官术网 > 历史军事 > 无奈三国 > 第一巧匠马钧

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    马钧,字德衡,扶风今陕西兴平东南人生活在三国时代的曹魏时期,生卒年代不详他从小不善言辞,说话不多,但是很喜欢读、思考问题、善于动脑子,尤其喜欢钻研机械制造方面的问题;同时他又非常注重实践,勤于动手;这样就养成了善于吸收知识的习惯,又有比较熟练的实际技能,为从事机械制造打下了一定的基础他早年生活比较艰辛、贫困,长时间住在乡间,使他有多的机会接触劳动人民,对他们的疾苦和繁重劳动有深切的了解和体会,因而他比较关心生产工具的变革,并决心用自己的知识和技术为老百姓服务,改善他们的生产和生活条件

    马钧对机械的研究制造始于改革织绫机,织绫机就是织造绫的提花机,绫是一种表面光洁的提花丝织品,这是在我国传统的丝织品基础上展起来一种比较高级的产品我国丝织技术有着悠久的历史,早在商代就已经运用平纹织法和丝织法织造几何图形图案的丝织品春秋战国时期的丝织品已达几十种之多,品质也有很大提高,秦汉时期我国的丝织技术已经达到相当高的水平,现已出土这一时期大量的提花纹纱和以经丝显花的彩色织锦丝织技术的展得力于织造工具的进步,商朝已经出现平纹织机,周朝就出现了提花织机在战国末期已经开始使用足踏织机这是丝织技术划时代的成就,因为利用脚踏板作提综开口的装置,手就能腾出来投梭,手脚配合效率大增到汉代,丝织机又有了重大改进,出现了一种的提花机,即120蹑-120踪的织绫机,用这种织绫机60天才能完成一批散花绫,效率相当低,而且织机的构造和操作相当复杂三国使用的织绫机已经比汉代有所简化,出现了50综-50蹑或60综-60蹑的织绫机但是这种织绫机仍嫌复杂、笨重,操作不便,劳动强度高,生产效率低,织工辛辛苦苦织一匹绫子需要一个月的时间马钧觉得有必要进一步改进,设计出一种为简单、方便实用的织绫机,减轻工匠的劳动,织出多的绫满足社会需要为此,马钧对织绫机进行了深入细致的观察、研究,对影响织机操作的因素进行了全面分析,他现绫的花色、图案有许多是对称重复的,利用这一点可大大简化绫机的结构和操作为此,他进行了反复试验,最后把原有的织绫机一律改为12蹑,一下子使织绫机的结构简化很多,操作也加方便,劳动生产率提高好几倍,而且织出的绫的色彩、图案、质量也有所提高据说曹魏景初元年公元237年,日本使者来访,魏明帝赠给日本大批丝织品,其中许多就是用马钧改进后的织绫机织成的这种高效的织绫机很快就传播到其他地区,得到广泛应用,促进了中国纺织业的展

    马钧的另一突出成就是制成了久已失传的指南车指南车又名司南车,是古代帝王出行时的先驱车,车上站一木人,伸展手臂指向南方,不管车子怎样转动,手臂总是指向南方,因此利用此车可以指示方向这是古代劳动人民的一项明创造,最晚在西汉时就已经出现,东汉时著名科学家张衡曾经再次制造指南车,不幸的是,到三国时期指南车再次失传,许多人已不知道指南车的结构和原理魏明帝青龙年间公元233一236年,马钧曾在京城担任小官职有一天,马钧和一部分官员在朝房里辩论时谈到了指南车,他们为此生了争论当时在场的散骑堂侍高堂隆和骁骑将军秦朗认为:古上关于指南车的记载是虚构的,不能信以为真,古代并没有制造过什么指南车马钧则坚信古代有指南车,不同意他们的看法,他说道:古代很有可能制造过指南车,只是我们没有进行深入的研究而已;其实制造指南车并不是人们想象的那么难,只要肯下功夫,认真钻研,是可以造出来的他这一番话遭到了高堂隆和秦朗的讥笑,他们讽刺道:先生名钧,字德衡,钧是器物的模型,衡是用来定物轻重的;可你说话连轻重都不分,难道可以作为模型吗?古代制陶器所用的转轮叫陶钧马钧反驳道;空口争论有什么用莫如试制一下,自然就可以分清谁对谁错,高堂隆和秦朗同意了马钧的要求,并把这件事报告了当时的魏明帝,魏明帝就命令马钧进行试制以明是非马钧仔细研究了古的简略记载,经过刻苦钻研,提出了初步设想,然后在许多工匠帮助下,进行了反复试验,在不太长的时间内终于制成了指南车高堂隆和秦朗在事实面前哑口无言,只好认输马钧以自己的实际成果结束了人们的争论,赢得了众人信服,自此以后,全国都佩服他的才能和技巧

