我国古代的机械大师—马钧

2012年06月26日 11:03 搜狐网

马钧,字德衡,三国时期魏国扶风(今陕西省兴平县)人,生活在东汉末年这一时期。生卒年代不详。他是我国古代的机械大师。他的不少发明创造对当时生产力的发展起了相当大的作用。因为他在传动机械方面有很深的造诣,所以当时人们对他的评价很高,称他为“天下之名巧”.

马钧从小口吃,不善言谈。但是他很喜欢思索,善于动脑,同时注重实践,勤于动手,尤其喜欢钻研机械方面的问题。马钧早年生活比较贫困,长时间住在乡间,比较关心生产工具的改革,并且作出了突出贡献。

新式织绫机的诞生

我国是世界上生产丝织品最早的国家。可那时所以生产效率还很低。我国劳动人民才在生产实践中逐步发明了简单的织绫机。这种织绫机有一百二十个蹑(踏具),人们用脚踏蹑管理它,织一匹花绫得用两个月左右的时间。后来,这种织绫机虽经多次简化。可到三国时,仍然是五十根经线的织绫机五十蹑,六十根经线的织统机六十蹑,非常笨拙。马钧看到工人在这种织绫机上操作,累得满身流汗,生产效率很低,就下决心改良这种织绫机,以减轻工人的劳动。于是,他深入到生产过程中,对旧式织绫机进行了认真研究,重新设计了一种新式织绫机。新织绫机简化了踏具,改造了桄运动机件(即开口运动机件)。原来的织绫机五十根经线的五十蹑,六十根经线的六十蹑,马钧统统将其改成十二蹑。经过这样一改进,新织绫机不仅更精致,更简单适用,而且生产效率也比原来的提高了四、五倍,织出的提花绫锦,花纹图案奇特,花型变化多端,受到了广大丝织工人的欢迎。新织绫机的诞生,是马钧一生中最早的贡献,它大大加快了我国古代丝织工业的发展速度,并为我国家庭手工业织布机奠定了某础。

龙骨水车的创造

在没有实现电力提水浇灌农田以前,我国许多地区都广泛使用着一种龙骨水车。也叫翻车。它应用齿轮的原理使其汲水,很是好用。我国应用水车有着悠久的历史。大约在东汉时期,翻车就出现了,据古籍记载,东汉末年有个叫毕岚的人曾有翻车的制造,但那时的翻车还比较粗糙,大抵应该说是我国乡村历代通用的龙骨水车的前身。直到三国时期,机械发明家马钧重新发明创造了一种新式翻车,才使得翻车广泛推广应用,从而形成了从东汉到三国翻车的正式产生。

马钧当时在魏国作一个小官,经常住在京城洛阳,当时在洛阳城里,有一大块坡地非常适合种蔬菜,老百姓很想把这块土地开辟成菜园,可惜因无法引水浇地,一直空闲着。马钧看到后,就下决心要解决灌溉上的困难。于是他又在机械上动脑筋。经过反复研究、试验,他终于创造出一种翻车,把河里的水引上了土坡,实现了老百姓的多年愿望、马钧创适的这种翻车,“其巧百倍于常”,用时极其轻便,连小孩也能转动。它不但能提水,而且还能在雨涝的时侯向外排水。可见进步之多,功效之高。这种翻车,是当时世界上最先进的生产工具之一,从那时起,一直被我国乡村历代所沿用,直至实现电动机械提水以前,它一直发挥着巨大的作用。

指南车的再现

指南车是一种辨别方向的工具。我们的祖先很早就创造了指南车。据我国古史上传说,4000多年前,黄帝和蚩尤作战,蚩尤为使自己的军队不被打败,便作雾气,使黄帝的军队迷失了方向。后来,黄帝制造了指南车辨别了方向,终于打败了蚩尤。又传说3000年前,远方的越裳氏(在今越南)派使臣到周朝,迷失了回去的路线,周公遂制造指南车相赠,以作为指向工具。这些故事,虽然是传说,特别是蚩尤作雾,更是一种神话,但是我国指南车的发明,实在是极为久远的事情。东汉时期,伟大的科学家张衡就曾利用纯机械的结构,创造了指南车,可惜张衡造指南车的方法失传了。

