Zhang Heng ( chino :張衡; 78-139 d.C.), anteriormente romanizado como Chang Heng , fue un científico y estadista polimático chino que vivió durante la dinastía Han . Educado en las ciudades capitales de Luoyang y Chang'an , logró el éxito como astrónomo , matemático , sismólogo , ingeniero hidráulico , inventor , geógrafo , cartógrafo , etnógrafo , artista , poeta , filósofo , político y estudioso de la literatura.
Zhang Heng comenzó su carrera como funcionario público menor en Nanyang . Con el tiempo, se convirtió en astrónomo jefe, prefecto de los mayores para los transportes oficiales y luego asistente de palacio en la corte imperial. Su postura intransigente en cuestiones históricas y calendáricas lo llevó a convertirse en una figura controvertida, lo que le impidió alcanzar el estatus de Gran Historiador. Su rivalidad política con los eunucos de palacio durante el reinado del emperador Shun (r. 125-144) lo llevó a decidir 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 a servir en la capital una vez más en 138. Murió allí un año después, en 139.
Zhang aplicó sus amplios conocimientos de mecánica y engranajes en varios de sus inventos. Inventó la primera esfera armilar impulsada por agua del mundo para ayudar en la observación astronómica; [1] mejoró el reloj de agua de entrada agregando otro tanque; [2] e inventó el primer sismoscopio del mundo , que distinguía la dirección cardinal de un terremoto a 500 km (310 millas) de distancia. [1] [3] [4] Mejoró los cálculos chinos anteriores para pi . Además de documentar alrededor de 2.500 estrellas en su extenso catálogo estelar , Zhang también planteó teorías sobre la Luna y su relación con el Sol : en concreto, analizó la esfericidad de la Luna, su iluminación por la luz solar reflejada en un lado y la naturaleza oculta 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 del grecorromano Ptolomeo (86-161 d. C.).
Nacido en la ciudad de Xi'e en la Comandancia de Nanyang (al norte de la moderna ciudad de Nanyang en la provincia de Henan ), Zhang Heng provenía de una familia distinguida pero no adinerada. [5] [6] [7] 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 parte del emperador Guangwu (r. 25-57), tras la muerte de el usurpador Wang Mang de Xin (9-23 d. C.). [5] [8] [9] [10] Cuando tenía diez años, el padre de Zhang murió, dejándolo al cuidado de su madre y su abuela. [9]
Un escritor consumado en su juventud, Zhang dejó su casa en el año 95 para proseguir sus estudios en las capitales de Chang'an y Luoyang . [5] Mientras viajaba a Luoyang, Zhang pasó por una fuente termal cerca del monte Li y le dedicó uno de sus primeros poemas fu . [11] Esta obra, titulada " Fu en las aguas termales" ( Wēnquán fù溫泉賦), describe la multitud de personas que asistían a las aguas termales, que más tarde se hicieron famosas como las " Aguas termales de Huaqing ", un retiro favorito de la concubina imperial Yang. Guifei durante la dinastía Tang . [12] Después de estudiar durante algunos años en Taixue de Luoyang , conocía bien 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 (79-143) . 166) y el filósofo Wang Fu (78-163). [5] [7] Las autoridades gubernamentales ofrecieron a Zhang nombramientos para varios cargos, incluido un puesto como uno de los Secretarios Imperiales , pero él actuó con modestia y se negó. [5] [11]
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). [5] [7] [8] Mientras estaba encargado de redactar inscripciones y endechas para el gobernador, adquirió experiencia en la redacción de documentos oficiales. [8] Como Oficial de Mérito en la comandancia, también era responsable de los nombramientos locales para cargos y de las recomendaciones al capital de los candidatos para cargos superiores. [13] 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 casa en Xi'e. [5] [8] [11] Zhang Heng comenzó sus estudios de astronomía a la edad de 30 años y comenzó a publicar sus trabajos sobre astronomía y matemáticas . [8]
En 112, Zhang fue convocado a la corte del emperador An (r. 106-125), quien había oído hablar de su experiencia en matemáticas. [8] 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 . [5] [8] Fue ascendido a astrónomo jefe de la corte, cumpliendo su primer mandato de 115 a 120 bajo el emperador An y el segundo bajo el emperador sucesor de 126 a 132. [8] Como astrónomo jefe, Zhang era un subordinado del Ministro de Ceremonias, uno de los Nueve Ministros clasificados justo debajo de las Tres Excelencias. [14] 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 a la Censura , ambos de cuyos miembros debían conocer al menos 9.000 caracteres y todos los estilos de escritura principales. [14] [15] Bajo el emperador An, Zhang también se desempeñó como Prefecto de los Mayores para Transportes Oficiales bajo el Ministerio de Guardias, a cargo de recibir monumentos al trono (ensayos formales sobre política y administración), así como nominados para nombramientos oficiales. . [16] [17]
