Na China, as carruagens eram usadas no campo de batalha já no século V a.C. Elas eram principalmente elementos defensivos móveis para a proteção de soldados, enquanto realizavam alguma atividade, como cavar túneis ou trincheiras. A partir desses modelos primitivos, desenvolveu-se no século III d.C. um tipo de carruagem que funcionava de maneira semelhante a uma bússola, mas em vez de apontar para o norte, sempre apontava para o sul, independentemente de para que lado a carruagem virasse. Foi usado como bússola para navegação, embora possa ter outros usos também. |
Consistia em um veículo de duas rodas que incorporava um ponteiro móvel que apontava sempre para o sul, e que costumava ter a forma de uma figura humana com o braço estendido. O primeiro conhecido e documentado de forma confiável é o construído pelo engenheiro Ma Jun, que viveu entre 200 e 265 d.C. durante a era dos Três Reinos, no reino de Wei. Sua invenção é, portanto, atribuída a ele, assim como a do tear de seda.
Ele usava um sistema de bússola direcional que não tinha função magnética, mas funcionava através do uso de engrenagens diferenciais -aplicando a mesma quantidade de torque às rodas motrizes girando em velocidades diferentes-, pois a bússola de agulha magnética só seria descoberta sete séculos depois.
No início da viagem, o ponteiro era orientado manualmente para o sul, e então cada vez que o carro virava, o sistema de engrenagens se encarregava de mantê-lo corretamente orientado em relação à carroceria do carro, para neutralizar a curva, e mantê-lo apontando em uma direção, sul constante. Assim, o mecanismo realizava uma espécie de cálculos direcionais, ainda que propenso a erros e incertezas cumulativas.
A figura que apontava estava ligada, provavelmente por engrenagens intermediárias, a um eixo que girava a uma velocidade proporcional à diferença entre as velocidades de rotação das rodas. Quando o carro se movia em linha reta, ambas as rodas giravam na mesma velocidade e, portanto, o ponteiro não se movia. Quando o carro girava as rodas giravam em velocidades diferentes e o diferencial girava o ponteiro, compensando o giro do carro.
Nos períodos dinásticos medievais tardios, a carruagem que indicava o sul de Ma Jun foi combinada, em um único dispositivo, com o odômetro que media as distâncias. Segundo fontes chinesas, parece que as carruagens foram usadas, de forma intermitente, até pelo menos o ano de 1300.
Alguns textos sugerem que a invenção do aparelho é muito mais antiga. "O Livro da Canção", uma história da dinastia Liu Song -a primeira das Dinastias do Sul na China- escrita por Shen Yue entre 502 e 577 d.C.:
A carruagem foi construída pela primeira vez pelo duque Zhou, no início do primeiro milênio a.C., como meio de transportar para casa enviados que vinham de longe além das fronteiras.
O país a ser atravessado era uma planície sem limites, em que as pessoas perdiam a orientação para leste e oeste, por isso (o duque) mandou construir este veículo para que os embaixadores pudessem distinguir norte e sul.
De acordo com esse texto, Ma Jun teria se limitado a construir um novo espécime, já que todos os anteriores haviam se perdido, para descrença de alguns estudiosos que afirmavam que tal artefato jamais poderia ter existido:
No estado de Wei, Gaotong Long e Qin Lang eram estudiosos famosos; eles disputaram a carruagem que apontava para o sul perante o tribunal, dizendo que ela não existia e que a história era um absurdo. Mas durante o período Qing Long (233-237), o imperador Ming Di encomendou ao estudioso Ma Jun a construção de uma, e ele conseguiu. Isso foi perdido novamente durante os problemas que acompanharam o estabelecimento da dinastia Jin.
No entanto, parece que todos esses carros não funcionaram muito bem -provavelmente apenas em viagens curtas-, então durante as viagens as marchas tinham que ser ajustadas várias vezes. Até o final do século V d.C., um engenheiro chamado Zi Zu Chongzhi parece ter conseguido fazer um, tão bom que, embora tenha feito inúmeras curvas e mudado de direção muitas vezes, nunca parou de apontar para o sul.
Assim, no final do período do reinado de Sheng-Ming (477-479), o imperador Shun Di, durante o reinado do príncipe de Qi, encomendou a Zi Zu Chongzhi para fazer um, e quando foi concluído foi testado por Wang Seng, governador militar de Tanyang, e Liu Hsiu, presidente do Conselho de Censores. O trabalho era excelente e, embora o carro girasse e virasse em cem direções, o ponteiro não parava de apontar para o sul. Sob o Jin, além disso, também havia um navio apontando para o sul
De qualquer forma, a curvatura da superfície da Terra teria tornado esses artefatos bastante imprecisos. Se os caminhos fossem curtos as discrepâncias seriam pequenas e sem importância, mas em caminhos longos teriam funcionado como uma bússola muito imperfeita.
Se as carruagens apontando para o sul movidas por engrenagens diferenciais realmente existissem, elas estariam muitos séculos à frente da primeira engrenagem diferencial registrada, criada por Joseph Williamson para corrigir a equação do tempo para um relógio que exibia a hora média local e a hora do sol. No entanto, é possível que o mecanismo Antikythera também tenha usado engrenagens diferenciais.
Nenhum carrinho histórico desse tipo é preservado, mas réplicas mais ou menos fiéis dos originais podem ser vistas no Museu de História de Pequim e no Museu do Palácio Nacional de Taipei. Além disso, o Centro de Ciência Ontario em Toronto, no Canadá, exibe duas réplicas funcionais. E há exemplos em outros lugares como Dubai e Japão.
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