引言
秦代的工程技術(shù)語言,為秦始皇陵銅車馬和兵馬俑坑的研究,提供了寶貴的史料。通過對這些出土文物的分析和實(shí)物考證,后人能夠得知秦代工程技術(shù)語言的產(chǎn)生條件,并能深入了解其表達(dá)形式。
一、夜闌驚起還鄉(xiāng)夢,窯火通明兩岸紅
在秦代建造宏偉而復(fù)雜的工程時,數(shù)十萬各級官員、工師和工匠參與其中,他們不僅有明確的分工,而且緊密聯(lián)系和協(xié)作。
這種緊密的合作關(guān)系,使得他們之間必然存在一種共同的技術(shù)交流語言。學(xué)者們通過史料分析和實(shí)物考證,確定了其五種表達(dá)形式:文字式、平面幾何圖形、立體圖形、實(shí)物或模型式以及多面圖形。
文字式是最常見的一種表達(dá)形式。在秦代的工程圖紙和技術(shù)手冊中,文字被廣泛使用,用以描述工程的構(gòu)造、尺寸、材料等細(xì)節(jié)。
《云夢竹簡》記載:“工師替教之,故工一歲而成,新工二歲而成?!?br/>
平面幾何圖形,則通過繪制平面圖來表達(dá)工程的布局和結(jié)構(gòu)。立體圖形則是通過繪制三維圖來展示工程的立體形態(tài)。實(shí)物或模型式是通過實(shí)際的物體,或模型來展示工程的形狀和結(jié)構(gòu)。多面圖形則是通過繪制多個平面圖來展示工程的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
這些不同的表達(dá)形式相互補(bǔ)充,共同構(gòu)成了秦代工程技術(shù)語言的豐富體系。通過這種語言,秦代的官員、工師和工匠能夠準(zhǔn)確地傳遞工程信息,確保工程的順利進(jìn)行。秦代的工程技術(shù)語言是一種多樣化而高效的表達(dá)方式,它為秦代的宏偉工程提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),也為后世的工程技術(shù)發(fā)展奠定了重要的基石。
秦代的建筑工程和機(jī)械工程都非常發(fā)達(dá),這些宏偉的建筑群和戰(zhàn)爭兵器的制造,離不開一定形式的技術(shù)語言。在秦陵出土的銅車馬和兵馬俑中,可以看到當(dāng)時機(jī)械工程方面的技術(shù)已經(jīng)非常先進(jìn)了。
《周禮,考工記》中記錄了一些關(guān)于戰(zhàn)車和兵器的技術(shù)細(xì)節(jié),例如箭矢的尺寸和重量,輪輻的結(jié)構(gòu)形狀等。這些記錄雖然不足以完全制作出這些器具,但已經(jīng)算得上是機(jī)械工程技術(shù)語言的文字了。據(jù)《云夢竹簡均工》記載,秦代的工程項(xiàng)目需要工師替教,因此一個工程需要一年以上的時間才能完成。
考古工作者認(rèn)為“工師”是一種職稱,而作者認(rèn)為工師是工程技術(shù)語言的表達(dá)者和設(shè)計(jì)者,同時也是對工匠進(jìn)行指導(dǎo)的教師。工師掌握了繪圖、識圖和操作技能,而工匠只掌握識圖和操作技能。
二、工匠來八方,器成天下走
工程技術(shù)語言與工程技術(shù)是相互依存的,技術(shù)語言是工程技術(shù)的表達(dá)形式。在秦代,發(fā)達(dá)的工程技術(shù)必然需要相應(yīng)的工程技術(shù)語言。平面幾何圖形是工程技術(shù)語言的重要組成部分,被廣泛用于描述工程的布局和結(jié)構(gòu)。
秦代的工程技術(shù)語言還包括文字式、立體圖形、實(shí)物或模型式以及多面圖形等表達(dá)形式。這些不同的表達(dá)方式相互補(bǔ)充,共同構(gòu)成了秦代工程技術(shù)語言的豐富體系。
通過這種語言,工師能夠準(zhǔn)確地傳遞工程信息,確保工程的順利進(jìn)行。這種多樣化而高效的表達(dá)方式,為秦代的宏偉工程提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),也為后世的工程技術(shù)發(fā)展奠定了重要的基石。秦代的幾何圖形已達(dá)到較高的水平,當(dāng)時已把幾何圖形反映在生活、藝術(shù)、工程等各個領(lǐng)域,如正方形、矩形、三角形、菱形、回形、扁圓形和任意曲線等等。