Cuando el funcionario del gobierno Dan Song propuso que el calendario chino debería reformarse 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. [5] Otros compartieron la opinión de Zhang y el calendario no fue alterado, sin embargo, la propuesta de Zhang de que se prohibieran los escritos apócrifos fue rechazada. [5] Los funcionarios Liu Zhen y Liu Taotu, miembros de un comité para compilar la historia dinástica Dongguan Hanji (東觀漢記), solicitaron permiso al tribunal para consultar a Zhang Heng. [5] Sin embargo, a Zhang se le prohibió ayudar al comité debido a sus opiniones controvertidas 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 inferior al Emperador. De Guangwu. [20] [21] Liu Zhen y Liu Taotu fueron los únicos historiadores aliados de Zhang en la corte, y después de sus muertes, Zhang no tuvo más oportunidades de ascenso al prestigioso puesto de historiador de la corte. [20]
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. [18] [22] Su intenso trabajo astronómico fue recompensado sólo con el rango y salario de 600 fanegas, o shi , de grano (en su mayoría conmutados por monedas en efectivo o rollos de seda ). [18] [23] Para poner este número en contexto, en una jerarquía de veinte rangos oficiales, el funcionario peor pagado ganaba el rango y el salario de 100 bushels y el funcionario mejor pagado ganaba 10.000 bushels durante el período Han. [24] 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 estatus inferior era supervisado por funcionarios centrales o provinciales de alto rango. [25]
En 132, Zhang presentó a la corte un intrincado sismoscopio que, según él, podía detectar la dirección cardinal precisa de un terremoto distante . [26] En una ocasión su dispositivo indicó que había ocurrido un terremoto en el noroeste. Como no se sintió ningún temblor perceptible en la capital, sus enemigos políticos pudieron saborear brevemente el fallo de su dispositivo, [26] hasta que un mensajero llegó poco después para informar que se había producido un terremoto a unos 400 km (248 millas) a 500 km. (310 millas) al noroeste de Luoyang en la provincia de Gansu . [26] [27] [28] [29]
Un año después de que Zhang presentara su sismoscopio ante el tribunal, se pidió a funcionarios y candidatos que proporcionaran comentarios sobre una serie de terremotos recientes que podrían interpretarse como señales de descontento del Cielo. [18] 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 en el que se analizan las razones detrás de estos desastres naturales, criticó el nuevo sistema de reclutamiento de Zuo Xiong que fijaba en cuarenta años la edad de los candidatos elegibles para el título " Filial e Incorrupto ". [18] El nuevo sistema también transfirió el poder de evaluación de los candidatos 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. [18] Aunque el memorial de Zhang fue rechazado, su estatus fue elevado significativamente poco después a Asistente de Palacio, una posición que utilizó para influir en las decisiones del Emperador Shun. [17] [18] Con este nuevo y prestigioso puesto, Zhang ganaba un salario de 2.000 fanegas y tenía derecho a escoltar al emperador. [30]
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. [18] Los eunucos intentaron difamar a Zhang, quien respondió con una rapsodia fu llamada " Fu on Pondering the Mystery", que expresa su frustración. [12] Rafe de Crespigny afirma que la rapsodia de Zhang utilizó imágenes similares al poema " Li Sao " de Qu Yuan (340-278 a. C.) y se centró en si los hombres buenos deberían o no huir del mundo corrupto o permanecer virtuosos dentro de él. [18] [31]
Mientras trabajaba para el tribunal central, Zhang Heng tuvo acceso a una variedad de materiales escritos ubicados en los Archivos del Pabellón Oriental. [33] Zhang leyó muchas de las grandes obras de historia de su época y afirmó haber encontrado diez casos en los que los Registros del Gran Historiador de Sima Qian (145-90 a. C.) y el Libro de Han de Ban Gu (32-32 d. C.) 92) se diferenciaba de otros textos antiguos que disponían de él. [5] [34] Su relato fue conservado y registrado en el texto del siglo V del Libro de Han posterior de Fan Ye (398–445). [34] Sus rapsodias y otras obras literarias mostraron un profundo conocimiento de los textos clásicos, la filosofía y las historias chinas . [5] También compiló un comentario sobre el Taixuan (太玄, "Gran Misterio") del autor taoísta Yang Xiong (53 a. C.-18 d. C.). [7] [8] [18]
