Instrumentos de Medição

Os chineses usavam uma ampla variedade de instrumentos de observação, alguns semelhantes aos empregados por outras civilizações, como o gnômon (haste vertical) e a esfera armilar. Mais tarde, orientados pelos árabes, construíram grandes instrumentos astronômicos em alvenaria. Assim, em Gao Cheng (Kao-cheng), na província de Honan encontra-se a "Torre Zhou Kung para se medir a altura do Sol"; trata-se de uma torre de cerca de 12 metros de altura, dotada de uma escala horizontal em alvenarIa de mais de 36 metros de comprimentos sobre a qual um gnômon de 12 metros lançava uma sombra. Construída em 1276 d.C., foi restaurada durante o período Ming. Mas nem todos os instrumentos chineses eram cópias de aparelhos criados por outras civilizações. Eles próprios desenvolveram inúmeros instrumentos. Um dos mais antigos era o medidor da sombra do gnômon, peça graduada padrão de jade ou terracota, para se colocar sobre a sombra de um gnômon; essa peça deve datar do século II d.C. Outro era o medidor de constelação circumpolar, derivado do disco de jade, com um furo central (o pi), aparelho que podia ser usado para encontrar o pólo celeste, bem como identificar algumas das estrelas localizadas próximo a esse ponto. Podia igualmente indicar os ângulos em que essas estrelas apareciam, funcionando assim, como um instrumento que servisse de referência a elas em relação às suas "mansões celestes" através das observações das estrelas circumpolares Esses medidores existiam pelo menos desde o ano 600 e, possivelmente, 1000 a.C.
Os chineses se preocupavam também com a medição do tempo - importante acessório da astronomia e aperfeiçoaram a clepsidra, o relógio de água. A clepsidra não era uma invenção chinesa - suas origens remontam à Mesopotâmia e ao Egito - mas os chineses a transformaram num instrumento de maior precisão. Dotaram seus tanques de água de sifões ou empregaram vários tanques, um alimentando o outro, ou ainda recorreram aos dois métodos num mesmo relógio para garantir um fluxo regular de água a qualquer tempo. Criaram também uma clepsidra do tipo "balança romana", com o auxílio de recipientes para água pendurados nos braços de uma balança apoiados próximo a uma das extremidades (uma balança romana) e, para medir curtos períodos de tempo, construíram pequenas balanças de jade e substituíram a água por mercúrio. Mas sua criação mais significativa foi uma clepsidra mecânica dotada de um "escapo". O escapo - mecanismo que permite que a rotação de um eixo ocorra apenas a intervalos regulares, possibilitando que uma série de engrenagens "escape", apenas um dente de cada vez - é a peça vital dos relógios mecânicos. Foi projetado pela primeira vez pelo monge e astrônomo budista chinês I - Xing (I-Hsing) e pelo engenheiro Liang Ling Zan (Liang Leung- Taxam), por volta de 723 d.C. Na China, sua aplicação astronômica mais notável ocorreu no século XI com o astrônomo Su Sung, que construiu uma grande "torre-relógio" em Kaifong. Esta marcava o tempo e - muito mais importante em termos astronômicos - tinha no topo uma esfera armilar acionada pelo escapo do relógio de água, de modo que seguia o movimento aparente do Sol e das estrelas no céu. No entanto, a torre-relógio de Su não foi a primeira estrutura a ser equipada com uma esfera armilar acionada por um relógio. Já no século VIII, Zhang Heng (Chang Heng) havia aplicado o escapo de I-Xing e Liang Ling- Zan com o mesmo objetivo. Ao que parece, a idéia não era facilitar a observação ao se criar um instrumento que poderia retratar automaticamente a rotação diária da abóbada celeste, mas antes criar um padrão para se aferir a rotação real (observada em outra esfera armilar). Dessa forma, podiam-se observar facilmente as discrepâncias que ocorressem no céu, as quais o astrônomo tinha obrigação de registrar. Em tudo isso os chineses anteciparam-se ao Ocidente: os relógios mecânicos não chegaram à Europa antes do início do século XIV, setecentos anos depois da invenção do escapo na China, enquanto os instrumentos de observação com acionamento mecânico não foram produzidos no Ocidente antes do século XVIII.
O interesse dos chineses pelas coordenadas baseadas no equador celeste, em detrimento da eclíptica, como se usava no Ocidente, teve dois efeitos. Por um lado, significava que as esferas armilares chinesas eram, muitas vezes, mais simples que as do Ocidente, pois não tinham um anel para representar a eclíptica; e, mais importante, levou-os a imaginar a "montagem equatorial". Quando se olha o céu, ele parece girar em torno do pólo, mas, uma vez que o pólo nunca está acima da cabeça (a não ser que as observações sejam feitas em um dos pólos terrestres), todos os corpos celestes parecem descrever uma trajetória curva através do céu. Para acompanhar esse movimento com um instrumento de observação - um astrolábio, por exemplo - o observador deve girá-lo em duas direções, uma para o lado, paralela ao horizonte, e a outra em linha reta, para cima ou para baixo. O que os chineses verificaram, em algum momento do século XIII d.C., foi que, caso se inclinasse o eixo do instrumento para o lado, até que ficasse alinhado com o pólo celeste, só seria necessário um movimento para acompanhar o movimento diário das estrelas. Tal instrumento, montado "equatorialmente", é o "torquetum equatorial" de Guo Shou- Zing (Kuo Shou- Ching), de 1270 d.C. Embora a montagem equatorial sela usada hoje nos maiores telescópios do Ocidente, ela não chegou senão na última parte do século XVI, para um instrumento armilar trezentos anos depois de seu aparecimento na China.

in Ronan, C. História Ilustrada da Ciência pela Cambridge University. Rio de Janeiro: Zahar, 1986


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