Колесницы использовались в Китае уже в V веке до н.э. как мобильные оборонительные элементы, защищавшие солдат и помогавшие в таких работах, как рытьё траншей.
Южно‑указывающая колесница
В III веке н.э. появился уникальный тип транспортного средства, который работал подобно компасу, но вместо указания на север постоянно указывал на юг, независимо от направления движения.
Это была двухколёсная колесница с подвижным указателем в виде фигурки человека с вытянутой рукой. Указатель вращался так, чтобы всегда оставаться направленным на юг, что позволяло использовать его как навигационный инструмент, хотя у него могли быть и другие применения.
Изобретатель Ма Цзюнь
Первый достоверно документированный образец построил инженер Ма Цзюнь (200–265 г. н.э.) при правлении царства Вэй в эпоху Троецарствия. Ему также приписывают изобретение шелкового ткацкого станка.
Механизм не использовал магнитный компас, а работал на основе дифференциальных шестерёнок: одинаковый крутящий момент передавался на обе колёса, но они вращались с разными скоростями, что и приводило в действие указатель.
Принцип действия
Перед началом пути указатель вручную ориентировали на юг. При каждом повороте колёсная дифференциация заставляла шестерню вращать фигурку так, чтобы она сохраняла ориентацию к югу. На прямом участке обе колёса вращались одинаково, и указатель оставался неподвижным. При повороте скорости вращения различались, и дифференциал корректировал положение фигурки.
Таким образом, устройство реализовывало примитивный «мертвая навигация», однако подвержено накоплению ошибок.
Позднее развитие
В позднесредневековый период южно‑указывающую колесницу объединяли с одометром, измеряющим пройденные расстояния. По китайским источникам такие колесницы использовались периодически до XV в. н.э.
Споры о датировке
Некоторые тексты, например «Книга Сун» (история династии Лю Сун, 502–577 г. н.э.), указывают на более раннее появление подобных устройств. Однако современные исследователи считают, что многие упоминания относятся к более поздним копиям.
К концу V века н.э. инженер Цзы Цу Чжунчжи создал усовершенствованную модель, которая даже при множестве поворотов сохраняла направление на юг.
Оценка точности
Из‑за кривизны Земли такие приборы были крайне неточны на длительных маршрутах, однако на коротких расстояниях их погрешности были небольшими.
Технологическое значение
Если южно‑указывающие колесницы действительно существовали, они предвосхитили дифференциальные шестерни, впервые задокументированные Иосифом Уильямсоном в XVII веке. Возможна также аналогия с античной антиктирой, где могли применяться дифференциалы.
Современные реплики
Оригинальные образцы не сохранились, но реплики можно увидеть в Пекинском историческом музее, Национальном дворцовом музее в Тайбэе, а также в Онтарио Сайнс Центре в Торонто (Канада). Экспозиции имеются и в Дубае, Японии и других странах.
