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Su Song ( chino :蘇頌; Pe̍h-ōe-jī : So͘ Siōng , 1020-1101), nombre de cortesía Zirong ( chino :子容; Pe̍h-ōe-jī : Chú-iông ), [1] fue un científico polimático chino y estadista. Sobresaliendo en una variedad de campos, se destacó en matemáticas , astronomía , cartografía , geografía , relojería , farmacología , mineralogía , metalurgia , zoología , botánica , ingeniería mecánica , ingeniería hidráulica , ingeniería civil , invención , arte , poesía , filosofía , antigüedades . y habilidad política durante la dinastía Song (960-1279).
Su Song fue el ingeniero de una torre de reloj astronómico hidromecánico en Kaifeng medieval , que empleaba un mecanismo de escape temprano . [2] [3] [4] [5] El mecanismo de escape de la torre del reloj de Su había sido inventado por el monje budista de la dinastía Tang Yi Xing y el funcionario del gobierno Liang Lingzan en 725 d.C. para operar una esfera armilar impulsada por agua , aunque la esfera armilar de Su Fue el primero en contar con un mecanismo de relojería mecánico. [5] [6] [7] La torre del reloj de Su también presentaba la cadena de transmisión de energía sin fin más antigua conocida , llamada tian ti (天梯), o "escalera celestial", como se describe en su tratado de relojería. [8] La torre del reloj tenía 133 tomas de reloj diferentes para indicar y hacer sonar las horas . [9] El tratado de Su Song sobre la torre del reloj, Xinyi Xiangfayao (新儀象法要), ha sobrevivido desde su forma escrita en 1092 y su publicación impresa oficial en 1094. El libro ha sido analizado por muchos historiadores, como el bioquímico británico, historiador y sinólogo Joseph Needham . El reloj en sí, sin embargo, fue desmantelado por el ejército invasor Jurchen en 1127 d.C., y aunque se intentó volver a montarlo, la torre nunca fue reinstalada con éxito.
El Xinyi Xiangfayao fue el tratado más conocido de Su, pero el erudito también compiló otras obras. Completó un gran atlas celeste de varios mapas estelares , varios mapas terrestres , así como un tratado de farmacología. Este último discutió temas relacionados sobre mineralogía, zoología, botánica y metalurgia .
Los visitantes jesuitas europeos a China, como Matteo Ricci y Nicolas Trigault, escribieron brevemente sobre los relojes chinos con tracción en las ruedas, [10] pero otros creyeron erróneamente que los chinos nunca habían avanzado más allá de la etapa de la clepsidra , el reloj de incienso y el reloj de sol . [11] Pensaban que los mecanismos de relojería mecánicos avanzados eran nuevos en China y que estos mecanismos eran algo valioso que los europeos podían ofrecer a los chinos. [11] Aunque no son tan prominentes como en el período Song, los textos chinos contemporáneos de la dinastía Ming (1368-1644) describieron una historia relativamente ininterrumpida de los relojes mecánicos en China, desde el siglo XIII al XVI. [12] Sin embargo, la torre del reloj de Su Song todavía dependía del uso de una rueda hidráulica para impulsarla y, por lo tanto, no era completamente mecánica como los relojes europeos de finales de la Edad Media.