    在马钧之后,又有很多人制造过指南车,如南北朝时的大科学家祖冲之曾将一辆只有外壳的指南车予以修补,增添了内部结构但历代史关于指南车的记载都相当简略,缺乏具体的机械结构和原理,使后人难以进行仿制指南车失传后,后人的制造等于再度明宋朝时,著名仪器专家燕肃于公元1027年,吴德仁于公元11O7年又先后重制造了指南车《宋史》对他们的制造方法和指南车的内部结构作了比较详细、明确的记载,根据此人们知道了历代指南车的大致结构解放后,中国历史博物馆根据历史文献复制了指南车的模型,陈列在中国通史展览厅,在参观历史博物馆时就可以看到根据文献记载和今人的研究,指南车的结构和原理大致如下:指南车有两个直径为6尺的轮子,两轮之间的间距也是6尺,每一车轮的内侧都有一个带24个齿的小齿轮;车中有一个带48个齿的大平轮,轮中坚一立轴,轴上有一本人;在大平轮和车轮边的小齿轮的上端有一小平轮,小平轮由一根绳索通过滑轮和车辕的后端相连当车直行时,车辕的前端和后端方向没有变化,两边的小平轮悬在大平轮和小齿轮的上端,大平轮不转动,竖轴上面的小木人手指正南方不变当车向左转弯时,车辕前端向左,后端则向右偏,这样系在车辕后端的绳索就会左紧而右松,右边的小平轮就在铁坠子的重力作用下沉,嵌人车上的大平轮和轮内侧的小齿轮中间,与二者的齿轮互相咬合;如果转子向左转了90度,车子的右轮就会向左转90度,同时向前转动半周,轮侧的小齿轮则向前转动12齿半周,小齿轮带动小平轮相应向左转12齿,小平轮则带动大平轮向右相反方向同样转动12齿,转动的角度恰好为90度,大平轮竖轴上的木人同样向右转动90度,抵消车子的左转,使木人始终保持指向南方,指南车设计的关键是大平轮和小平轮的自动离合这种巧妙的设计代表了我国古代机械设计和制造的高技艺

    马钧制造的另一种有名机械是用于农业灌溉用的翻车,这是我国古代灌溉工具的重大革我国在东汉以前的主要提水工具有两种,一是桔槔,一种是辘轳桔槔早在春秋战国时代就已经应用,它的结构为:在井旁的树上或木架上用绳子固定一根横木,横木的一端系桶,另一端坠个石块当桶向上提水的时候,由于运用了杠杆和坠石的作用,比较省力和方便辘轳比桔槔又前进了一步,它主要是利用轮转原理进行提水,特别适用于深水井但这两种灌溉工具都有一个共同的缺陷,就是只能间隔地由低处向高处提水,不能连续运动,因此效率比较低,也比较费力马钧住在京城洛阳的时候,看到城里有一片地可以种菜,但是因为地势比较高,难以解决引水灌溉问题,为此马钧经过查阅古,深入研究古代的灌溉工具,经过不断试验、探索,设计制造了一种的灌溉机械——翻车

    据史记载,在马钧以前的大半个世纪,东汉的毕岚曾经制造过一种翻车,但这种翻车是用来取河水喷洒道路的,能否用于灌溉,史没有记载而马钧所造的翻车则是可以直接用于农业排灌,它结构精巧方便,可连续不断地提水,轻快省力,连儿童都能转动,效率比其它提水工具高出许多因此,翻车出现以后,受到社会的普遍欢迎,迅得到推广,并沿用了1000多年,直到今天在我国一些地区仍然可以见到在近代水泵明之前,翻车是当时世界最先进的提水工具后来经过历代劳动人民的不断改造、,又出现了以畜力、水力、风力等作为动力的牛转翻车、风转翻车和水转翻车,它对于灌溉农田、展农业生产挥了巨大作用

    马钧制造的翻车,因为当时缺乏详细记载,具体构造已经不得而知元朝王祯《农》中有关于翻车的明确记述,并绘有翻车图;清代麟庆所著《河工器具图说》记载了翻车的结构由以上两我们可知翻车大致结构为:车身用三块木板拼成矩形长槽,长槽长约2丈,宽约4到7寸,高约1尺;在长槽一端安装一个比较大的齿轮轴作主动轴,主动轴较长,两端各安四个拥木作为踏板;在木槽的另一端安装一个比较小的齿轮轴,两个齿轮轴之间装上龙骨叶板作的木链条,木链条上拴上串板,穿过长槽使用时,使木槽斜置在水边,小轮轴一端浸入水中,人站在架子上,踏动拐木,带动大轮轴,串板就会在槽中刮水而上,到槽端将水排出,再沿长槽上端返回水中这样就可以把水从低处送到高处,实现连续灌溉

