Den syd-pegende vogn ( kinesisk trad. 指南車, ex. 指南车) er den første navigationsenhed, der fungerer efter princippet om feedback . På vognen var monteret en mandsfigur, som uanset vognens bevægelsesretning pegede mod syd med udstrakt hånd . Denne enhed brugte ikke et magnetisk kompas [1] .
Den syd-pegende vogn anses for at være en af de mest komplekse mekanismer skabt af den gamle kinesiske civilisation og blev brugt gennem hele middelalderen . Ifølge legenden blev den opfundet omkring 2600 f.Kr. e. i Kina af den gule kejser Huangdi , men den første rigtige historiske version blev skabt af Ma Jun (200-265) til Ming-di-herskeren af Wei-kongeriget i De Tre Kongeriger-æraen . En vogn er et tohjulet køretøj, hvorpå en personfigur er monteret, forbundet til hjulene ved hjælp af differentiale gear . Gennem omhyggelig udvælgelse af hjulstørrelser, guider og udvekslingsforhold vender figuren på toppen af vognen konstant i samme retning og fungerer således som køretøjets ikke-magnetiske kompas. Gennem historien nævner mange kinesiske historiske dokumenter en sydvendt vogn, og nogle beskriver det detaljerede arrangement af interne komponenter, og hvordan det fungerer.
Afhandlingen Guiguzi ( en:Guiguzi ) nævner, at den sydvendte vogn blev skabt i kongeriget Zheng (故鄭人之取玉也，載司南之車，為其不惑也).
I de officielle historiske optegnelser af Record of the Three Kingdoms er det skrevet, at i det 3. århundrede opfandt mekanikeren Ma Jun fra kongeriget Wei den sydpegende vogn (også kaldet "syd-pegende vogn"). Efter at være blevet latterliggjort af residensrådmand Caotang Long og general fra kavaleriet Qin Lang om, at han ikke ville være i stand til at gøre, hvad de betragter som en absurd øvelse, svarede Ma Jun: "Tomme verbale argumenter kan under alle omstændigheder ikke sammenlignes med en test, der vil vise praktiske resultater." Efter at have bygget vognen og skæmmet tvivlerne modtog han stor ros fra mange, inklusive sin samtidige, den berømte digter Fu Xuan .
Efter Ma Jun blev den sydpegende vogn genopfundet af Zu Chongzhi (429-500 e.Kr.), fordi detaljer om dens konstruktion var gået tabt. Under Tang -dynastiet (618-907 e.Kr.) og Song-dynastiet (960-1279 e.Kr.) blev den sydvendte vogn kombineret med en anden mekanisk transportanordning, afstandsmåleren eller kilometertælleren .
Nogle historiske optegnelser siger, at den sydpegende vogn blev opfundet omkring det første årtusinde f.Kr., men der er ikke fundet beviser for dette.
Den syd-pegende vogn er et mekanisk kompas, der fastholder retningen givet til viseren langs hele stien, den rejser. Differentialsystemet integrerer forskellen i hjulenes rotation og bestemmer dermed vognens drejning. Mekanismen kompenserer for denne forskel ved at dreje viseren i den modsatte retning.
Matematisk tilnærmer enheden parallel translation langs en sti. I euklidisk geometri udfører enheden funktionen som en parallel translation. I buet rum udfører enheden også funktionen parallel translation. I grænsen, når afstanden mellem hjulene har en tendens til nul, bliver tilnærmelsen nøjagtig.
Vognen kan bruges til at tegne lige eller geodætiske linjer. Stien tilbagelagt af vognen vil være en geodætisk linje på overfladen, hvis og kun hvis markøren ikke roterer i forhold til vognen gennem hele stien.
Den sydvendte vogn er blevet genopfundet og genopfundet mange gange gennem kinesisk historie. Her er en delvis kronologi over større begivenheder.