秦代工程技術(shù)中還成功地應(yīng)用了基本幾何體,如長方體、回柱體、圓錐體、梭柱體、梭錐體、圓球體、近似橢球體、圓環(huán)體、近似橢圓環(huán)體及任愈曲面立體等等。
《考工記》記載:“冶氏為殺矢,刃長寸,圍寸艇十之,重三坑。”
這些工程語言甚至還涉及了不同幾何體的相關(guān)線。例如,陜西臨漁博物館展出的石鑿下水道的正交回柱孔的相貫線,秦代的工程語言對它的形態(tài)描述極為準(zhǔn)確。這說明秦代人已經(jīng)掌握了不少的機(jī)械技術(shù)語言的基礎(chǔ)知識,也就是關(guān)于平面幾何圖形的繪制和基本幾何體的構(gòu)成。
早在《周禮·考工記》中,先民們就用大的文字來記載各種器具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方式和技術(shù)要求。然而,由于周朝的文字過于艱澀難懂,不適合作為工程技術(shù)語言的表達(dá)方式。隨著時代的進(jìn)步和發(fā)展,人們開始使用其他形式的表達(dá)方式。
秦朝對器具的加工提出了進(jìn)一步的要求。《云夢竹簡·工律》規(guī)定:“為器同物者,其大小、短長、廣亦必等”。這表明在制造同一種器具時,大小、長度和寬度必須保持一致。這一規(guī)定明確地表明了在先秦時期,文字已經(jīng)成為一種用于傳達(dá)機(jī)械技術(shù)的語言。
通過這種規(guī)定,工匠們能夠準(zhǔn)確地記錄和傳承他們的技術(shù),確保每個制作出來的器具都具有相同的規(guī)格和尺寸。這種使用文字的方式為機(jī)械技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
雖然文字式的工程技術(shù)語言,存在著復(fù)雜的形體難以表達(dá)清楚等缺點(diǎn),但由于它采用了人們熟悉的文字,因此在秦代被廣泛使用,直至現(xiàn)在仍然被國內(nèi)外廣泛使用。因此,我們認(rèn)為文字式的工程技術(shù)語言,是秦代工程技術(shù)語言的第一種形式。通過這種多樣化而高效的表達(dá)方式,工程師、工匠和工師能夠準(zhǔn)確地傳遞工程信息,確保工程的順利進(jìn)行。
從大量出土的文物中,可以清楚地看到在秦俑坑和秦陵的銅車馬中,金屬構(gòu)件的加工表面分為主要加工表面、一般加工表面和非加工表面。這些表面根據(jù)其功能要求和與外界接觸的程度進(jìn)行了不同的處理,使其表面光潔度非常高。
關(guān)于這種技術(shù)要求,我們尚未在文獻(xiàn)中找到明確的記載,但我們可以推測可能存在文字或其他形式的規(guī)定。平面幾何圖形是工程技術(shù)圖樣的基本組成部分,有時甚至可以直接作為技術(shù)圖樣,這些平面幾何圖形在秦代的工程技術(shù)中扮演著重要的角色。
它們通過簡潔而明確的方式,傳達(dá)了工程師們對于構(gòu)件加工表面的要求。這種基于平面幾何圖形的工程技術(shù)語言,為秦代工程技術(shù)的發(fā)展提供了重要的指導(dǎo)和依據(jù)。
如前所述,秦代的幾何圖形已達(dá)到較高水平,而且廣泛地應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域和文化、生活領(lǐng)域。如運(yùn)用幾何圖形建筑屋宇宮室,設(shè)計(jì)各種兵器、車輛、馬具圖。
這些圖案上的幾何圖形種類多樣,構(gòu)圖精細(xì),并用幾何圖形抽象地描繪了鳥獸、花草,具有相當(dāng)高的造詣。這充分說明秦人具有用平面幾何圖形作為技術(shù)語言的能力。
平面幾何圖形,是工程技術(shù)語言極為重要的一個方面。唐人杜牧《阿房宮賦》中精美的文字,也不能把“各抱地勢,勾心斗角”的阿房宮表達(dá)得形象、完整、精確,更不能確切地表達(dá)前面所述各構(gòu)件的形狀、尺寸、技術(shù)要求和其互換功能。
