提起諸葛亮,除了他的文治武功,他還是一個非常厲害的發(fā)明家,比如諸葛亮曾制作諸葛連弩,大大增強了蜀軍的戰(zhàn)斗力;還發(fā)明了木牛流馬,用來運輸糧草,至今人們也沒有完全搞清楚其中的原理。
其實除了諸葛亮,漢末三國時期還有一位發(fā)明家,構(gòu)思精妙,水平不亞于諸葛亮,可惜卻很少有人知道。
據(jù)《三國志·方技傳》記載,馬鈞字德衡,扶風(fēng)(今陜西省興平市)人,是中國古代科技史上最負盛名的機械發(fā)明家之一。我們梳理一下史書中馬鈞那些構(gòu)思巧妙的設(shè)計與發(fā)明:
改進織綾機
馬鈞年幼時家境貧寒,自己又有口吃的毛病,不善言談但卻精于巧思,后來在魏國擔(dān)任給事中。中國是世界上生產(chǎn)絲織品最早的國家,綾是一種表面光潔的提花絲織品,可那時所以生產(chǎn)效率還很低。原來的織綾機五十根經(jīng)線的五十躡,六十根經(jīng)線的六十躡,綜控制著經(jīng)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(jīng)過這樣一改進,新織綾機不僅更精致,更簡單實用,而且生產(chǎn)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,并為中國家庭手工業(yè)織布機奠定了基礎(chǔ)。
還原指南車
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(jù)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,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(fù)實驗,沒過多久,終于運用差動齒輪的構(gòu)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(jié)束了這一場爭,從此"天下服其巧也"。
龍骨水車
當(dāng)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,經(jīng)過反復(fù)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(xiàn)了老百姓的多年愿望。
馬鈞創(chuàng)造的這種翻車,"其巧百倍于常",用時極其輕便,連小孩也能轉(zhuǎn)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(dāng)時世界上最先進的生產(chǎn)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(xiàn)電動機械提水以前,它一直發(fā)揮著巨大的作用。
水轉(zhuǎn)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(zhuǎn)百戲"足以說明這一點。有人進獻給魏明帝一種木偶百戲,造型相當(dāng)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(zhuǎn)百戲"。他用木頭制成原動輪,以水力推動,使其旋轉(zhuǎn),通過傳動機構(gòu)。這樣,上層的所有陳設(shè)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(fù)雜,巧妙程度使原來的百戲木偶無法比擬。
改進諸葛連弩、投石機
魏軍繳獲了蜀軍的諸葛連弩。馬鈞看到諸葛亮設(shè)計的連弩后,說:“這東西巧是很巧,但還不夠完善。”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。除了諸葛連弩,馬鈞認為投石機也可以改進。
馬鈞認為如果敵人在城樓邊掛起濕牛皮,發(fā)過去的石子碰上牛皮就滑落下來,發(fā)石車又不能連續(xù)發(fā)射。他想制作一種輪子,掛上幾十塊大石頭,用機械轉(zhuǎn)動輪子,輪上懸石的繩子按一定節(jié)奏斷掉,石子拋射到敵人城樓,可以迅速地接連拋射。他曾經(jīng)試驗用個車輪掛上幾十塊磚頭瓦塊,可以拋射到幾百步遠的地方去。
可惜當(dāng)時主政的曹爽,沒有讓馬鈞去制作實驗。其實,在我們今天看來,馬鈞是厲害的發(fā)明家,但在當(dāng)時社會主流看來,這些都是小技巧,上不了臺面。這種觀念,導(dǎo)致中國幾千年封建社會,一直不重視發(fā)明創(chuàng)造,更別提科學(xué)研究了。
參考資料:《三國志》裴松之注、盧弼《三國志集解》
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