| År | Begivenhed |
|---|---|
| 2634 f.Kr e. | Ifølge legenden designede den gule kejser en vogn, der peger mod syd. Det blev bygget til ham af mester Feng-hou . |
| 1115 f.Kr e. | Under Zhou- guns regeringstid giver gong fem sådanne vogne (kaldet jinanche ) til ambassadører i Yueshan (越裳, Vietnam. Viet Thuong ) med betingelsen om at returnere dem. |
| 150 .. 100 f.Kr e. | Formentlig blev Antikythera-mekanismen konstrueret i det antikke Grækenland . |
| 120 .. 139 n. e. | Zhang Heng kan have genopfundet vognen. |
| 233 .. 237 | Ma Jun designede en arbejdsvogn til Ming-di, hersker over kongeriget Wei . |
| 300 | Cui Bao rapporterede, at designet er beskrevet i en bog (ikke eksisterende) kaldet Shang Fang Ku Shi. |
| 334 .. 349 | Xie Fei lavede en til kejser Hui fra Jin-dynastiet . |
| 394 .. 416 | Linghu Sheng lavede en til kejser Xiao Wu fra Jin-dynastiet . |
| 417 | Linghu Shengs vogn gik til kejser An-di fra Jin-dynastiet. Det blev rapporteret, at der ikke er nogen mekanisme i det, en person sidder inde og vender figuren. |
| 423 .. 452 | Guo Shanming var ude af stand til at lave en vogn til kejser Tai Wu fra det nordlige Wei-dynasti . |
| 423 .. 452 | Ma Yue lykkedes, men blev dræbt af Guo Shanming. |
| 478 | Zu Chongzhi laver en ny og forbedret vogn (med bronzegear) til kejser Shun-di fra Liu Song-dynastiet . |
| 658 | Den buddhistiske munk Chiyu designede en vogn til den japanske kejser Tenji . |
| 666 | Munken Chiyu designede endnu en vogn til den japanske kejser Tenji. |
| 806 .. 821 | Jin Gongli præsenterer en syd-pegende vogn til kejser Xianzong fra Tang-dynastiet . |
| 1027 | Ingeniør Yan Su (medlem af "Arbejdernes Råd") beskriver sit design (5 gear, 4 ikke-tandede gear, 18 førersoldater). |
| 1088 | Su Song konstruerer et escapement -vandur . |
| 1107 | Kasserer Wu Deren præsenterer en beskrivelse af en mekanisme (24 gear, 4 ikke-tandede gear), som blev bygget med succes to gange. |
| 1341 | Chu Tejun beskriver jadefiguren som en del af en miniaturevogn, der peger mod syd. |
| 1720 | Joseph Williamson bruger et differentielt urværk i ure. |
| 1834 | Julius Klaproth skriver til Alexander Humboldt og nævner en chi-nan-che syd-pegende vogn, men mener, at der er gemt et kompas i den lille dukke . |
| 1879 | James Starley bruger et differentiale for første gang i et køretøj. |
| 1909 | Professor Herbert Gyle påpeger, at følsomheden over for retninger i den sydvendte vogn er baseret på et mekanisk system og ikke på magnetisme. |
| 1909 | Professor Bertram Hopkinson fra Cambridge bemærker, at der skal være en eller anden mekanisme til at sikre, at de gear, der er forbundet med hjulet, kan kobles til eller fra, når vognen drejer til højre eller venstre. Efter flere års studier udtalte han, at Yan Su's beskrivelse var utilstrækkelig til at bygge en arbejdsmodel. |
| 1910 | Opfandt den første mekaniske navigationsenhed, John Leave Map. Som en sydvendt vogn overføres hjulets bevægelse gennem tandhjul for at repræsentere den relative position af det bevægelige køretøj på kortet. |
| 1924 | A. S. Moul (Cambridge) foreslog en realisering af Chu Tejuns beskrivelse, hvor vognen kun kan køre ligeud. Ved hver omgang stopper den og gearet drejer til startpunktet, hvorefter viseren korrigeres automatisk. |
| 1924 | C. T. Dykes var den første, der foreslog differentialtransmission, idet han hævdede, at mekanismen foreslået af Moul var "langsom og svær at kontrollere". |
| 1932 | Dr. J. B. Cramer fandt henvisninger til den sydpegende vogns mekaniske natur og udtalte, at Kina derfor ikke opfandt det magnetiske kompas. |
| 1932 | George Lanchester ( engelsk , chefingeniør for Lanchester Motor Company ) foreslog, at gamle maskiner (især Chu Te-juns beskrivelse) indeholdt en form for differential. Han byggede en arbejdsmodel for at bevise sit koncept. |
| 1937 | Wang Zhendo foreslog en implementering af Yan Su's beskrivelse og byggede en arbejdsmodel. |
| 1948 | Bao Xihe foreslog endnu en genopbygning. |
| 1977 | Professor André Wegener Slisvik udgiver et videnskabeligt essay om vognens historie. Han beviser dets gennemførlighed nøjagtigt på grundlag af gamle tekster. |
| 1979 | Lu Zhiming skaber tre rekonstruktioner baseret på differentialgear. |
| 1980 | Don Franz fra New York genopdager den sydvendte vogn, han byggede modeller efter Lanchesters ideer og var i stand til at få dem placeret i Shaanxi Provincial Museum. |
| 1982 | Yan Zhizhen bygger en anden model og understreger, at kun differentialgear giver den nøjagtighed, der er rapporteret i de gamle skrifter. |
| 1991 | M. Santander fra Spanien foreslår at bruge vognen til at lære eleverne begreberne parallel oversættelse og krumning . |
Selvom ingen af de historiske syd-pegende stridsvogne har overlevet, eksisterer der replikaer i fuld skala.
Beijing History Museum ( Kina ) har en kopi baseret på Yan Su-mekanismen (1027).
National Palace Museum i Taipei ( Taiwan ) udstiller en kopi baseret på Lanchester-mekanismen (1932).