卡丹环,或称平衡环,是以意大利数学家吉罗拉姆·卡丹的名字命名的．但是卡丹既没有发明过也没有声称他发明过这种装置,并说明平衡环装置只是在他的名著《精妙事物》中描述过,这种装置它早在公元9 世纪便在欧洲出现．其实它早在公元前2 世纪就已经在我国发明了。

这项发明是现代陀螺仪的基础．陀螺仪使航海成为可能,而且在现代飞机中是“自动领航”所必不可少的．任何有幸进入公元19 世纪吉普赛人大篷车的人,都会注意到挂在壁上内装有灯的黄铜平衡环,不管大篷车在路上怎样颠簸,平衡环始终保持直立．这些联锁着的黄铜环可随意转动,但吊在其中的灯总不会翻转过来,这就是卡丹环的基本原理．一套环子内每环都在两个相对点上与另一环联结,使它们可自由转动．这样,如果一个重物如灯直立放于环的中心,它将保持直立．不管灯周围的各环发生什么运动,吊着灯的环保持灯不运动．公元18 世纪时,我国航海家利用这种平衡环装配罗盘．用这种方式在船上装的罗盘,可免除波浪颠簸的影响。

最早的关于平衡环结构的文字记载见于公元前140年司马相如写的《美人赋》．赋中描绘了一个迷人的场景: “金属环内含有燃烧着的香”(“金鉔薰笪,黼帐低垂”)．平衡环的发明者被认为是方风,虽然他本人身份不明．300 多年以后,大约在公元189年,一个聪明的机匠丁缓被认为再次发明了平衡环．《西京杂记》记载说:

“丁缓……还做了＂卧褥香炉＂,也称做＂被中香炉＂．它本来出自方风,后来其法失传,直到丁缓才开始重新制作它．他创制的香炉其柄环朝各个方向旋转,而炉体却能保持水平,可放在被褥里．”

丁缓还与走马灯或“魔灯”的发明有关。

在此之后,平衡环便出现于古代文献中．公元692年,有人向女皇武则天献上“木制暖炉,虽然其中装有发热的燃料,但怎样转动也不会翻倒”(“木火通,铁盏盛火,辗转不翻．”见张族《朝野佥载》)．乾隆《杭州西湖志》(公元1734年)提到,装上“联锁轴”,其中有纸灯宠,不管在街上怎样踢,怎样滚动,里面的灯火也不会熄灭,因此称为滚灯．几个世纪以来,各种各样的平衡装置名目繁多,诸如香球、球灯、银袋、滚球和香篮等等．而他们作为月的象征定期用于每年舞龙队伍中,放在翻动的龙之前。

1100年以后,平衡环装置传到了欧洲．又过了800年,英国著名科学家罗伯特·胡克等人在一种新的形态下采用了平衡环的原理,即由外而内施用动力,而不是由内而外地稳定中央物件,从而构成了那种西方的发明,即万向节．正是这个发明导致当今汽车的自动动力传送．我们今天开车时,或许应当想到我们多么应当感谢“被中香炉”,尽管它不一定是主要交通工具机械进步的一切源头中最大的源头。