雖然目前尚未發(fā)現(xiàn)平面圖形來表示構(gòu)件的形狀,但根據(jù)文物資料和之前的分析,平面幾何圖形可以被看作是秦代工程技術(shù)語言的第二種形式。
其中,秦陵一號和二號銅車馬是最近發(fā)現(xiàn)的重要文物。在此之前,考古學(xué)家在咸陽三號宮殿遺址中發(fā)現(xiàn)了類似于秦陵銅車馬的壁畫殘片,目前這些殘片現(xiàn)在被展覽在臨撞秦俑博物館中。
三、憑君點(diǎn)出琉霞盞,去泛蘭亭九曲泉
這些壁畫呈現(xiàn)了一種近似于斜投影的立體圖形。此外,潘祖蔭收藏的漢畫像石中的貓車圖、和林格爾漢墓壁畫中的拼車圖,以及山東福山出土的漢畫像石中的重輿輻車圖,這三幅圖也基本上屬于近似斜投影的立體圖形。
這些立體圖形在秦代的工程技術(shù)中發(fā)揮了重要的作用,它們以直觀明了的方式展示了構(gòu)件的形狀和結(jié)構(gòu)。這種基于立體圖形的工程技術(shù)語言為秦代的工程設(shè)計(jì)和制造,提供了重要的參考和指導(dǎo)。
由于漢承秦制,所以秦漢時代已經(jīng)能夠繪制近似于斜投影的立體圖了。一般認(rèn)為,直到我國宋代所著的《營造法式》和明代的《夭工開物》兩書中,才廣泛運(yùn)用了屬于斜投影之類的軸測圖。
《考工記》記載:“望其輻欲其掣爾纖也進(jìn)爾聰之,欲其肉稱也,無所取之,取諸易直也。”
但通過上述分析和實(shí)例可知,立體圖可能早在秦漢時期就是工程技術(shù)語言的第三種形式。這里必須指出,當(dāng)時所繪制的立體圖是比較原始和粗糙的。
實(shí)物或模型是現(xiàn)代工程技術(shù)語言的一種形式。例如要表達(dá)復(fù)雜的管路系統(tǒng),常常需要制作整套按比例縮小的模型,然后按圖樣并參照模型配置管線和安裝設(shè)備。
由此可知,秦代有不少器具就是采用與這種表達(dá)方法類似的技術(shù)語言制造出來的。例如秦朝的弩機(jī)托,形體復(fù)雜,造型優(yōu)美,相貫清晰明確,拔模斜度和鑄造圓角合理。據(jù)分析,這一構(gòu)件是先由能工巧匠精心制作樣件,再以樣件制造鑄模,其外表面是在鑄造毛坯的基礎(chǔ)上經(jīng)打磨拋光。
秦朝的馬銜器械可能也采用了上述方法,經(jīng)套鑄后加工而得。因此,實(shí)物或模型式的技術(shù)語言是秦代表達(dá)技術(shù)思想的第四種形式。除上述四種形式外,秦代可能已經(jīng)能夠繪制多面圖形了。
這種多面圖形是根據(jù)需要,從不同方向觀察物體的形狀、大小所繪制的,它用以表達(dá)物體的全貌。但每個圖形之間,不保持現(xiàn)代正投影法規(guī)定的“長對正,高平齊,寬相等”的關(guān)系。
例如想要表達(dá)陳列在陜西臨漁博物館的宮室地面石刻的大型幾何圖形,需畫相當(dāng)于俯視圖的圖形想要表示銅車馬的馬具、安車前室與后室、前窗、車輪以及馭手、車轅等確切的形狀、尺寸和花紋。
這必需繪制側(cè)視圖的圖形,還要描述相對應(yīng)的前視圖。雖然現(xiàn)在還未得到這類圖形以證實(shí)學(xué)者的上述設(shè)想,但從實(shí)際測量已經(jīng)出土的銅車馬的各種實(shí)物來看,這種設(shè)想是很有依據(jù)的。
結(jié)語
經(jīng)過大量的考查可知,這五種形式的語言被確認(rèn)為秦代工程技術(shù)語言的形式。這些形式并非孤立存在,而是相互依存、互為補(bǔ)充的。為了確切地表達(dá)某一物體,秦朝工匠常常會根據(jù)其形狀的復(fù)雜程度同時使用幾種技術(shù)語言。這種綜合運(yùn)用不同的技術(shù)語言,為秦代工程技術(shù)的傳承和發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
《秦律》
《史記》
《考工記》
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