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" ( Dōng jīng fù 東京賦), "Southern Capital Rhapsody" ( Nán dū fù 南都賦), "Rhapsody on Contemplating the Mystery" ( Sī xuán fù 思玄賦), y " Rapsodia sobre el regreso a los campos " ( Guī tián fù 歸田賦). [35] Este último fusiona ideas taoístas con el confucianismo y fue un precursor de la poesía metafísica china posterior sobre la naturaleza, según Liu Wu-chi. [36] Con el prefacio de Zhang también se incluye un conjunto de cuatro poemas líricos breves ( shi 詩) titulados "Poemas líricos sobre los cuatro dolores" ( Sì chóu shī 四愁詩). Este conjunto constituye algunas de las primeras poesías chinas shi heptasilábicas escritas. [37] [38] Mientras todavía estaba en Luoyang, Zhang se inspiró para escribir su "Western Metropolis Rhapsody" y su "Eastern Metropolis Rhapsody", que se basaron en la "Rhapsody on the Two Capitals" del historiador Ban Gu. [5] El trabajo de Zhang fue similar al de Ban, aunque este último elogió plenamente al régimen contemporáneo de los Han Orientales, mientras que Zhang advirtió que podría sufrir el mismo destino que los Han Occidentales si también decaía en un estado de decadencia y depravación moral. [5] Estas dos obras satirizaron y criticaron lo que él veía como el lujo excesivo de las clases altas. [11] La "Rapsodia de la capital del sur" de Zhang conmemoró su ciudad natal de Nanyang, hogar del restaurador de la dinastía Han, Guangwu. [5]
En el poema "Cuatro dolores" de Zhang Heng, lamenta no poder cortejar a una mujer hermosa debido al impedimento de montañas, nieves y ríos. [8] [18] Los eruditos Rafe de Crespigny y David R. Knechtges afirman que Zhang escribió esto como una insinuación que insinúa su incapacidad para mantenerse en contacto con el emperador, obstaculizado por rivales indignos y hombres mezquinos. [8] [18] Este poema es uno de los primeros en China en tener siete palabras por línea. [37] Sus "Cuatro Dolores" dicen:
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 elogio del minimalismo lírico de Zhang. —Zhang muestra su admiración por una mujer atractiva y ejemplar. [39] Este tipo más simple de poema fu influyó en obras posteriores del destacado funcionario y erudito Cai Yong (132-192). [37] Zhang escribió:
Los largos poemas líricos de Zhang también revelaron una gran cantidad de información sobre el trazado urbano y la geografía básica. Su rapsodia "Sir Based-On-Nothing" proporciona detalles sobre el terreno, palacios, parques de caza, mercados y edificios destacados de Chang'an , la capital Han occidental. [11] [35] Como ejemplo de su atención al detalle, su rapsodia sobre Nanyang describió jardines llenos de ajos de primavera, brotes de bambú de verano , puerros de otoño, nabos de colza de invierno, perilla , evodia y jengibre morado. [40] Los escritos de Zhang Heng confirman 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 concuerda con la estimación del historiador Ban Gu de aproximadamente 400 li (un li en tiempos Han). era igual a 415,8 m, o 1.364 pies, lo que hace que la circunferencia del muro del parque sea de 166.320 m, o 545.600 pies). [41] Junto con Sima Xiangru (179-117 a. C.), Zhang enumeró una variedad de animales y juegos de caza que habitaban el parque, que se dividieron en las partes norte y sur del parque según el origen original de los animales: norte o el sur de China . [42] 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 aves y otros animales con flechas encordadas desde lo alto de altas torres a lo largo de Chang. 'El lago Kunming de An. [43] El enfoque de los escritos de Zhang en lugares específicos y su terreno, sociedad, gente y sus costumbres también podría verse como intentos tempranos de categorización etnográfica . [44] En su poema "Xijing fu", Zhang muestra que era consciente de la nueva religión extranjera del budismo , introducida a través de la Ruta de la Seda , así como de la leyenda del nacimiento de Buda con la visión del elefante blanco que provocó concepción. [45] En su "Western Metropolis Rhapsody" (西京賦), Zhang describió entretenimientos de la corte como el juedi (角抵), una forma de lucha teatral acompañada de música en la que los participantes golpeaban cabezas con máscaras de cuerno de toro. [46]
Con su "Respuesta a la crítica" ( Ying jian 應間), una obra inspirada en "Justificación contra el ridículo" de Yang Xiong , [47] Zhang fue uno de los primeros escritores y proponente 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. [48] También lo utilizó como un medio para criticarse a sí mismo por no haber obtenido un alto cargo, pero llegando a la conclusión de que el verdadero caballero muestra virtud en lugar de codicia por el poder. [18] 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 representaba a los eunucos o parientes poderosos de la emperatriz Liang (116-150) en el clan Liang . [22] 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 pieza literaria con carga política que su caballerosa búsqueda de la virtud venció a cualquier deseo suyo de poder. [49]
