馬鈞：東方杰出的能工巧匠

中國古代有許多能工巧匠。三國時期的馬鈞，就是其中一位著名的代表人物。他技藝高超，在傳動機械方面很有成就，當時人們都很尊敬他，稱他為“馬先生”，贊譽他是“天下之名巧”。

東漢末年，宦官、外戚爭權，封建軍閥混戰(zhàn)，社會動蕩不安。三國時期，戰(zhàn)爭雖然沒有停止，但是就總的環(huán)境來說，卻相對地穩(wěn)定了下來。魏、蜀、吳三國的統(tǒng)治者，為了增強自己的力量，都比較注意恢復和發(fā)展生產(chǎn)。而恢復和發(fā)展生產(chǎn)，就需要解決生產(chǎn)中遇到的一些技術問題。馬鈞就是生活在這樣一個時代。他為了解決生產(chǎn)實踐中的問題，搞出了許多科學技術發(fā)明。

馬鈞，字德衡，出生于曹魏統(tǒng)治下的扶風，也就是今天陜西省的興平縣。扶風地處渭河平原，農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)都比較發(fā)達，是一個經(jīng)濟繁榮的地區(qū)。

少年時期的馬鈞，家境很貧窮，大概沒有受過比較正規(guī)的教育。但是，他能夠刻苦自學，讀了很多書。他除了從書本上獲得淵博的知識外，還十分注意向經(jīng)驗豐富的工匠學習，并通過認真觀察和鉆研實際事物，掌握各種生產(chǎn)技術。據(jù)說，馬鈞年輕時喜歡到各處游玩，并沒有意識到自己能夠成為技術高超的工匠。然而，在游歷過程中，他卻學到了更多的實用知識和技術，從而為他日后的創(chuàng)造發(fā)明打下了堅實的基礎。

這時的馬鈞，由于口吃的緣故，不善言談?；蛟S正是因為他不愛多說話，倒使他能有更多的時間和精力集中于思考問題，開動腦筋，勤于動手，這給他的成長帶來了更大的好處。馬鈞在掌握了一些知識和技術之后，從來也不在別人面前夸夸其談，吹噓自己。因此，馬鈞年輕時，人們對他的高超技藝也就不怎么了解。看來，青少年時代的馬鈞，是一個腳踏實地、默默無聞的人。

馬鈞的成名，是在他到京城洛陽做官之后。魏明帝曹散在位時，他在魏國朝廷里先任博士，后又任給事中。博士是一種學有專長的官員，給事中的職責也只不過常在皇帝左右應對一些問題，這兩種官職都帶有顧問的性質(zhì)，并沒有什么實權。當然，他得到的俸祿也就不會很多了。加上馬鈞既不會鉆營奉承，又不善于辭令，因此在朝中很不得意。

根據(jù)史書上的記載，馬鈞擔任博士的時候，生活仍然比較貧困。為了擺脫困境，他潛心鉆研技術，希望能在這方面有所作為。馬鈞的發(fā)明創(chuàng)造，就是這時從改進織綾機開始的。

織綾機是我國古代一種織絲機具，能織出提花的絲織品。西漢時期，河北巨鹿人陳寶光的妻子，發(fā)明了一種織綾機。這種織綾機，每臺有120組經(jīng)線，需要120個踏板。織成一匹散花綾，要用兩個月時間。由于工序復雜，費時費力，因此織出來的綾，價錢很高，“匹值萬錢”，普通老百姓根本買不起。后來，經(jīng)過改進，有人將織綾機簡化成60個踏板，或者50個踏板。每個踏板操縱織機上的一組經(jīng)線。雖然經(jīng)過了這樣的改進，但是操作起來還是很費力，而且效率也不高，織一匹綾仍需幾十天時間。

馬鈞決心將這種織綾機加以改良。他經(jīng)過深入鉆研，多次試驗，終于改制成功，造出了新式的織綾機。這種織綾機，把原來織機上50組或60組經(jīng)線，合并成12組；這樣，只需要安裝12個踏板就行了。同時，他還在織機上設計安裝了一些別的裝置，使之操作起來更為靈便。新式織綾機使生產(chǎn)效率提高了十多倍。它不僅大大減輕了人們的體力勞動，而且織出來的絲織品，圖案變化無窮，有各種各樣的花紋，質(zhì)量比以前更好了。馬鈞改良織綾機，不僅推動了我國古代絲織技術的發(fā)展和提高，而且對于后來制造和推廣家庭使用的織布機，也起到了一定的影響和推動作用。