到三国时期,人们只从传说上了解到指南车,但谁也没见过指南车是啥模样。当时,在魏国作给事中官的马钧对传说中的指南车极有兴趣,决心要把它重造出来。然而,一些思想保守的人知道马钧的决心后,都持怀疑态度,不相信马约能造出指南车。有一天,在魏明帝面前,一些官员就指南车和马钧展开了激烈的争论。散骑常侍高堂隆说:“古代据说有指南车,但文献不足,不足为凭,只不过随便说说罢了。”骁骑将军秦朗也随声附和道:“古代传说不大可信,孔夫子对三代以上的事,也是不大相信的,恐怕不能有什么指南车。”马钧说;“愚见以为,指南车以往很可能是有过的,问题在于后人对它没有认真钻研,就原理方面看,造指南车还不是什么很了不起的事。”高堂隆听后轻视地冷冷一笑。秦朗则更是摇头不已,他嘲讽马钧说:“你先生名钧,字德衡,钧是器具的模型,衡能决定物品的轻重,如果轻重都没有一定的标准,就可以作模型吗?”马钧道:“空口争论,又有何用?咱们试制一下,自有分晓。”随后,他们一起去见魏明帝(曹睿),明帝遂令马钧制造指南车。马钧在没有资料,没有模型的情况下,苦钻苦研,反复实验,没过多久,终于运用差动齿轮的构造原理,制成了指南车。事实胜于雄辩,马钧用实际成就,胜利地结束了这一场争论。马钧制成的指南车,在战火纷飞、硝烟弥漫的战场上,不管战车如何的翻动,车上木人的手指始终指南,引起了满朝大臣的敬佩,从此,“天下服其巧也”。这充分表现了马钧肯刻苦钻研,敢想、敢说、敢做的精神。

“水转百戏”研制成功

马钧在传动机械方面的研究,造诣是很深的,成绩也是极其卓著的。“水转百戏”的研制成功,足以说明这一点。

一次,有人进献给魏明帝一种木偶百戏,造型相当精美,可那些木偶只能摆在那里,不能动作,明帝觉得很遗憾。明帝问马钧:“你能使这些木偶活动吗?”马钧肯定地回答道:“能!”明帝遂命马钧加以改造。没有多久,马钧则成功地创造了“水转百戏”。他用木头制成原动轮,以水力推动,使其旋转,这样,上层的所有陈设的木人都动起来了。有的击鼓,有的吹萧,有的跳舞,有的耍剑,有的骑马,有的在绳上倒立,还有百官行署,真是变化无穷。并且这些木人出入自由,动作极其复杂,巧妙程度使原来的百戏木偶无法比拟。“水转百戏”的研制成功,在我国古代木偶艺术中,应该说是非常卓越的创造。它虽然是供封建统治者玩乐的东西,但从另一方面看,马钧已能熟练掌握和巧妙利用水利和机械方面传动的原理。

军事上的机械发明

由于马钧掌握了军事原理,因而他在军事上兵器制造方面也有不少发明创造。从历史文献当中可以证明,他在兵器学方面的精深研究,足以和同时代的军事学家诸葛亮相比。

那时候,魏国和蜀国经常打仗。蜀国大军事家诸葛亮在出师北伐时,曾发明了一种可以把箭接连发射出去的连发射远器--连弩。它每次可发数十箭,威力很大。魏军在战场上拣到,颇感惊奇。当时已经年老的马钧看到连弩后,认为这种兵器很好,说:“巧是很巧了,但还有不到的地方,如再改进一下,威力还可增加五倍。”于是,他便将连弩进行了改进,果然效果甚佳。

此外,马约还在原来作战用的发石车的基础上,重新设计出了一种新式的攻城武器——轮转式发石车。原来的发石车,象个大天平,一头挂着一个斗,斗里装满大小石头,另一头挂着许多根绳子,作战时,兵士们一齐用力拉绳子这头,装石头那头就飞快地翘起来,这样,石头就被抛出去打击敌人。这种发石车缺点很多,每发射一次,都要花费一些时间,而且效果不大。马钧设计的新式轮转式发石车,则克服了这些缺点。它是利用一个木轮子,把石头挂在木轮上,这样,装上机械带动轮子飞快地转动,就可以把大石头接连不断地发射出去,使敌方来不及防御。马钧曾用车轮子来做试验,可以连续把几十块砖瓦射出几百步远(一步约合1.45米),这在当时说来,威力是相当大的。

马钧在手工业、农业、军事等方面有很多发明创造,是三国时代最优秀的机械制造家,就是在我国古代几千年的历史当中,也不多见,堪称一代机械大师,当时,有位叫傅玄的文学家曾称赞他说:“马先生,天下之名巧也。”但由于封建统治阶级腐败没落,马钩的许多发明创造没有得到重视。他的一生,从少年到老年,一直不得志,虽然他曾作过给事中官,但他的工作仍然受到阻挠和蔑视,技巧一直未得到顺利发展的机会。尽管文学家傅玄曾几次在魏国贵族安乡侯曹义、武安侯曹爽那里推荐他,也还是没有受到重视。傅玄对此感慨颇深地说:“马先生的巧,虽古时的公输般(鲁班)、墨翟,以及近代的张衡,也比不过,但公输般和墨翟都能见用于时,张衡和马钧的一生却不能发挥其长,真是最可痛心的事。”傅玄的话道出了在封建社会里多少发明家被埋没了的事实。

马钧对人类的贡献,虽然没有被封建贵族所重视,但他的发明创造却得到了广大劳动人民的欢迎,几千年来,他的功绩和美名一直被劳动人民所传颂。