Zhang escribió sobre las diversas aventuras amorosas de emperadores descontentos con el harén imperial, que salían a la ciudad de incógnito 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 anteriores emperadores Han del Oeste. [50] Además de criticar a los emperadores Han occidentales por su fastuosa decadencia, Zhang también señaló que su comportamiento y ceremonias no se ajustaban adecuadamente a las creencias cíclicas chinas en el yin y el yang . [51] En un poema que critica la anterior dinastía Han Occidental, Zhang escribió:
Durante siglos, los chinos aproximaron pi a 3; Liu Xin (m. 23 d. C.) hizo el primer intento chino conocido de realizar un cálculo más preciso de 3,1457, [52] pero no hay ningún registro que detalle el método que utilizó para obtener esta cifra. [53] [54] En su trabajo alrededor de 130, [55] Zhang Heng comparó el círculo celeste con el diámetro de la Tierra, proporcionando el primero como 736 y el segundo como 232, calculando así pi como 3,1724. [56] En la época de Zhang, se daba la relación 4:3 para el área de un cuadrado con respecto al área de su círculo inscrito y el volumen de un cubo y el volumen de la esfera inscrita también debían ser 4 2 :3 2 . [56] En la fórmula, con D como diámetro y V como volumen, D 3 :V = 16:9 o V= D 3 ; Zhang se dio cuenta de que el valor del diámetro en esta fórmula era inexacto y notó la discrepancia en el valor tomado para la relación. [54] [56] Zhang luego intentó remediar esto modificando la fórmula con un D 3 adicional , por lo tanto V = D 3 + D 3 = D 3 . [56] Con la relación entre el volumen del cubo y la esfera inscrita en 8:5, la relación implícita entre el área del cuadrado y el círculo es √ 8 :√ 5 . [56] [57] A partir de esta fórmula, Zhang calculó pi como la raíz cuadrada de 10 (o aproximadamente 3,162). [17] [18] [56] [57] [58] Zhang también calculó pi como = 3,1466 en su libro Ling Xian (靈憲). [59] En el siglo III, Liu Hui hizo el cálculo más preciso con su algoritmo π , que le permitió obtener el valor 3,14159. [60] Más tarde, Zu Chongzhi (429–500) aproximó pi a 3,141592, el cálculo más preciso de pi que lograrían los antiguos chinos. [61]
En su publicación del año 120 d.C. llamada La Constitución Espiritual del Universo (靈憲, Ling Xian , iluminado. "Modelo Sublime"), [18] [62] Zhang Heng teorizó que el universo era como un huevo "tan redondo como una ballesta ". pellet" con las estrellas en la cáscara y la Tierra como yema central. [4] [63] Esta teoría del universo es congruente con el modelo geocéntrico a diferencia del modelo heliocéntrico . Aunque los astrónomos chinos Shi Shen y Gan De de los antiguos Estados Combatientes (403-221 a. C.) habían compilado el primer catálogo de estrellas de China en el siglo IV a. C., Zhang catalogó 2.500 estrellas que colocó en una categoría de "brillantemente brillantes" (los chinos estimaron la en total 14.000), y reconoció 124 constelaciones. [18] [63] En comparación, este catálogo de estrellas presentaba 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.), que catalogó más de 1.000. [64] Zhang apoyó la teoría de la "influencia radiante" para explicar los eclipses solares y lunares , una teoría a la que se opuso Wang Chong (27-97 d. C.). [65] En el Ling Xian , Zhang escribió:
"就日則光盡也。
El Sol es como el fuego y la Luna como el agua. El fuego emite luz y el agua la refleja. Así, el brillo de la Luna se produce por el resplandor del Sol, y la oscuridad de la Luna se debe a que (la luz del) Sol está obstruida. El lado que mira al Sol está completamente iluminado y el lado que está lejos de él está oscuro
.在星星微，月過則食。
Los planetas (así como la Luna) tienen la naturaleza del agua y reflejan la luz. La luz que emana del Sol no siempre llega a la Luna debido a la obstrucción de la propia Tierra; esto se llama " ànxū ", un eclipse lunar. Cuando (un efecto similar) ocurre con un planeta (lo llamamos) una ocultación; cuando la Luna cruza (la trayectoria del Sol), se produce un eclipse solar.— Zhang Heng (120 d. C.), Modelo sublime ( Joseph Needham , traducción) [66]
Zhang Heng también vio estos fenómenos astronómicos en términos sobrenaturales. Él podía interpretar los signos de los cometas, los eclipses y los movimientos de los cuerpos celestes como guías celestiales sobre cómo conducir los asuntos de Estado. [18] Los escritores contemporáneos también escribieron sobre los 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 lo reciben sólo cuando el Sol los ilumina. Los antiguos maestros consideraban que el Sol era redondo como una bala de ballesta y pensaban que la Luna tenía la naturaleza de un espejo. Algunos de ellos también reconocieron la Luna como una bola. Las partes de la Luna que el Sol ilumina parecen brillantes, las que no, permanecen oscuras. [67]