Su Song era de ascendencia Hokkien [13] y nació en la actual Fujian , cerca de la Quanzhou medieval . [14] Al igual que su contemporáneo, Shen Kuo (1031-1095), Su Song era un erudito , una persona cuya experiencia abarca un número significativo de diferentes campos de estudio. Su colega más joven y erudito de Hanlin , Ye Mengde (1077-1148) [15] escribió que en su juventud, dominó los exámenes provinciales y llegó a la cima de la lista de exámenes por escribir el mejor artículo sobre principios generales y estructura de el calendario chino . [16] Desde temprana edad, sus intereses por la astronomía y la ciencia calendárica lo llevaron por un camino distinguido como burócrata estatal . En su tiempo libre le gustaba escribir poesía, que utilizaba para elogiar las obras de artistas como el pintor Li Gonglin (1049-1106). [17] [18] También fue un anticuario y coleccionista de obras de arte antiguas de dinastías anteriores . [18]
En cuestiones de gobierno administrativo, había alcanzado el rango de Embajador y Presidente del Ministerio de Personal en la capital de Kaifeng, y también era conocido como un experto en administración y finanzas. [19] Después de servir en el Ministerio de Personal , se convirtió en Ministro de Justicia en 1086. [18] Fue nombrado editor distinguido de la Academia de Académicos Dignoes, donde en 1063 editó, redactó, comentó y agregó prefacio de la obra clásica Huainanzi de la dinastía Han (202 a. C.-220 d. C.). [20] Finalmente, Su ascendió al puesto de vicepresidente de la Secretaría de la Cancillería . Entre muchos puestos honorables y títulos que se le confirieron, Su Song también fue uno de los 'Tutores Adjuntos del Heredero Aparente'. En la corte, optó por distanciarse de las rivalidades políticas de los conservadores, encabezados por el primer ministro Sima Guang (1019-1086), y los reformistas, encabezados por el primer ministro Wang Anshi (1021-1086); aunque muchos de sus asociados eran de la facción conservadora. [14]
En 1077, fue enviado en misión diplomática a la dinastía Liao del pueblo Khitan al norte, [21] compartiendo ideas sobre la ciencia calendárica, ya que el estado Liao había creado su propio calendario en 994 d.C. [7] En un hallazgo que supuestamente avergonzó a la corte, Su Song reconoció al emperador que el calendario del pueblo Khitan era de hecho un poco más preciso que el suyo, lo que resultó en la multa y el castigo de los funcionarios de la Oficina de Astronomía y Calendario. [16] Se suponía que Su viajaría al norte, a Liao, y llegaría puntualmente para una celebración de cumpleaños y una fiesta en un día que coincidía con el solsticio de invierno del calendario Song, pero en realidad estaba un día detrás del calendario de Liao. [22] El historiador Liu Heping afirma que el emperador Zhezong de Song patrocinó la torre del reloj de Su Song en 1086 para competir con los Liao por la "superioridad científica y nacional". [23] En 1081, la corte ordenó a Su Song que compilara en un libro la historia diplomática de las relaciones Song-Liao, una elaborada tarea que, una vez completada, llenó 200 volúmenes. [24] Con su amplio conocimiento de cartografía , Su Song pudo resolver una acalorada disputa fronteriza entre las dinastías Song y Liao. [25]
Su Song también creó un atlas celeste (en cinco mapas separados), que tenía los círculos horarios entre los xiu ( mansiones lunares ) formando los meridianos astronómicos , con estrellas marcadas en una proyección cilíndrica equidistante a cada lado del ecuador , [27] y por tanto, estaba de acuerdo con sus distancias polares norte. [28] Además, Su Song debe haber aprovechado los hallazgos astronómicos de su rival político y astrónomo contemporáneo Shen Kuo . [29] El cuarto mapa estelar de Su Song sitúa la posición de la estrella polar a medio camino entre Tian shu (-350 grados) y la actual Polaris ; este fue el cálculo más preciso (en 3 grados) que Shen Kuo había hecho cuando observó la estrella polar durante un período de tres meses con su tubo de observación de ancho mejorado. [29] Hubo muchos mapas estelares escritos antes del libro de Song, pero los mapas estelares publicados por Su representan los mapas estelares más antiguos existentes en forma impresa . [30]
En 1070, Su Song y un equipo de eruditos compilaron y editaron el Bencao Tujing ('Farmacopea ilustrada', material fuente original de 1058 a 1061), que fue un tratado innovador sobre botánica , zoología y mineralogía farmacéutica . [31] Al recopilar información para el conocimiento farmacéutico, Su Song trabajó con académicos tan notables como Zhang Yuxi, Lin Yi, Zhang Dong y muchos otros. [32]
