宋朝机械发明成就
山南慕北 2015-10-13
宋代纺织机
古文献对天然磁石吸引铁以制备磁铁的描述于《管子》、《吕氏春秋》、和《淮南子》中提及。到了汉朝（前202年-220年）开始使用指南北天然磁石磨制的勺碗状指南针，用来占卜与风水堪舆，尚未用在导航方面。东汉王充（27年-约97年）在其所著《论衡》卷17是应篇第52说“司南之杓，投之于地，其柢指南”。宋朝除了沈括和苏颂之外，还有许多重要的人物，他们之间的很多人为当时科技的发展和革新做出了巨大的贡献。尽管机械传动的记里鼓车自汉朝开始就有应用，《宋史》则比之前的记载提供了一个更加详细而深入的描述。
赤质，四面画花鸟，重台，勾阑，镂拱。行一里，则上层木人击鼓；十里，则次层木人击镯。一辕，凤首，驾四马。驾士旧十八人，太宗雍熙四年，增为三十人。
接下来是内侍卢道隆关于齿轮和传动装置的详细数据。在结束时描述了装置是如何工作的：“其中平轮转一周，车行一里，下一层木人击鼓；上平轮转一周，车行十里，上一层木人击镯。凡用大小轮八，合二百八十五齿，递相钩锁，犬牙相制，周而复始。”
指南车的原理是由车上一个木人指示方向。不论车子转向何方，木人的手始终指向南方，“车虽回运而手常指南”。宋代的记里鼓车和指南车联系在一起。指南车由三国时期机械制造家马钧发明，采用齿轮的原理制作，将复杂的差速齿轮组合在一起，这也是如今所有现代汽车在转向时对旋转的车轮力矩相同，速度不同的原理。这些差速齿轮使机械控制的手指指向固定的方向──南。与指南针采用磁极原理不同。宋代博物学者燕肃，于1027年重新研制出指南车，他的制作方法在《宋史》也有记载。燕肃和沈括及苏颂一样，也是一个通才，精通音律，擅长写诗作画，他还是一位科学家，改进了莲花刻漏，根据自己的海潮理论绘制有《海潮图》，撰写出《海潮论》。在《宋史》的记载中，吴德仁于1107年将记里鼓车和指南车结合在一起：“大观元年，内侍省吴德仁又献指南车、记里鼓车之制，二车成，其年宗祀大礼始用之”
转轮藏
除了钟表发条装置、水力驱动的天文仪、记里鼓车、指南战车外，宋朝还有许多其他令人叹为观止的机械装置。虽然在唐朝时期佛教寺院已经出现转轮藏（转轮藏即为转动的藏经橱，是佛教取法轮常转，自强不息之意），宋朝则将此技术进一步提升。现存的最古老的转轮藏位于河北正定隆兴寺转轮藏阁。整座小楼的设计就是为一个转轮藏而构成的，这个转轮藏是中国现存惟一第十世纪的真正可以转动的佛经的书架。宋朝一共建有9座转轮藏，其中有一座记载在北宋建筑师李诫所编修的《营造法式》中。长沙开福寺的转轮藏一共有五个轮子共同转动， 苏州南禅寺甚至还有一个类似刹车系统的装置，汉学家至今不能确定它运作的方式，而欧洲至少要到800年后的15世纪列奥纳多·达芬奇时代才最早出现同类装置。
纺织机
在纺织领域，11世纪的中国人已经开始使用皮带驱动的纺织机。秦观的著作《蚕书》中详细记载了缫车的结构、几个关键部件及用法，通过脚踏板产生动力，丝被缠绕在线轴上。该书是有关缫车的最早记载。南宋绍兴年间画家楼俦所作的《耕织图》采用绘图的形式详实记录耕作与蚕织。
