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论机械发明 他的技艺或许超过鲁班

来源:科技日报

科学史话

  三国时期魏国的马钧,是我国古代科技史上久负盛名的机械发明家之一。同时代的思想家傅玄认为,马钧的技艺超过了鲁班和张衡,是“天下之名巧”。

  马钧在机械制作上崭露头角是因为他改造了织绫机。旧的织绫机不仅外形笨重,而且操作起来非常吃力,人们织一匹绫要花几十天功夫。马钧在对旧织绫机进行认真研究后,对其个别部件进行了调整,并将织绫机的踏板每5个合并为1个,使其操作起来既方便又省力。经过马钧改造之后,不仅织绫的效率提高了四五倍,而且所织出来的绫图案对称精美,花型多样,可以和著名的蜀锦相媲美。马钧改造织绫机,促进了我国古代丝织业的发展,同时也为我国家庭手工业织布机的出现奠定了基础。

  另一件让马钧的机械制作实力得到世人认可的事情,是他制作了指南车。指南车最早出现在传说中,相传黄帝和蚩尤作战时,蚩尤作大雾,想让黄帝的军队迷失方向。黄帝制造了指南车来辨别方向,从而打败了蚩尤。到了三国时期,不少人认为指南车只是传说,马钧却认为指南车是真实存在的。为了证明这一点,马钧认真钻研,进行了多次实验,在没有任何资料的情况下,利用机械原理制造出了指南车。从此之后,天下人都佩服他的奇巧。

  指南车被制作出来之后不久,有人给魏明帝进献了百戏模型,这些木偶造型精美,但是不能活动。魏明帝就让马钧想办法让这些木偶动起来,然后再丰富一下木偶的样式。马钧接到命令之后,用大木料雕琢构造,把它们做成车轮的形状,作为原动轮,然后设置了一个机关,借用水力使木偶动起来。这种借用水力发动的百戏被称为“水转百戏”。经过马钧的改造、丰富之后,只要一打开机关,“水转百戏”中的舞女木偶便可翩翩起舞,乐工木偶可以击鼓、吹箫;杂技木偶有的叠罗汉,有的抛接丸铃,有的向空掷剑又依次接取,有的走绳索,有的倒立,转动非常灵活;还有木人打扮做官员坐堂,有的木人在舂磨、斗鸡……木偶形象多样,表演惟妙惟肖,精巧程度让人叹为观止。

  在农业方面,马钧发明了灌溉农具翻车,大大提升了引水灌溉的效率。马钧居住在洛阳的时候,发现洛阳城有一片地因为地势比较高,百姓无法引水灌溉,所以常年荒芜。为了解决这个问题,马钧制造了翻车,不仅能连续不断地把河里的水引到坡地里,而且非常省力,连五六岁的儿童都能转动。因为翻车的外形像龙骨,所以又叫龙骨水车。翻车问世之后,在农业上发挥了巨大的作用,直到今天,还有一些地区在使用翻车进行农田灌溉。

  在兵器制造方面,马钧也有不少构思。当时,诸葛亮制作了连弩,一次可以发射十支箭,杀伤力很大。但是马钧看到诸葛连弩之后,说:“算是很巧了,但还有可以改善的地方。”他认为如果自己对诸葛连弩加以改进的话,它的威力还可增加5倍。此外,马钧认为当时魏国用作军事进攻的发石车存在明显的缺陷,要是敌人在城楼边悬挂了湿牛皮,石头碰到湿牛皮就会掉落,不能连续攻击敌人。针对这些缺陷,马钧打算做一个大轮子,悬挂数十个大石头,用机械转动轮子,使轮子上的石头可以快速、连续地射向敌城。马钧还对自己的想法进行了实验,用车轮悬挂了几十块瓦块、砖头进行发射,射程达到了数百步。

  尽管在机械制造方面取得了一定的成就,但马钧在当时并没有得到重用。机械的创造或革新,需要不断地进行实验、改进,可能要经历无数次失败,才能获得成功。但当时很多人忽略了这一点,觉得马钧的很多想法不一定是完全正确的,所以就不去支持他。此外,正如史学家吕思勉所说:“自来长于巧者,多短于言。”马钧有口吃的毛病,不善言辞,当时人很介意这一点。

  虽然马钧在当时没有得到重用,但他改造的织绫机、制作的翻车,大大提高了生产效率,在民间得到了广泛的应用,在一定程度上促进了生产力的发展,而马钧刻苦钻研,勇于创造、革新的精神也值得我们学习。

  (作者单位:中共济南市委党校)

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