Este tratado documentó una amplia gama de prácticas farmacéuticas, incluido el uso de efedrina como droga. [14] Incluye información valiosa sobre la metalurgia y las industrias del acero y el hierro durante la China del siglo XI. Creó un enfoque sistemático para enumerar varios minerales diferentes y su uso en brebajes medicinales, como todas las formas conocidas de mica que podrían usarse para curar enfermedades a través de la digestión . [33] Escribió sobre la fractura subconcoidea del cinabrio nativo , signos de yacimientos de mineral y proporcionó una descripción en forma de cristal. [34] De manera similar a los canales de mineral formados por la circulación de agua subterránea escritos por el posterior científico alemán Georgius Agricola , Su Song hizo declaraciones similares sobre el carbonato de cobre , al igual que el anterior Rihua Bencao de 970 con sulfato de cobre . [34] El libro de Su fue también el primer tratado farmacéutico escrito en China para describir las plantas de lino , Urtica thunbergiana y Corchoropsis tomentosa (crenata). [35] Según Edward H. Schafer, Su describió con precisión la calidad translúcida del rejalgar fino , su origen a partir de vainas encontradas en gargantas rocosas de los ríos, su matriz llena de agujeros y de un color rojo intenso, casi púrpura, y que el mineral variados en tamaños que van desde el tamaño de un guisante hasta el de una nuez. [36]
Citando evidencia de un trabajo antiguo de Zheng Xuan (127-200), Su creía que los médicos de la antigua dinastía Zhou (1046-256 a. C.) usaban rejalgar como remedio para las úlceras . [37] Como se creía en la época de Su, se pensaba que los "cinco venenos" utilizados por los médicos de la era Zhou para este propósito eran cinabrio, rejalgar, calcantita , alumbre y magnetita . [37] Su hizo descripciones sistemáticas de los animales y las regiones ambientales en las que se podían encontrar, como diferentes especies de cangrejos de agua dulce, marinos y costeros. [38] Por ejemplo, señaló que la especie de cangrejo de agua dulce Eriocher sinensis se podía encontrar en el río Huai que atraviesa Anhui , en vías fluviales cercanas a la ciudad capital, así como en embalses y marismas de Hebei . [38] El libro de Su fue conservado y copiado en el Bencao Gangmu de la dinastía Ming (1368-1644), médico y farmacólogo Li Shizhen (1518-1593). [39]
Su Song compiló uno de los mayores tratados de relojería china de la Edad Media , rodeándose de un séquito de notables ingenieros y astrónomos para ayudar en diversos proyectos. Xinyi Xiangfayao (literalmente "Fundamentos de un nuevo método para mecanizar la rotación de una esfera armilar y un globo celeste"), escrito en 1092, fue el producto final de los logros de su vida en relojería y relojería. El libro incluía 47 ilustraciones diferentes con gran detalle del funcionamiento mecánico de su torre del reloj astronómico . [40]
El mayor proyecto de Su Song fue la torre del reloj astronómico impulsado por agua de 40 pies de altura construida en Kaifeng, el modelo piloto de madera se completó en 1088, los componentes de bronce se fundieron en 1090, mientras que el trabajo completamente terminado se completó en 1094 durante el reinado del Emperador . Zhezong de la canción . [41] [42] El emperador había encargado previamente a Han Gonglian, secretario interino del Ministerio de Personal, que dirigiera el proyecto, pero la posición de liderazgo pasó a manos de Su Song. En 1086, el emperador ordenó a Su que reconstruyera el hun yi , o "reloj armilar", para una nueva torre del reloj en la ciudad capital. Su trabajó con la ayuda de Han Gong-lian, quien aplicó su amplio conocimiento de matemáticas a la construcción de la torre del reloj. [43] Su Song elaboró por primera vez un modelo de madera a pequeña escala, probando sus partes intrincadas antes de aplicarlo a una torre de reloj real a escala real. [44] Al final, la torre del reloj tenía muchas características impresionantes, como la esfera armilar giratoria hidromecánica que corona el nivel superior y que pesa entre 10 y 20 toneladas, [44] un globo celeste de bronce ubicado en el medio que era 4,5 pies de diámetro, [44] maniquíes giratorios y cronometrados mecánicamente vestidos con ropas chinas en miniatura que salían de puertas en miniatura que abrían para anunciar la hora del día presentando placas de lectura designadas, tocando campanas y gongs, o tocando tambores, [45] un uso sofisticado. de engranajes oblicuos y un mecanismo de escape, [46] así como una fachada exterior de una fantasiosa pagoda china . Una vez finalizada, la torre se llamó Shui Yun Yi Xiang Tai , o "Torre de la esfera y el globo impulsados por agua". Joseph Needham escribe:
Después de la invención del escape en el año 725 [d.C.] [durante la dinastía Tang ], hubo un gran florecimiento de las ruedas dentadas en mecanismos de relojería y mecanismos de gato, que culminaron en el bronce y el hierro de la elaborada obra maestra de Su Sung en el año 1088 [d.C.] . 47]
Años después de la muerte de Su, la ciudad capital de Kaifeng fue asediada y capturada en 1127 por los Jurchens de la dinastía Jin con sede en Manchuria durante las guerras Jin-Song . [40] [48] La torre del reloj fue desmantelada pieza por pieza por los Jurchen, quienes transportaron sus componentes de regreso a su propia capital en la actual Beijing. Sin embargo, debido a la complejidad de la torre, no pudieron reconstruirla. El nuevo emperador Gaozong de Song ordenó al hijo de Su, Su Xie, que construyera una nueva torre de reloj astronómico en su lugar, y Su Xie se puso a trabajar estudiando los textos de su padre con un equipo de otros expertos. Sin embargo, tampoco tuvieron éxito en la creación de otra torre de reloj, y Su Xie estaba convencida de que Su Song había omitido deliberadamente componentes esenciales en su trabajo escrito y diagramas para que otros no robaran sus ideas.
