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機械大師馬鈞:被遺忘的三國時期第一發(fā)明家
時間:2017-05-05 14:54   來源:川北在線整理   責任編輯:沫朵
  原標題:機械大師馬鈞:被遺忘的三國時期第一發(fā)明家

 

  提到三國時期的風云人物,我們立刻會想到耳熟能詳的諸葛亮、曹操、劉備、關羽、張飛、趙云等,可三國時期有一位能稱之為當時“第一發(fā)明家”的能工巧匠,我們卻很陌生,或者很多人根本都沒聽過他的名字,但他的發(fā)明創(chuàng)造卻得到了廣大勞動人民的歡迎,一千多年來,他的功績一直被勞動人民所傳頌。今天歷史百家匯小編就想跟大家說說這位能人。

 
  他的不少發(fā)明創(chuàng)造對當時生產力的發(fā)展起了相當大的作用。因為他在傳動機械方面有很深的造詣,所以當時人們對他的評價很高,稱他為“天下之名巧”。
 
  馬鈞,字德衡,扶風(今陜西扶風)人,生活在漢朝末期,是中國古代科技史上最負盛名的機械發(fā)明家之一。馬鈞年幼時家境貧寒,自己又有口吃的毛病,所以不擅言談卻精于巧思,后來在魏國擔任給事中的官職。指南車制成后,他又奉詔制木偶百戲,稱“水轉百戲”。接著馬鈞又改造了織綾機,提高工效四五倍。馬鈞還改良了用于農業(yè)灌溉的工具龍骨水車(翻車),此后,馬鈞還改制了諸葛連弩,對科學發(fā)展和技術進步做出了貢獻。
 
  馬鈞少年游樂,未認識到自己的才華。當博士時,生活貧困,于是改進綾機,并因此而出名。后來,在魏朝擔任給事中,同時研制機械。他雖然一生不大得志,但刻苦鉆研,設計制造出多種機械。魏明帝時,見當時織機五十條經線者有五十躡(腳踏操縱板),六十條經線者六十躡,便將織機一律改為十二躡,大大提高了功效。在洛陽時,又發(fā)明了排灌水車,名叫“翻車”,它利用人力可以將水由低處提到高處。他還研究制造出指南車,改進了諸葛亮的連弩,改進了攻城用的發(fā)石車。他制造的“水轉百戲”以水為動力,以機械木輪為傳動裝置,使木偶可以自動表演,構思十分巧妙。下面我們來看看他的發(fā)明:
 
  1、新式織綾機

  綾是一種表面光潔的提花絲織品。中國是世界上生產絲織品最早的國家?赡菚r所以生產效率還很低。中國勞動人民才在生產實踐中逐步發(fā)明了簡單的織綾機。這種織綾機有一百二十個躡(踏具),人們用腳踏躡管理它,織一匹花綾得用兩個月左右的時間。后來,這種織綾機雖經多次簡化?傻饺龂鴷r,仍然是五十根經線的織綾機五十躡,六十根經線的織統(tǒng)機六十躡,非常笨拙。馬鈞看到工人在這種織綾機上操作,累得滿身流汗,生產效率很低,就下決心改良這種織綾機,以減輕工人的勞動。于是,他深入到生產過程中,對舊式織綾機進行了認真研究,重新設計了一種新式織綾機。新織綾機簡化了踏具,改造了桄運動機件(即開口運動機件)。原來的織綾機五十根經線的五十躡,六十根經線的六十躡,綜控制著經線的分組、上下開合,以便梭子來回穿織;躡是踏具。馬鈞統(tǒng)統(tǒng)將其改成十二躡。經過這樣一改進,新織綾機不僅更精致,更簡單適用,而且生產效率也比原來的提高了四、五倍,織出的提花綾錦,花紋圖案奇特,花型變化多端,受到了廣大絲織工人的歡迎。新織綾機的誕生,是馬鈞一生中最早的貢獻,它大大加快了中國古代絲織工業(yè)的發(fā)展速度,并為中指南車國家庭手工業(yè)織布機奠定了基礎。
 
  2、指南車

  指南車是一種辨別方向的工具。我們的祖先很早就創(chuàng)造了指南車。據中國古史上傳說,4000多年前,黃帝和蚩尤作戰(zhàn),蚩尤為使自己的軍隊不被打敗,便作霧氣,使黃帝的軍隊迷失了方向。后來,黃帝制造了指南車。
 
  靠指南車辨別了方向,終于打敗了蚩尤。又傳說3000年前,遠方的越裳氏(在今越南)派使臣到周朝,迷失了回去的路線,周公遂制造指南車相贈,以作為指向工具。這些故事,雖然是傳說,特別是蚩尤作霧,更是一種神話,但是中國指南車的發(fā)明,實在是極為久遠的事情。東漢時期,偉大的科學家張衡就曾利用純機械的結構,創(chuàng)造了指南車,可惜張衡造指南車的方法失傳了。
 