如果說織綾機的改良推動了手工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，那么，馬鈞發(fā)明的“翻車”則極大地推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

當時，洛陽城里有一塊空地，很適合于種植蔬菜。但是因為這里的地勢較高，無法引水灌溉，所以一直荒蕪著。馬鈞看到這種情況，覺得讓這塊可耕地荒蕪下去，非?？上?。于是，他為了把這塊荒地改成菜園，決心研制一種提水工具，解決灌溉問題。經(jīng)過長時間的思索和精心設計，一種新型的提水工具終于創(chuàng)制出來了。這種工具名叫“翻車”。他又進行了多次試驗，證明翻車能夠把河水提上坡地，非常管用。據(jù)史書記載，馬鈞制造的翻車，能夠“灌水自覆，更人更出”。就是說，翻車能夠?qū)⒑铀紊习秮?，自動傾倒流出，而且循環(huán)不停。由于它的結構靈巧，不需要花費多大的力氣，因此連小孩子都可以操作。翻車運轉(zhuǎn)起來，提水效率很高。這樣，不僅使洛陽城內(nèi)的那片荒地變成了菜園，而且在我國農(nóng)村中很快得到普遍的推廣應用，大大促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

馬鈞發(fā)明的翻車，一直流傳了下來。因為翻車內(nèi)用來刮水的木板葉，是一節(jié)一節(jié)地連接起來的，好像龍骨一樣，所以也稱為“龍骨水車”，簡稱水車。又因為它操作時是用雙腳踩動，所以又叫做踏車。雖然馬鈞發(fā)明的翻車原樣，沒有保留下來，但是我們從后代人的記述中，卻可以看到這種提水工具的式樣、結構及其制作方法。

在元代王楨的著作《農(nóng)書》和明代徐光啟的著作《農(nóng)政全書》中，都記述了馬鈞創(chuàng)制翻車之事。根據(jù)這兩部書中的記載，可以知道翻車的構造。它的車身用木板做成長約6．7米的槽，槽的寬度不等，0.132米至0．231米均可。槽內(nèi)有行道板一條。木槽的兩頭安裝大小輪軸；大軸在木槽上頭，小軸在木槽下頭。再將一片一片連接起來的板葉，套在輪軸上面。大軸兩端各帶拐木，置于岸上木架之間。操作時，人扶著木架，踏動拐木，板葉隨著輪軸轉(zhuǎn)動起來，于是河水就沿著槽內(nèi)的行道板被刮上岸來了。王楨贊嘆說：“水具中機械巧捷，惟此為最?！睂τ诜嚨陌l(fā)明，給予了很高的評價。

馬鈞在擔任給事中的時候，在朝廷上同散騎常侍(宮廷的侍從官)高堂隆、驍騎將軍秦朗發(fā)生過一次激烈的爭論。爭論的主要問題是古代究竟有沒有指南車。

傳說我國上古時代，黃帝在同蚩尤作戰(zhàn)時，曾使用過指南車，辨明方向。西周時，周公也制作過指南車，但是沒有流傳下來。馬鈞對這種指南車非常有興趣，很想將它制造出來。當時，朝廷內(nèi)的一些大臣對此都抱著懷疑態(tài)度。一次，高堂隆和秦朗都說古代根本就沒有指南車，不過是傳說而已，不足為憑。馬鈞卻說：“古代很可能是有指南車的，只是后來沒有人對它進行研究，以致失傳了。這有什么深奧呢?”高堂隆和秦朗非常高傲，平時就瞧不起馬鈞。這時，他們見馬鈞竟敢反駁，于是譏諷嘲笑道：“先生你名叫鈞，字德衡。鈞，是陶器的模型；衡，能用來稱東西的輕重。如果連輕重都沒有弄準確，又怎么能夠制造出模型來呢?”馬鈞聽后非常生氣，不愿意再同他們爭論下去了，便說：“空口爭辯毫無用處，我們不妨試制一下，就可以得到證明了?！?/p>

高堂隆和秦朗把這件事向魏明帝作了匯報。于是，魏明帝就命令馬鈞制造指南車。馬鈞夜以繼日地苦心鉆研，過了一段時間，終于把指南車制造成功了。這輛指南車在實際表演中，真是靈巧極了。無論駕車的人將它向東南西北哪個方向轉(zhuǎn)動，車子上站立著的木人始終手指南方。其中巧妙之處，簡直無法用語言表達出來。人們交口稱贊馬鈞，就連高堂隆和秦朗也不得不在事實面前服輸了。