Como señala el historiador sinólogo Derk Bodde , el reloj astronómico de Su Song no condujo a una nueva generación de mecanismos de relojería producidos en masa en toda China, ya que su trabajo fue en gran medida un esfuerzo patrocinado por el gobierno para el uso de astrónomos y astrólogos en la corte imperial. [49] Sin embargo, el legado mecánico de Su Song no terminó con su trabajo. Aproximadamente en 1150, el escritor Xue Jixuan señaló que había cuatro tipos de relojes en su época: el reloj de agua básico , el reloj de incienso , el reloj de sol y el reloj con "resortes giratorios y chasquidos" ("gun tan"). [50] Los gobernantes de la actual dinastía Yuan (1279-1368 d. C.) tenían un gran interés en el avance de los mecanismos de relojería mecánicos. [51] El astrónomo Guo Shoujing ayudó a restaurar el Antiguo Observatorio de Beijing a partir de 1276, donde creó una esfera armilar impulsada por agua y un reloj con conectores de reloj completamente implementados que hacían sonar las horas. [52] Los engranajes complejos para mecanismos de relojería exclusivamente chinos continuaron durante la dinastía Ming (1368-1644), con nuevos diseños impulsados por el poder de la arena que caía en lugar de agua para proporcionar fuerza motriz a la tracción de las ruedas, y algunos relojes Ming tal vez presentaban reducción. engranaje en lugar del escape anterior de Su Song. [12] El primer diseño de este tipo de reloj de arena fue realizado por Zhan Xiyuan alrededor de 1370, que presentaba no solo la rueda pala del dispositivo de Su Song, sino también una nueva adición de una esfera estacionaria sobre la cual circulaba un puntero, mucho como nuevos relojes europeos de la misma época. [53]
En el dispositivo de enlace de rueda hidráulica de Su Song, la acción de detención y liberación del escape se logró mediante la gravedad ejercida periódicamente mientras el flujo continuo de líquido llenaba contenedores de un tamaño limitado. [50] En una sola línea de evolución, el reloj de Su Song unió el concepto de clepsidra y el reloj mecánico en un solo dispositivo accionado por mecánica e hidráulica. En su memorial, Su Song escribió sobre este concepto:
Según la opinión de su servidor, durante las dinastías pasadas ha habido muchos sistemas y diseños de instrumentos astronómicos, todos ellos diferentes entre sí en aspectos menores. Pero el principio del uso de la fuerza hidráulica para el mecanismo de accionamiento siempre ha sido el mismo. Los cielos se mueven sin cesar pero también el agua fluye (y cae). Así, si se hace que el agua fluya con perfecta uniformidad, entonces la comparación de los movimientos giratorios (de los cielos y de la máquina) no mostrará ninguna discrepancia o contradicción; porque lo inquieto sigue a lo incesante. [54]
En su escrito, Su Song atribuye, como predecesor de su reloj de trabajo, a la esfera armilar de propulsión hidráulica de Zhang Heng (78-139 d. C.), un científico chino anterior. [54] Su Song también estuvo fuertemente influenciado por la esfera armilar anterior creada por Zhang Sixun (976 d.C.), quien también empleó el mecanismo de escape y usó mercurio líquido en lugar de agua en la rueda hidráulica de su torre de reloj astronómico (ya que el mercurio líquido no se congela durante el invierno y no corroe ni oxida los componentes metálicos con el tiempo). [55] Sin embargo, Su Song declaró en su escrito que después de la muerte de Zhang, nadie pudo replicar su dispositivo, como el suyo. [56]
El mecanismo de relojería de la torre astronómica de Su Song presentaba una gran rueda motriz de 11 pies de diámetro, que llevaba 36 palas, en cada una de las cuales se vertía agua a un ritmo uniforme desde el "tanque de nivel constante" (Needham, Fig. 653). . El eje impulsor principal de hierro, con sus cuellos cilíndricos apoyados sobre cojinetes de hierro en forma de media luna, terminaba en un piñón, que engranaba una rueda dentada en el extremo inferior del eje de transmisión vertical principal. [57]
