war (evtl. über Zwischengetriebe) mit der Zeigepuppe verbunden und so positioniert, dass ein Durchmesser fast den Raum zwischen den obersten Punkten der vertikalen Zahnräder überspannte. Wenn der Wagen geradeaus fuhr, gab es keine Verbindung zwischen diesen Zahnrädern, aber wenn der Wagen sich drehte, wurde ein kleines Zahnrad in Kontakt mit dem horizontalen Zahnrad und einem der vertikalen Zahnräder abgesenkt, wodurch die Puppe mit einem der Straßen verbunden war Räder. Es standen zwei kleine Zahnräder zur Verfügung, eines, um das horizontale Zahnrad mit jedem der vertikalen zu verbinden. Natürlich wurden sie nicht gleichzeitig verwendet. Die kleinen Zahnräder wurden durch eine Anordnung von Gewichten, Flaschenzügen und Schnüren angehoben und abgesenkt, die an der Stange befestigt waren, an der die Pferde, die den Wagen zogen, angespannt waren. Wenn sich die Pferde zur einen oder anderen Seite bewegten, um den Wagen zu wenden, bewegte sich die Stange und die Schnüre senkten das entsprechende kleine Zahnrad in seine Arbeitsposition. Als die Pferde wieder geradeaus gingen, wurde das kleine Zahnrad außer Kontakt mit den horizontalen und vertikalen Hauptzahnrädern gehoben. Somit funktionierte das System automatisch. Die Spiegelsymmetrie der vertikalen Zahnräder, die durch die kleinen Zahnräder an diametral gegenüberliegenden Stellen mit dem horizontalen Zahnrad verbunden waren, führte dazu, dass sich das horizontale Zahnrad in entgegengesetzte Richtungen drehte, je nachdem, welches Straßenrad damit verbunden war, wodurch sich die Zeigepuppe in entgegengesetzte Richtungen drehte, wenn der Wagen drehte sich nach links und rechts.

In der Beschreibung wird kein drittes Laufrad zur Festlegung des Wenderadius erwähnt, aber es ist möglich, dass ein solches Rad vorhanden war. An ihm wären keine Zahnräder angebracht gewesen, daher hat der Autor der Beschreibung es vielleicht nicht erwähnt, weil er nicht wusste, dass es ein wichtiger Teil des Mechanismus war. Es wäre nicht schwierig gewesen, ein solches Rad auf den Wagen zu setzen und es richtig zu machen. Es könnte an der Stange befestigt gewesen sein, an der die Pferde angespannt waren. Anschläge wären vorgesehen gewesen, um die Bewegungen der Stange nach links und rechts zu begrenzen.

Wenn ein drittes Laufrad vorhanden wäre, hätte dieser nach Süden zeigende Streitwagen bei kurzen Fahrten unter guten Bedingungen ziemlich genau als Kompass funktionieren können, aber bei langen Fahrten wäre er kumulativ Fehlern unterworfen gewesen, wie bei Streitwagen mit der Differentialmechanismus.

Wenn es tatsächlich kein drittes Straßenrad gegeben hätte, hätte der Wagen möglicherweise als Kompass fungieren können, wenn immer so gedreht wurde, dass eines der beiden Räder stillsteht und sich nur das andere dreht, wobei die Zeigepuppe durch Zahnräder mit ihm verbunden ist. Der Wagenlenker hätte das stehende Rad am Drehen hindern können, indem er die Pferde entsprechend kontrollierte. (Eine Bremse hätte geholfen, aber in der Beschreibung wird keine erwähnt.) Der Radius der Kurve, um die sich das rotierende Rad bewegte, hätte der Spurbreite des Wagens entsprochen, und die Zahnräder, die die Puppe drehten, wären . gewesen entsprechend gewählt. Dieses Design hätte als Kompass für kurze Fahrten funktioniert, hätte aber bei langen Fahrten unter kumulativen Fehlern gelitten. Außerdem wäre der Streitwagen langsam und umständlich gewesen. Dies hätte möglicherweise keine Rolle gespielt, wenn die Drehungen selten ausgeführt wurden.

