自动控制的先驱——水时钟
(公元前 1400 年)
水时钟是古代埃及人创造的一种计时装置。它出现于公元前 1400 年,至今开罗博物馆还珍藏有水时钟的实物。我国古代叫做漏壶或称刻漏的东西, 也就是水时钟。
由于水时钟计时不准确,当时人们都是把它和日光时钟配合使用的。到亚历山大王朝时代,人们又对水时钟进行了改进。其方法是用一个浮子来测知水面随时间的变化,并通过滑车把时间表示出来。这种改进后的水时钟的构造是相当巧妙的。
对水时钟改进的关键部分是水流稳定装置。因为水时钟是否准确,关键在于流入贮水槽的水流速度是否保持稳定。为此,阿拉伯人进行了这样的改进:先使流进来的水进入一个小的中间水槽,这个中间水槽里有一个小型浮子,如果水进得多了,小浮子就上升,使中间水槽的入口关闭;中间水槽里的水流出去时,小浮子随之下降,进水口又打开了。
这种控制水量的办法,实际上已经应用了现代自动控制技术最重要的“反馈控制”原理。这就是说,早在亚历山大王朝时代,阿拉伯人就已在水时钟上发明了自动控制的方法,尽管还很原始,但其设计思想确实是高超的。
水时钟的时代一直继续到公元 1500 年前后,这其间人们还发明了落砂时钟、摆时钟、线香时钟等各式各样的计时工具。但相比之下,最突出的还是亚历山大时代的水时钟。它容易调节,而且是最准确的。