Joseph Needham da una descripción general de la propia torre del reloj:
El mecanismo de reloj (de Su Song), impulsado por una rueda hidráulica y completamente encerrado dentro de la torre, hacía girar una esfera armilar de observación en la plataforma superior y un globo celeste en el piso superior. Su función de anunciar el tiempo se cumplió visual y audiblemente mediante el funcionamiento de numerosos gatos montados en las ocho ruedas superpuestas de un eje de cronometraje y que aparecían en las ventanas de la estructura en forma de pagoda en la parte delantera de la torre. Dentro del edificio, de unos 40 pies de altura, la rueda motriz estaba provista de una forma especial de escape y el agua se bombeaba periódicamente a los tanques por medios manuales. El anunciador de tiempo debe haber incluido engranaje de conversión, ya que daba señales de tiempo tanto "desiguales" como iguales, y la esfera probablemente tenía esto. El tratado de Su Song sobre el reloj, el Hsin I Hsiang Fa Yao , constituye un clásico de la ingeniería relojera. [58]
Esa era la figura 650, mientras que la figura 656 muestra las norias superior e inferior con sus tanques y la rueda manual para operarlas.
La figura 657 muestra una imagen bastante miniatura y reducida de los conceptos básicos del mecanismo de escape en una ilustración (del libro de Su), con el título de Needham aquí en esta cita: "El 'equilibrio celestial' o mecanismo de escape del mecanismo de relojería de Su Song ( Xinyi Xiangfayao, capítulo 3, pág. 18b)". [59] La última figura etiqueta cuidadosamente:
La Figura 658 muestra un dibujo a escala de media página más complejo y revelador del gran mecanismo de escape de Su Song, etiquetando estas partes individuales a medida que interactúan entre sí:
La representación ilustrada más antigua del mundo de una cadena de transmisión de energía sin fin proviene del tratado de relojería de Su Song. [8] Se usaba en los mecanismos de relojería para acoplar el eje de transmisión principal a la caja de engranajes de esfera armilar (que gira tres piñones pequeños), [ 61 ] como se ve en las Fig. 410 y 652 de Needham. extremo del eje de transmisión vertical principal, que incorpora engranajes en ángulo recto y engranajes oblicuos conectados por un eje loco corto. [46] La corona dentada llamada corona dentada de movimiento diurno se colocó alrededor de la carcasa de la esfera armilar a lo largo del paralelo de declinación cerca del polo sur. [62] Aunque el antiguo Filón griego de Bizancio (siglo III a. C.) presentaba una especie de cinturón sin fin para su cargador arcuballista , que no transmitía energía continua, [61] la fuente influyente para la transmisión por cadena de Su Song es muy probablemente la unidad de accionamiento continuo. Bomba de cadena conocida en China desde la dinastía Han (202 a. C.-220 d. C.). [61] De su tratado de relojería, Su Song afirma:
La transmisión por cadena (literalmente escalera celestial) tiene 5,9 m (19,5 pies) de largo. El sistema es el siguiente: una cadena de hierro con sus eslabones unidos para formar un circuito sin fin cuelga de la rueda de cadena superior que está oculta por la tortuga y la nube (columna que sostiene la esfera armilar en el centro), y pasa también alrededor la rueda de cadena inferior que está montada en el eje impulsor principal. Cada vez que un eslabón se mueve, avanza un diente del engranaje del movimiento diurno y hace girar el Componente de los Tres Ordenadores del Tiempo, siguiendo así el movimiento de los cielos. [61]