La teoría planteada 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. [68] La teoría de la esfera celeste que rodea una Tierra plana y cuadrada fue criticada más tarde por el erudito y funcionario 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 plenamente aceptada por el matemático Li Ye (1192-1279), pero no por la ciencia china dominante hasta la influencia europea en el siglo XVII. [69]
La clepsidra de salida era un dispositivo de cronometraje utilizado en China ya en la dinastía Shang (c. 1600-c. 1050 a. C.) y, ciertamente, en la dinastía Zhou (1122-256 a. C.). [70] La clepsidra de entrada con una varilla indicadora sobre un flotador se conocía en China desde el comienzo de la dinastía Han en 202 a. C. y había reemplazado al tipo de salida. [70] Los chinos Han notaron el problema con la caída de la presión en el depósito, lo que ralentizó el cronometraje del dispositivo a medida que se llenaba el recipiente de entrada. [70] Zhang Heng fue el primero en abordar este problema, indicado en sus escritos de 117, agregando un tanque de compensación adicional entre el depósito y el recipiente de entrada. [2] [18] Zhang también montó dos estatuillas de un inmortal chino y un guardia celestial en la parte superior de la clepsidra de entrada, las cuales guiarían la varilla indicadora con la mano izquierda y señalarían las graduaciones con la derecha. [71] Joseph Needham afirma que este fue quizás el antepasado de todos los gatos de reloj que más tarde harían sonar las horas encontradas en los relojes mecánicos en el siglo VIII, pero señala que estas figuras en realidad no se movían como figuras de gatos de reloj ni hacían sonar las horas. [71] 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 con brazos desiguales capaz de realizar ajustes estacionales en la altura de presión del tanque de compensación, de modo que pudiera controlar la tasa de flujo de agua para diferentes longitudes. del día y de la noche durante el año. [72] Zhang mencionó un "cuello de dragón de jade", que en tiempos posteriores significó un sifón. [73] Escribió sobre los flotadores y las varillas indicadoras de la clepsidra de entrada de la siguiente manera:
Se fabrican vasijas de
bronce y se colocan una encima de otra en diferentes niveles; están llenos de agua pura. Cada uno tiene en la parte inferior una pequeña abertura en forma de "cuello de dragón de jade". El agua que gotea (desde arriba) entra en dos receptores de entrada (alternativamente), siendo el izquierdo para la noche y el derecho para el día
.左手抱箭，右手指刻，以別天時早晚。
En las tapas de cada (receptor de entrada) hay pequeñas estatuillas fundidas en bronce dorado; el de la izquierda (noche) es un inmortal y el de la derecha (día) es un policía. Estas figuras guían la varilla indicadora (flecha iluminada) con la mano izquierda y con la derecha indican las graduaciones, indicando así la hora. [73]
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 . [74] [75] [76] El astrónomo griego Eratóstenes (276-194 a. C.) inventó la primera esfera armilar en 255 a. La esfera armilar china se desarrolló por completo en el año 52 a. C., con la adición por parte del astrónomo Geng Shouchang de un anillo ecuatorial permanentemente fijo. [77] En el año 84 d. C., los astrónomos Fu An y Jia Kui agregaron el anillo de la eclíptica, y finalmente Zhang Heng agregó el horizonte y los anillos de meridianos. [18] [77] Esta invención se describe y se 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 rotar una esfera armilar con agua de clepsidra). Probablemente no era un libro real de Zhang, sino un capítulo de su Hun I o Hun I Thu Chu , escrito en el año 117 d.C. [78] Su armilar impulsado 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. [79] El historiador Joseph Needham (1900-1995) afirma:
¿Cuáles fueron los factores que llevaron al primer reloj de escape en China? La principal tradición que condujo a Yi Xing (725 d. C.) fue, por supuesto, la sucesión de "pre-relojes" que habían comenzado con Zhang Heng alrededor del año 125. Se han dado razones para creer que estos aplicaban energía al movimiento de giro lento de las esferas armilares computacionales. y globos celestes mediante una rueda hidráulica que utilizaba un goteo de clepsidra, que ejercía de forma intermitente la fuerza de una orejeta para actuar sobre los dientes de una rueda sobre un eje de eje polar. Zhang Heng, a su vez, había compuesto esta disposición uniendo los anillos armilares de sus predecesores en la esfera armilar ecuatorial y combinándola con los principios de los molinos de agua y los martillos hidráulicos que se habían extendido tanto en la cultura china en los años anteriores. siglo. [79]