  到三國時期,人們只從傳說上了解到指南車,但誰也沒見過指南車是啥模樣。當時,在魏國作給事中官的馬鈞對傳說中的指南車極有興趣,決心要把它重造出來。然而,一些思想保守的人知道馬鈞的決心后,都持懷疑態(tài)度,不相信馬鈞能造出指南車。有一天,在魏明帝面前,一些官員就指南車和馬鈞展開了激烈的爭論。散騎常侍高堂隆說:”古代據說有指南車,但文獻不足,不足為憑,只不過隨便說說罷了。”驍騎將軍秦朗也隨聲附和道:”古代傳說不大可信,孔夫子對三代以上的事,也是不大相信的,恐怕不能有什么指南車。”馬鈞說;”愚見以為,指南車以往很可能是有過的,問題在于后人對它沒有認真鉆研,就原理方面看,造指南車還不是什么很了不起的事。”高堂隆聽后輕視地冷冷一笑。秦朗則更是搖頭不已,他嘲諷馬鈞說:”你先生名鈞,字德衡,鈞是器具的模型,衡能決定物品的輕重,如果輕重都沒有一定的標準,就可以作模型嗎?”馬鈞道:”空口爭論,又有何用?咱們試制一下,自有分曉。”隨后,他們一起去見魏明帝(曹睿),明帝遂令馬鈞制造指南車。馬鈞在沒有資料,沒有模型的情況下,苦鉆苦研,反復實驗,沒過多久,終于運用差動齒輪的構造原理,制成了指南車。事實勝于雄辯,馬鈞用實際成就,勝利地結束了這一場爭論。馬鈞制成的指南車,在戰(zhàn)火紛飛、硝煙彌漫的戰(zhàn)場上,不管戰(zhàn)車如何的翻動,車上木人的手指始終指南,引起了滿朝大臣的敬佩,從此,”天下服其巧也”。這充分表現了馬鈞肯刻苦鉆研,敢想、敢說、敢做的精神。
 
  3、龍骨水車

  在以前中國許多地區(qū)都廣泛使用著一種龍骨水車。也叫翻車。它應用齒輪的原理使其汲水,很是好用。中國應用水車有著悠久的歷史。大約在東漢時期,翻車就出現了,據古籍記載,東漢末年有個叫畢嵐的人曾有翻車的制造,但那時的翻車還比較粗糙,大抵應該說是中國鄉(xiāng)村歷代通用的龍骨水車的前身。直到三國時期,機械發(fā)明家馬鈞重新發(fā)明創(chuàng)造了一種新式翻車,才使得翻車廣泛推廣應用,從而形成了從東漢到三國翻車的正式產生。
 
  據《后漢書·張讓傳》記載,東漢中平三年(公元186年),畢嵐曾制造翻車,用于取河水灑路。馬鈞在京城洛陽任職時,城內有地,可辟為園。為了能灌溉,他制造了翻車(即龍骨水車)。清代麟慶所著的《河工器具圖說》記載了翻車的構造:車身用三塊板拼成矩形長槽,槽兩端各架一鏈輪,以龍骨葉板作鏈條,穿過長槽;車身斜置在水邊,下鏈輪和長槽的一部分浸入水中,在岸上的鏈輪為主動輪;主動輪的軸較長,兩端各帶拐木四根;人靠在架上,踏動拐木,驅動上鏈輪,葉板沿槽刮水上升,到槽端將水排出,再沿長槽上方返回水中。如此循環(huán),連續(xù)把水送到岸上。馬鈞所制的翻車,輕快省力,可讓兒童運轉,“其巧百倍于常”,即比當時其他提水工具強好多倍,因此,受到社會上的歡迎,被廣泛應用。直到20世紀,中國有些地區(qū)仍使用翻車提水。
 
  馬鈞當時在魏國作一個小官,經常住在京城洛陽,當時在洛陽城里,有一大塊坡地非常適合種蔬菜,老百姓很想把這塊土地開辟成菜園,可惜因無法引水澆地,一直空閑著。馬鈞看到后,就下決心要解決灌溉上的困難。于是他又在機械上動腦筋。經過反復研究、試驗,他終于創(chuàng)造出一種翻車,把河里的水引上了土坡,實現了老百姓的多年愿望。馬鈞創(chuàng)適的這種翻車,”其巧百倍于常”,用時極其輕便,連小孩也能轉動。它不但能提水,而且還能在雨澇的時候向外排水。可見進步之多,功效之高。這種翻車,是當時世界上 的生產工具之一,從那時起,一直被中國鄉(xiāng)村歷代所沿用,直至實現電動機械提水以前,它一直發(fā)揮著巨大的作用。
 