指南車也稱司南車，是用來指示方向的兩輪車。它的發(fā)明，是我國古代機械制造方面的一項重大成就?？上У氖牵R鈞制作的指南車，既沒有實物保存和流傳下來，它的制造方法也沒有記載。因此，歷代都曾有人進行過研究制造。特別是宋代的燕肅，在重新制作指南車方面成就最為突出。根據(jù)《宋史》中關于燕肅等人制造指南車的記載，我們可以推知，這種指南車的結構，同馬鈞所制造的指南車，可能大致上差不多。

除了指南車之外，馬鈞還創(chuàng)制了一種能夠連續(xù)射出石頭的軍事器械，名叫“發(fā)石車”，也可稱之為射石機。提到射石機，還得從諸葛亮發(fā)明的連弩說起。當時，魏國與蜀國之間經(jīng)常發(fā)生戰(zhàn)爭。蜀國丞相諸葛亮創(chuàng)制了一種武器，利用機械力量連續(xù)發(fā)射箭矢，稱為“連弩”。據(jù)說每次能射出10枝箭，殺傷力強，對魏國將士的威脅很大。馬鈞看到連弩后，認為這種武器巧妙固然巧妙，但是還不夠完善；如果再改進一下，可以將殺傷力提高5倍。他沒有去改進連弩，而是創(chuàng)制了一種輪轉(zhuǎn)式射石機。原來有一種單發(fā)式射石機，每次只能射出一塊石頭，而且射出的石頭往往被敵方城樓上懸掛的濕牛皮擋住落地了，因此威力不大。馬鈞經(jīng)過研究后，將這種射石機加以改制。他制作一個木輪，將幾十塊石頭掛在木輪上，利用機械力不斷地轉(zhuǎn)動木輪，然后割斷拴石頭的繩子，于是石頭就接連不斷地向敵方的城樓射去，其速度如閃電一般，十分厲害。在制造射石機的過程中，馬鈞曾在車輪上懸掛幾十個磚頭瓦塊做過試驗，能夠射出幾百步遠。這種輪轉(zhuǎn)式射石機，在當時來說，真可以算得上是一種遠射程的先進攻城武器。

雕刻精巧的木偶，是我國一種歷史悠久的民間藝術。這些木偶不會動彈，只能作為擺設，以供觀賞。可是，經(jīng)過馬鈞的巧妙構思和制作，木偶卻能夠活動起來了。

事情是這樣的。有一天，有個朝臣向魏明帝進獻了一套玩雜技的木偶。這些木偶雕刻得非常精巧，可就是不會動。魏明帝想到了馬鈞，看看他能不能設法讓這些木偶活動起來。在召見馬鈞時，魏明帝問他：“你能夠使這些木偶自己動起來嗎?”馬鈞回答道：“能!”魏明帝又問：“你還能進一步做到使這些木偶進行表演嗎?”馬鈞又作了肯定的回答。于是，魏明帝便讓馬鈞去進行制作。

馬鈞接受了這項任務，并不輕松。他把木偶帶回家后，反復觀察，仔細琢磨。經(jīng)過一番苦心鉆研和設計，制作出一個又一個能夠表演各種動作的活動木偶。他先用木材造成一個小戲臺。在戲臺下面安裝上木頭齒輪，利用水力推動齒輪。再用木材做了各種各樣的男女木偶。這些木偶在戲臺上，通過機關與臺下的齒輪相連接。當齒輪轉(zhuǎn)動時，便帶動了臺上的木偶，那些木偶就開始表演起來了。木偶們的表演豐富多彩，有的擊鼓，有的吹簫，有的舞劍，有的倒立。至于翻筋斗、疊羅漢、春米、斗雞的，樣樣都有。甚至還有木偶扮做官員，表演坐堂的樣子。真是變化多端，好不熱鬧。魏明帝和群臣觀賞到這種奇妙的木偶雜技表演，都感到十分開心。

馬鈞創(chuàng)制的這種有趣的活動木偶，被人們稱之為“水轉(zhuǎn)百戲”?；顒幽九嫉闹谱?，不僅給人們增添了歡樂，豐富了人們的文化生活，尤其值得稱道的是，它表現(xiàn)出馬鈞對機械傳動作用的深刻認識和掌握，反映出我國古代科學技術的高度水平。