世界最早的风向仪：东汉张衡发明的铜制“相风铜鸟”

比欧洲鸡形风向标早千年，山西圆觉寺铜鸟历经800年仍精准测风

东汉著名科学家张衡（78-139年）发明了世界上最早的风向测量仪器——相风铜鸟。该装置形似铜制飞鸟，头短尾长，置于约16厘米高的直杆顶端。风吹时，鸟首所指方向即为风向。

▲ 山西圆觉寺塔顶的相风铜鸟。（图片来源：视觉中国）

相风铜鸟的设计符合空气动力学原理。风力作用于鸟身时，因头部面积小、受风压小，尾部面积大、受风压大，形成扭转力矩使铜鸟旋转，直至鸟首迎风、两侧受力平衡，从而稳定指向风向。

现存于山西圆觉寺塔顶的相风铜鸟已持续运行逾800年，其结构具备三大特点：一是采用中空设计，减轻重量并防止积水；二是铜体表面经过特殊处理，长期未发生氧化；三是立于八角形塔顶，每面代表一个方位，便于观测者快速判断风向。

欧洲12世纪发明的风向标虽原理相似，但多以公鸡造型替代鸟类形象。其尖喙、小头、大尾的结构同样利用风压差实现转向，喙部指示风向。相较而言，张衡发明的相风铜鸟早于欧洲同类装置千余年，彰显中国古代气象科技的领先地位。