  4、水轉百戲

  馬鈞在傳動機械方面的研究,造詣是很深的,成績也是極其卓著的。”水轉百戲”的研制成功,足以說明這一點。 一次,有人進獻給魏明帝一種木偶百戲,造型相當精美,可那些木偶只能擺在那里,不能動作,明帝覺得很遺憾。明帝問馬鈞:”你能使這些木偶活動嗎?”馬鈞肯定地回答道:”能!”明帝遂命馬鈞加以改造。沒有多久,馬鈞則成功地創(chuàng)造了”水轉百戲”。他用木頭制成原動輪,以水力推動,使其旋轉,通過傳動機構。這樣,上層的所有陳設的木人都動起來了。有的擊鼓,有的吹蕭,有的跳舞,有的耍劍,有的騎馬,有的在繩上倒立,還有百官行署,真是變化無窮。并且這些木人出入自由,動作極其復雜,巧妙程度使原來的百戲木偶無法比擬。”水轉百戲”的研制成功,在中國古代木偶藝術中,應該說是非常卓越的創(chuàng)造。它雖然是供封建統(tǒng)治者玩樂的東西,但從另一方面看,馬鈞已能熟練掌握和巧妙利用水利和機械方面?zhèn)鲃拥脑怼?/div>
 
  5、軍事發(fā)明

  由于馬鈞掌握了軍事原理,因而他在軍事上兵器制造方面也有不少發(fā)明創(chuàng)造。從歷史文獻當中可以證明,他在兵器學方面的精深研究,足以和同時代的軍事學家諸葛亮相比。
 
  那時候,魏國和蜀國經常打仗。蜀國大軍事家諸葛亮在出師北伐時,曾發(fā)明了一種可以把箭接連發(fā)射出去的連發(fā)射遠器–連弩。它每次可發(fā)數十箭,威力很大。魏軍在戰(zhàn)場上揀到,頗感驚奇。當時已經年老的馬鈞看到連弩后,認為這種兵器很好,說:”巧是很巧了,但還有不到的地方,如再改進一下,威力還可增加五倍。”于是,他便將連弩進行了改進,果然效果甚佳。功效可提高五倍。
 
  漢末時官渡之戰(zhàn),曹操曾使用“發(fā)石車”攻擊袁紹的陣地,但只能單發(fā),效率不高。馬鈞擔心敵方在城樓上掛起濕牛皮,就能擋住發(fā)石車拋出的石頭。馬鈞在原來作戰(zhàn)用的發(fā)石車的基礎上,重新設計出了一種新式的攻城武器——輪轉式發(fā)石車。原來的發(fā)石車,象個大天平,一頭掛著一個斗,斗里裝滿大小石頭,另一頭掛著許多根繩子,作戰(zhàn)時,兵士們一齊用力拉繩子這頭,裝石頭那頭就飛快地翹起來,這樣,石頭就被拋出去打擊敵人。這種發(fā)石車缺點很多,每發(fā)射一次,都要花費一些時間,而且效果不大。馬鈞設計的新式輪轉式發(fā)石車,則克服了這些缺點。它是利用一個木輪子,把石頭掛在木輪上,這樣,裝上機械帶動輪子飛快地轉動,就可以把大石頭接連不斷地發(fā)射出去,使敵方來不及防御。馬鈞曾用車輪子來做試驗,可以連續(xù)把幾十塊磚瓦射出幾百步遠(一步約合1.45米),這在當時說來,威力是相當大的。
 
  然而,這種設計卻遭到地圖學家裴秀的譏笑和發(fā)難,但得到文學家傅玄的理解和支持。傅玄對安鄉(xiāng)侯曹羲說,馬先生要制造的是國家之精器、軍隊之要用,只要費一點木材,用兩個人,就能制造,不妨試驗一下,免得埋沒有用的東西。曹羲接受了這個建議,并把情況轉告給武安侯曹爽。但曹爽未予理睬。對此,傅玄感慨地說,試驗一下,本來是極易辦到的事,馬先生是有名的巧人,尚且不受重視,何況那些懷才的無名之輩呢?
 
  馬鈞善于巧思,注重實踐,對技術問題有自信心,但不擅長辭令。
 
  馬鈞在手工業(yè)、農業(yè)、軍事等方面有很多發(fā)明創(chuàng)造,是三國時代最 的機械制造家,就是在中國古代幾千年的歷史當中,也不多見,堪稱一代機械大師,當時,有位叫傅玄的文學家曾稱贊他說:”馬先生,天下之名巧也。”但由于封建統(tǒng)治階級腐敗沒落,馬鉤的許多發(fā)明創(chuàng)造沒有得到重視。他的一生,從少年到老年,一直不得志,雖然他曾作過給事中官,但他的工作仍然受到阻撓和蔑視,技巧一直未得到順利發(fā)展的機會。盡管文學家傅玄曾幾次在魏國貴族安鄉(xiāng)侯曹義、武安侯曹爽那里推薦他,也還是沒有受到重視。傅玄對此感慨頗深地說:”馬先生的巧,雖古時的公輸般(魯班)、墨翟,以及漢代的張衡,也比不過,但公輸般和墨翟都能見用于時,張衡和馬鈞的一生卻不能發(fā)揮其長,真是最可痛心的事。”傅玄的話道出了在封建社會里多少發(fā)明家被埋沒了的事實。
 
  馬鈞對中國的貢獻,雖然沒有被封建貴族所重視,但他的發(fā)明創(chuàng)造卻得到了廣大勞動人民的歡迎,一千多年來,他的功績和美名一直被勞動人民所傳頌。

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