Zhang no inició la tradición china de 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 . [80] Du Shi , contemporáneo de Zhang (m. 38 d. C.), fue el primero en aplicar la fuerza motriz de ruedas hidráulicas para operar los fuelles de un alto horno para fabricar arrabio y el horno de cúpula para fabricar hierro fundido . [81] [82] Zhang proporcionó una valiosa descripción de su esfera armilar impulsada por agua en el tratado de 125, afirmando:
El anillo ecuatorial rodea el vientre de la esfera armilar a 91 y 5/19 (grados) del polo. El círculo de la eclíptica también rodea el vientre del instrumento en un ángulo de 24 (grados) con el ecuador. Así, en el solsticio de verano la eclíptica está a 67 (grados) y una fracción del polo, mientras que en el solsticio de invierno está a 115 (grados) y una fracción del polo. Por lo tanto (los puntos) donde se cruzan la eclíptica y el ecuador deberían dar las distancias del polo norte de los equinoccios de primavera y otoño. Pero ahora (se ha registrado que) el equinoccio de primavera está a 90 y 1/4 (grados) del polo, y el equinoccio de otoño está a 92 y 1/4 (grados) del polo. La primera cifra se adopta sólo porque concuerda con el (resultados obtenidos por el) método de medir las sombras del sol solsticial tal como está incorporado en el calendario Xia (dinastía). [83]
La esfera armilar impulsada 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 enormemente en los instrumentos impulsados por agua de astrónomos posteriores como Yi Xing (683–727), Zhang Sixun (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 utilizaron en las eras de los Tres Reinos (220–280) y la dinastía Jin (266–420) , sin embargo, su diseño estuvo temporalmente fuera de uso entre 317 y 418, debido a a las invasiones de los nómadas xiongnu del norte . [84] Los antiguos instrumentos de Zhang Heng fueron recuperados 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. [84] En 436, el emperador ordenó a Qian Luozhi, secretario de la Oficina de Astronomía y Calendario, que recreara el dispositivo de Zhang, lo que logró hacer con éxito. [84] El globo celeste impulsado por agua de Qian todavía estaba en uso en la época de la dinastía Liang (502-557), y en dinastías posteriores se diseñaron modelos sucesivos de esferas armilares impulsadas por agua. [84]
Desde los primeros tiempos, los chinos se preocuparon por la fuerza destructiva de los terremotos. En los Registros del Gran Historiador de Sima Qian del año 91 a. C. se registró que en el año 780 a. C. un terremoto había sido lo suficientemente poderoso como para desviar el curso de tres ríos. [85] En ese momento no se sabía 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 el descontento de los cielos por los actos cometidos (o los agravios de la gente común ignorados) por la actual dinastía gobernante. [85] Estas teorías se derivaron en última instancia del antiguo texto del Yijing (Libro de los Cambios), en su quincuagésimo primer hexagrama. [86] Hubo otras teorías tempranas sobre los terremotos, desarrolladas por aquellos 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 la Tierra con agua los causaba; Anaxímenes (c. 585 – c. 525 a. C.) creía que eran el resultado de la caída de enormes trozos de Tierra en los huecos cavernosos debido al secado; 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. [86]
Durante la dinastía Han, muchos eruditos, incluido Zhang Heng, creían en los " oráculos de los vientos". [87] Estos oráculos de lo oculto observaron la dirección, fuerza y sincronización de los vientos, para especular sobre el funcionamiento del cosmos y predecir eventos en la Tierra. [88] 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 temporal de esos movimientos. [89] Se llamó "veleta de terremotos" ( hòufēng dìdòngyí 候風地動儀), [90] y pudo determinar aproximadamente la dirección (de ocho direcciones) de donde vino el terremoto. [18] [75] 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 su interior, fue capaz de detectar la dirección de un terremoto a cientos de millas/ kilómetros de distancia. [91] [92] Esto fue esencial para que el gobierno Han enviara ayuda y socorro rápidos a las regiones devastadas por este tipo de desastre natural. [3] [93] [94] El Libro de Han Posterior registra que, en una ocasión, el dispositivo de Zhang se activó, 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, por lo que el tribunal se vio obligado a admitir la eficacia del dispositivo. [95]