Die Song Shi- Beschreibung der Zahnräder in Yan Sus Streitwagen und die Anzahl der Zähne darauf legen nahe, dass es auf diese Weise ohne ein drittes Straßenrad funktionierte. Die Übersetzungsverhältnisse wären korrekt gewesen, wenn die Zeigepuppe direkt am großen horizontalen Zahnrad befestigt wäre und die Spurbreite des Wagens dem Durchmesser der Straßenräder entspräche. Auch der Streitwagen von Wu Deren scheint auf diese Weise konstruiert worden zu sein. Die Breite des Wagens und damit vermutlich auch die Spurweite war größer als der Durchmesser der Räder. Die Übersetzungen waren für diese Dimensionen angemessen.

Der Wagenlenker hätte große Geschicklichkeit aufwenden müssen, um sicherzustellen, dass der Radius jeder Drehung des Wagens richtig war, damit eines der Räder genau zum Stillstand kam. Wenn er dies nicht richtig gemacht hätte, hätte die zeigende Puppe nicht weiter nach Süden zielen können. Er hätte die Richtung, in die er zielte, durch mehr oder weniger scharfe Kurven anpassen können. Dies hätte ihm manchmal Gelegenheit gegeben, den Streitwagen unehrlich zu benutzen. Wenn es für die Zuschauer gezeigt wurde, zum Beispiel, und wurde vor ihnen herumgefahren, viele Windungen machen, die Wagenlenker, das dafür bekannt wäre , die Art und Weise nach Süden war, hätte zu der Lage , den Wagen zu machen scheint äußerst präzise Arbeit als Kompass für längere Zeit. Den Zuschauern hätte man die Maschinerie zeigen können und hätten gesehen, dass der Wagenlenker die Puppe nicht manipulieren konnte. Sie wären vermutlich von der scheinbaren Genauigkeit des Mechanismus beeindruckt gewesen. Es ist möglich, dass diese Art von Streitwagen manchmal mit dem Hauptzweck gebaut wurde, Zuschauer betrügerisch zu beeindrucken. Möglicherweise haben die Leute, die diese Streitwagen gebaut haben, ihre eigenen Arbeitgeber damit getäuscht, was ihnen Ruhm und Reichtum hätte bringen können, vorausgesetzt, dass niemand versucht hat, die Streitwagen für die echte Navigation zu verwenden.

Andere mechanische Konstruktionen für den nach Süden zeigenden Wagen sind ebenfalls möglich, einschließlich solcher , die ein heute gebräuchliches Gerät, den Kreiselkompass, verwenden . Es gibt jedoch keinen Hinweis darauf, dass die alten Chinesen davon wussten.

Nicht-mechanische Möglichkeiten

Einige nach Süden weisende Streitwagen waren möglicherweise keine rein mechanischen Geräte. Jemand, der im Wagen fährt, hat möglicherweise eine nicht-mechanische Methode zur Bestimmung der Kompassrichtungen verwendet und die Puppe entsprechend auf dem Wagen gedreht. Es gibt mehrere Methoden, die verwendet worden sein könnten, zum Beispiel:

  • Mit einem Magnetkompass . Die Chinesen nutzten dies im 11. Jahrhundert zur Navigation, als noch nach Süden gerichtete Streitwagen hergestellt und verwendet wurden.
  • Durch astronomische Beobachtungen der Sonne und/oder Sterne, zB des Polarsterns . Chinesisches astronomisches Wissen war umfangreich.
  • Indem Sie lokales Wissen nutzen. Die Person im Wagen kann das Gebiet gekannt haben oder eine Karte oder Beschreibung davon gehabt haben.
  • Durch Beobachtung der Polarisation des Lichts vom Himmel. Die Wikinger verwendeten doppelbrechende Kristalle von Islandspat , um mit dieser Methode etwa zur gleichen Zeit über den Atlantik zu navigieren. Islandspat kommt in China sowie in Island und einigen anderen Orten vor. Insekten wie Bienen können auf die Polarisierung des Himmels reagieren und sie nutzen, um ihren Weg nach Hause zu finden. Ob die Chinesen es benutzt haben, ist hypothetisch, aber es ist sicherlich möglich.
  • Durch die Beobachtung von Licht, das von der Erdatmosphäre gebrochen wurde. Dies ist eine der Techniken, die von polynesischen Seefahrern verwendet wurden, um Schiffe zwischen pazifischen Inseln zu steuern. Wenn die Oberfläche der Erde, des Ozeans oder des Bodens, kälter ist als die Luft darüber, bildet sich in der Nähe der Oberfläche eine dichte Luftschicht, die das Licht nach unten bricht. Das Ergebnis ist, dass Licht die Erdkrümmung umrunden kann, wodurch Dinge in viel größeren Entfernungen gesehen werden können, als die einfache Geometrie vorhersagen würde. Die Bilder sind stark verzerrt, können aber von erfahrenen Navigatoren erkannt werden. Bestimmte andere polynesische Techniken können auch an Land verwendet werden und wurden möglicherweise von den Chinesen verwendet.

Im Gegensatz zu Mechanismen, die auf der Drehung von Straßenrädern beruhen, können die meisten dieser Methoden auf See verwendet werden. Dies könnte für die Erwähnung (siehe "Früheste Quellen" oben) verantwortlich sein, dass eine Marineversion des nach Süden weisenden Streitwagens existierte.

Diese Methoden können im Gegensatz zu den mechanischen Konstruktionen für den Streitwagen über große Entfernungen genau funktionieren.

Notwendigkeit der nicht-mechanischen Orientierung

Ein hölzerner zweirädriger Karren, der eine Reihe von hölzernen Zapfenzahnrädern und eine Metallstatue trägt, die mit einer ausgestreckten Hand zeigt.
Nachbildung eines nach Süden weisenden Streitwagens in der Ibn Battuta Mall , Dubai

Irgendeine nicht-mechanische Methode zum Finden des Südens muss verwendet worden sein, als ein mechanischer, nach Süden gerichteter Streitwagen initialisiert wurde , der seinen Zeiger zu Beginn einer Reise nach Süden richtete. Jedes der oben in "Nicht-mechanische Möglichkeiten" erwähnten Verfahren hätte verwendet werden können.

Wenn ein nach Süden weisender Streitwagen wirklich für die Fernnavigation verwendet wurde, muss er (nach der Initialisierung) auf eine nicht-mechanische Peilmethode zurückgegriffen haben. Es könnte, wie oben beschrieben, nicht mechanisch von jemandem bedient worden sein, der darin fährt. Wenn es alternativ über einen mechanischen Mechanismus verfügt, muss es häufig nicht mechanisch neu initialisiert worden sein, um angesammelte Fehler und Unsicherheiten zu beseitigen.

Die einzigen Streitwagen, die möglicherweise keine nicht-mechanischen Methoden zum Auffinden des Südens benötigt hätten, wären diejenigen gewesen, die nie für die Langstreckennavigation verwendet wurden. Wenn einige Streitwagen nur zum Vergnügen oder zum Betrug verwendet wurden, hätten sie rein mechanisch funktionieren können. Sogar die Initialisierung hätte vermieden werden können, indem man einfach eine beliebige Richtung als "Süd" deklarierte.

Wo sie zu sehen sind

Während keiner der historischen, nach Süden weisenden Streitwagen übrig geblieben ist, können Nachbildungen in Originalgröße gefunden werden.

Das Geschichtsmuseum in Peking , China , besitzt eine Nachbildung, die auf dem Mechanismus von Yen Su (1027) basiert. Das National Palace Museum in Taipeh , Taiwan , besitzt eine Replik, die auf dem Lanchester-Mechanismus von 1932 basiert.

Als "südlicher Zeigemann" bezeichnet, können zwei Nachbildungen auch im Ontario Science Center in Toronto, Kanada , besichtigt (und physisch damit experimentiert) werden .

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Externe Links