Además, los anillos de engranaje de movimiento y la rueda motriz superior tenían 600 dientes, que con la precisión matemática de Su calcularon cuidadosamente las unidades medidas del día en una división de 1/600. [63] Estos engranajes, con 600 dientes, aseguraban así la división del día en medidas de 2 minutos y 24 segundos cada una. [63]
En el tercer volumen de Ciencia y civilización en China de Joseph Needham , el dibujo de la Fig. 159 muestra un dibujo de la esfera armilar de Su Song (como se muestra en su tratado del siglo XI), completa con tres "nidos" o capas de anillos rotados mecánicamente. Fue el anterior astrónomo chino Li Chun-feng de la dinastía Tang quien en el año 633 d.C. creó la primera esfera armilar con tres capas para calibrar múltiples aspectos de la observación astronómica. [64] La esfera armilar de Zhang ha sido comparada a menudo con la del monarca del siglo XIII Alfonso X de Castilla en la España de la era islámica. La principal diferencia fue que el instrumento de Alfonso presentaba un dispositivo para realizar mediciones de acimut y altitud, propio de la tradición árabe , mientras que la esfera armilar de Su Song estaba debidamente graduada. [65] Para el dibujo de la esfera armilar de Su, la lista de componentes es:
Cuando se escribió Xinyi Xiangfayao de Su Song en 1092 y la monografía de relojería se finalizó y presentó en 1094, su obra se publicó y se imprimió ampliamente en el norte (ver impresión en madera y tipos móviles de Bi Sheng ). En el sur, la impresión y circulación de su obra no se distribuyó ampliamente hasta que Shi Yuanzhi de Jiangsu la hizo imprimir allí en 1172. [3]
Al presentar el diseño de su torre de reloj al emperador Zhezong, Su Song equiparó el flujo constante de agua con los movimientos continuos de los cielos, el último de los cuales simbolizaba el poder incesante del emperador. [66] Esto atrajo al emperador, quien presentó obras de arte que representaban la torre del reloj en los vehículos de las principales procesiones imperiales, como se ilustra en la Ilustración de la Procesión del Gran Carruaje Imperial de 1053. [67]
El último erudito de la dinastía Ming y la dinastía Qing , Qian Zeng (1629-1699), tenía un antiguo volumen de la obra de Su, que reprodujo fielmente en una edición recién impresa. También tuvo especial cuidado en evitar modificaciones de redacción o incoherencias con el texto original. [3] Nuevamente, fue reimpreso posteriormente por Zhang Xizu (1799–1844). [3]
El tratado de Su Song sobre mecanismos de relojería astronómica no fue el único elaborado en China durante su época, ya que el Song Shi (compilado en 1345) registra el tratado escrito del Shuiyunhun Tianjiyao (Wade-Giles: Shui Yun Hun Thien Chi Yao ; iluminado. Fundamentos de la [Técnica de] hacer girar aparatos astronómicos mediante energía hidráulica), escrito por Juan Taifa. Sin embargo, este tratado ya no sobrevive. [68]
En el ámbito de la investigación moderna, el fallecido bioquímico e historiador británico de la ciencia china Joseph Needham (1900-1995) (conocido como Li Yuese en China) realizó una extensa investigación y análisis de los textos de Su Song y de varios logros en su Ciencia y civilización en China. serie de libros. Joseph Needham también relató muchos pasajes detallados de las fuentes chinas medievales contemporáneas de Su sobre la vida de Su y sus logros conocidos en su época. En 1956, John Christiansen reconstruyó un modelo de la torre del reloj de Su Song en un dibujo famoso, que atrajo la atención en Occidente hacia la ingeniería china del siglo XI. [69] John Cambridge reconstruyó un modelo en miniatura del reloj de Su Song y ahora se exhibe en el Museo Nacional de Ciencias en South Kensington , Londres. [15] En China, la torre del reloj fue reconstruida a una quinta parte de su escala real por Wang Zhenduo, quien trabajó para el Museo Histórico Chino en Beijing en la década de 1950. [70]
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