Para indicar la dirección de un terremoto distante, el dispositivo de Zhang dejó caer una bola de bronce desde una de las ocho proyecciones tubulares con forma de cabezas de dragón; la bola cayó en la boca de un objeto metálico correspondiente con forma de sapo, cada uno de los cuales representa una dirección como los puntos de una rosa de los vientos . [96] Su dispositivo tenía ocho brazos móviles (para las ocho direcciones) conectados con manivelas que tenían mecanismos de captura en la periferia. [97] Cuando se disparaba, una manivela y una palanca en ángulo recto levantaban la cabeza de un dragón y liberaban una bola que había sido sostenida por la mandíbula inferior de la cabeza del dragón. [97] 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. [97] Wang Zhenduo (王振鐸) argumentó que la tecnología de la era Han Oriental era lo suficientemente sofisticada como para producir tal dispositivo, como lo demuestran las palancas y manivelas contemporáneas utilizadas en otros dispositivos, como los gatillos de ballesta. [98]
Los chinos posteriores de períodos posteriores pudieron reinventar el sismoscopio de Zhang. Entre ellos se encontraban el matemático y topógrafo del siglo VI Xindu Fang de la dinastía Qi del Norte (550-577) y el astrónomo y matemático Lin Xiaogong de la dinastía Sui (581-618). [99] Al igual que Zhang, Xindu Fang y Lin Xiaogong recibieron patrocinio imperial por sus servicios en la artesanía de dispositivos para la corte. [100] En la época de la dinastía Yuan (1271-1368), se reconoció que todos los dispositivos fabricados anteriormente se conservaban, excepto el del sismoscopio. [101] Esto fue discutido por el erudito Zhou Mi alrededor de 1290, quien comentó que los libros de Xindu Fang y Lin Xiaogong que detallaban sus dispositivos sismológicos ya no se encontraban. [101] Horwitz, Kreitner y Needham especulan si los sismógrafos de la era de la dinastía Tang (618-907) llegaron al Japón contemporáneo ; Según Needham, "se han descrito instrumentos de tipo aparentemente tradicional en los que un péndulo lleva clavijas que se proyectan en muchas direcciones y son capaces de perforar un cilindro de papel circundante". [102]
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. [103] Wang Zhenduo presentó dos modelos diferentes de sismoscopio basados en las descripciones antiguas del dispositivo de Zhang. [104] 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 de 1963 era un péndulo invertido . [104] 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. [98] [105] 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. [106] Argumentó que el choque transversal habría hecho que el mecanismo de inmovilización de Wang fuera ineficaz, ya que no habría impedido un mayor movimiento que podría sacar otras bolas de su posición. [98] El 13 de junio de 2005, sismólogos chinos modernos anunciaron que habían creado con éxito una réplica del instrumento. [107]
Anthony J. Barbieri-Low, profesor de historia temprana 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 Oriental que se dedicaban a artesanías que tradicionalmente estaban reservadas a los artesanos ( gong工). , como la ingeniería mecánica. [108] Barbieri-Low especula que Zhang solo diseñó su sismoscopio, pero en realidad no creó el dispositivo él mismo. Afirma que lo más probable es que este hubiera sido el trabajo de artesanos encargados por Zhang. [109] Escribe: "Zhang Heng era un funcionario de rango moderadamente alto y no se le podía ver sudando en las fundiciones con los artesanos del gong y los esclavos del gobierno. Lo más probable es que trabajara en colaboración con los fundidores y fabricantes de moldes profesionales en el imperio. Talleres de trabajo." [109]
El cartógrafo y funcionario 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 una escala graduada . así como la elevación topográfica . [110] [111] Sin embargo, la elaboración de mapas en China había existido desde al menos el siglo IV a. C. con los mapas del estado de Qin encontrados en Gansu en 1986. [112] La precisión precisa de los cursos sinuosos de los ríos y la familiaridad con la distancia escalada habían Se conocía 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 la dinastía Han. [113] [114] El historiador Howard Nelson afirma que, aunque los relatos del trabajo de Zhang Heng en cartografía son algo 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. [115] Rafe de Crespigny afirma que fue Zhang quien estableció el sistema de cuadrícula rectangular en la cartografía china. [18] 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 . [116] 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 ). [ 117] Está documentado que Zhang Heng presentó por primera vez un mapa de geografía física en el año 116 d.C., llamado Ti Hsing Thu. [118]
A Zhang Heng a menudo se le atribuye la invención del primer odómetro , [17] [63] un logro también atribuido a Arquímedes (c. 287-212 a. C.) y Herón de Alejandría (fl. 10-70 d. C.). Los imperios romano y chino Han utilizaron dispositivos similares aproximadamente en el mismo período. En el siglo III, los chinos habían denominado al dispositivo jili guche (記里鼓車, " carruaje de tambor de grabación de li " (la medida moderna de li = 500 m/1640 pies). [119]