    马钧制造翻车不久,有人给魏明帝进献了一种叫百戏的木制模型相当于现在的木偶这个模型造型精美、设计巧妙,可惜已经不能活动魏明帝就问马钧,能不能想法让他活动起来,并且要比以前加巧妙,马钧很有信心地答道:可以于是魏明帝就让马钧对百戏进行改进为此马钧对百戏的结构进行了认真的研究,并进行分解以了解了其中的每一个零件,同时参阅了历史上的有关文献,在此基础上确定了基本设想马钧先用一块木料做了一个大轮子,平放在地面上,用水力驱动旋转;然后在轮子上放置许多木人,设计一套传输装置使木人活动起来,表演各式各样的节目,如乐工们击鼓的击鼓,吹策的吹萧;歌女们或放声歌唱,或翩翩起舞等马钧还设计出不同的模型,可以表演不同的节目如山岳模型,只见有的木人在山间跳丸《古代一种杂技,以手搓丸,双手交替进行、掷剑,有的则爬绳倒立,木人进进出出,一派山村娱乐形象,又有百官行暑模型,有的木人在春米磨面,有的则在斗鸡杂耍,动作复杂、灵活多变、栩栩如生这就是古代有名的水转百戏可惜这种机械已经失传,古代记载也比较简略,我们已无法知道它的具体结构和设计,但是可以设想,要使那么多的木人不断活动、变化,其中的机械结构一定相当复杂和巧妙,展示了马钧高的设计思想和卓越的制造技巧

    马钧还善于制作兵器,有许多独到的设想,只可惜当时的统治者不重视,有不少设计未能付诸实施当时,魏、蜀、吴三国之间经常打仗,有一次,诸葛亮率兵攻打魏国,使用了一种式连弩,可以连续射几十支弩箭,威力比旧式大许多倍,魏军感到颇为惊奇后来魏军捡到一支,让马钧观看,马钧看了之后认为:虽然连弩很精巧,但不是最好的,还有改进余地,如果他来进行改革,效率还能提高5倍,只是马钧因故未能实施制作三国时官渡之战,曹操曾使用一种石车攻击袁绍的阵地,这种石车可以抛出大石块攻击敌人,有一定威力但是这种石车也存在某些缺陷,如度较低,只能单,不能连续射出等,因此如果敌方在城楼上挂起湿牛皮,就能拦住石车抛出的石块因此马钧对此进行了改进,设计了一种的攻城机械——轮转式连续抛石机他打算制造一个竖直绕轴转动的大木轮,在轮子的边缘用绳子拴上几十块大石头,然后用机械带动大轮迅旋转,轮边的悬石也跟着一起旋转,等到旋转度很大时,切断系石的绳索,石块就会连续不断射出去,攻击敌人的城楼,使敌方来不及防御马钧曾经用车轮和几十块砖瓦做试验,在车轮边拴上石块,结果砖瓦连续飞射几百步远1步合1.45米左右,威力很大,这证明他的设计是可行的但是这种设计却遭到地图学家裴秀的讥讽和难马钧的朋友、文学家傅玄很赏识他的才华,支持和理解他的设想,并为他多方活动,希望能找到一个支持马钧进行试制的机会傅玄向安乡侯曹羲推荐了这一明,但是曹羲以马钧不善言辞,讲不出其中的道理而加以拒绝;傅玄又进行了耐心的劝说,说道:马钧先生制造的是国家需要的精利兵器,官兵正等着急需,只要费一点木材,找两个人就能制造出来,何不试验一下,以免埋没了有用的东西在傅玄苦口婆心的劝导下,曹羲才接受了这个建议,并把情况转告给主持军事的武安侯曹爽,但是曹爽却没有理睬这件事所以马钧的设想始终未能变成现实,这是令人遗憾的为此马钧的好友傅玄感叹道:试验一下,本来是极容易的事,可是象马先生这样有名的巧人尚且不被重视,何况那些怀才的无名之辈呢后人一定要记住这个经验教训啊

    马钧在机械设计和制造方面的才能当时就已闻名于天下,受到人民的钦佩他的好友、文学家傅玄称赞他是天下之名巧,史学家裴松之为《三国志》做注时写道:时有扶风马钧,巧思绝世这是对马钧的恰当评价,在中国古代科学技术史上马钩是古代机械制造专家的杰出代表,他的功绩和名字将永载史册,为后人所铭记

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