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 recorrer diez li, otra figura de madera golpeaba un gong o una campana con su brazo accionado mecánicamente. [119] Sin embargo, hay evidencia que sugiere que la invención del odómetro fue un proceso gradual en la China de la dinastía Han que se centró en los "hombres huang": gente de la corte (es decir, eunucos, funcionarios de palacio, asistentes y familiares, actores, acróbatas, etc.) que seguían la procesión musical del "carro-tambor" real. [120] Se especula que en algún momento durante el siglo I a. C. el sonido de tambores y gongs era impulsado mecánicamente por la rotación de las ruedas de la carretera. [120] Este podría haber sido en realidad el diseño de Luoxia Hong (c. 110 a. C.), sin embargo, al menos en el año 125 ya se conocía el carro mecánico del odómetro, como estaba representado en un mural de la tumba Xiao Tang Shan. [120]
El carro que apuntaba al sur era otro dispositivo mecánico atribuido a Zhang Heng. [17] Era un vehículo con brújula no magnética en forma de carro de dos ruedas. Los engranajes diferenciales impulsados por las ruedas del carro permitían que una figura 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. Lo haya inventado Zhang Heng o no, Ma Jun (200-265) logró crear el carro en el siglo siguiente. [121]
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 impulsada por agua de Zhang como inspiración para su torre de reloj del siglo XI . [123] El modelo cósmico de nueve puntos del Cielo correspondientes a nueve regiones de la Tierra concebido en el trabajo del erudito-funcionario Chen Hongmou (1696-1771) siguió la tradición del libro de Zhang Constitución espiritual del Universo . [124] El sismólogo John Milne, que creó el sismógrafo moderno en 1876 junto con Thomas Gray y James A. Ewing en el Imperial College of Engineering de Tokio , comentó en 1886 las contribuciones de Zhang Heng a la sismología . [125] [126] El historiador Joseph Needham enfatizó sus contribuciones a la tecnología china premoderna, afirmando que Zhang se destacó incluso en su época por ser capaz de "hacer girar tres ruedas como si fueran una". [127] Más de un estudioso ha descrito a Zhang como un erudito . [7] [29] [38] [94] Sin embargo, algunos estudiosos también señalan que los escritos de Zhang carecen de teorías científicas concretas. [122] Comparando a Zhang con su contemporáneo, Ptolomeo (83-161) del Egipto romano , Jin Guantao, Fan Hongye y Liu Qingfeng afirman:
La poesía de Zhang fue ampliamente 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 comentarios sobre los poemas de Zhang "Dongjing fu" y "Xijing fu". [128] El influyente poeta Tao Qian escribió que admiraba la poesía de Zhang Heng por "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. [129] Tao escribió que tanto Zhang Heng como Cai Yong "evitaron el lenguaje inflado, apuntando principalmente a la simplicidad", y agregó que sus "composiciones comienzan dando libre expresión a sus fantasías pero terminan con una nota de tranquilidad, que sirve admirablemente para contener a los indisciplinados". y apasionada naturaleza". [130]
Zhang recibió grandes honores en vida y en muerte. El filósofo y poeta Fu Xuan (217-278) de las dinastías Wei y Jin se lamentó una vez en un ensayo por el hecho de que Zhang Heng nunca fue colocado en el Ministerio de Obras Públicas . Fu Xuan, elogiando a Zhang y al ingeniero mecánico del siglo III Ma Jun, escribió: "Ninguno de los dos fue funcionario del Ministerio de Obras Públicas y su ingenio no benefició al mundo. Cuando (las autoridades) emplean personal sin consideración a un talento especial, y habiendo oído hablar del genio, descuidar incluso el ponerlo a prueba, ¿no es esto odioso y desastroso?" [131]
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 . [8] Cui declaró: "Los cálculos matemáticos [de Zhang Heng] 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 fueron uno con los de los dioses." [132] El funcionario menor Xiahou Zhan (243-291) de la dinastía Wei hizo una inscripción para su propia estela conmemorativa que se colocará en la tumba de Zhang Heng. Decía: "Desde que los caballeros compusieron 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 recurrir a él como maestro! " [133]
Varias cosas han recibido el nombre de Zhang en los tiempos modernos, incluido el cráter lunar Chang Heng , [134] el asteroide 1802 Zhang Heng , [135] y el mineral zhanghengita . En 2018, China lanzó un satélite de investigación llamado Satélite Sismo-Electromagnético de China (CSES), que también lleva el nombre de Zhangheng-1 (ZH-1). [136]
