㈠ 马钧发明了什么
马钧发明了很多东西,最突出的有还原指南车、改进织绫机、改制诸葛连弩、发专明龙骨属水车、轮转式发石机、水转百戏图等,对科学发展和技术进步做出了贡献。
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,马钧的创造发明,就算拿现代人的眼光来看也非常了不起,何况是在1700多年前。
此外,马钧在军事上兵器制造方面也有不少发明创造。蜀国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,当时已经年老的马钧,还改进过连弩,使连续发射的威力增加几倍。
(1)马钧发明创造多种机械扩展阅读:
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,通过传动机构。
㈡ 马钧发明的是什么
马钧发明了很多东西,主要有还原指南车、改进织绫机、发明龙骨水车、轮转式发石机、水转百戏图等,对科学发展和技术进步做出了贡献。
㈢ 马钧是怎样制造机械的
马钧,是三国时代的一位纺织机械革新家、发明家。字德衡,曹魏扶风(今陕西兴平)人。从小口吃,不善言谈。出身贫苦,少年时没有太多的机会读书,常要为生活奔波,因此有更多的机会接触劳动人民。他注意实践,特别是生产工具的构造,而且勤于动手,对一些机械原理,进行刻苦钻研,努力创造革新,取得了不少成就,在魏明帝(226—239)时,被誉为“天下之名巧”。
织绫机的创新
我国是著名的丝绸之国,是生产丝织业最早的国家。西汉时,有一种织绫的提花机,是120综,120蹑的(一综是一根经线,一根经线安装一个踏板叫蹑),效率很低,两个月才能织一匹绫。到三国时,虽然多次经过简化,改进到60综、60蹑和50综、50蹑,但仍十分笨拙。
马钧看到大家使用这种绫机,操作起来很是费时费力,为了提高大家的生产效率,节约劳动时间,于是,马钧就下定决心改良这种织绫机。他深入到织绫生产中,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)他把原来的60蹑、50蹑减为12蹑,用12根蹑控制60余片综,经过这样改进,新织绫机不仅更精致,更简单适用,织绫机的生产效率也提高了四五倍。特别是他发明了两蹑合控一综的“组合提综法”,用这种方法织出的花绫,花纹图案奇特,配置变化多样,织物表面具有立体感,景物生动逼真,光泽明暗相间,层次变化无穷,马钧的创造使当时魏国所产丝织物能与成都的蜀锦媲美。经改造的新织绫机,受到了广大丝织工人的欢迎,这是马钧一生中最早的贡献,它大大加快了我国古代丝织卫业的发展速度,也为我国家庭手工业织布机奠定了基础。
龙骨水车的发明
水车的应用,在我国有着悠久的历史。大约在东汉时期,翻车就出现了,翻车又叫龙骨水车。据古籍记载,东汉末年有个叫毕岚的人曾制造过翻车,但那时的翻车还比较粗糙。
到了三国时期,有一回马钧在魏国做一个小官,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。机械发明家马钧看到后,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。马钧发明创造的这种新式翻车,叫做龙骨水车,龙骨水车应用齿轮的原理使其汲水,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候向外排水。在近代水泵发明以前,它一直是世界上最先进的提水工具之一。
水转“百戏图”
马钧真不愧为“巧思绝世,变化百端”的发明家,水转“百戏图”的创制更是印证了这一美名。一次,有人进献给魏明帝曹睿一种木偶百戏,造型相当精美,可那些木偶只能摆在那里,不能活动,明帝觉得很是遗憾。于是明帝就问马钧:“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,马钧就设计制造出了“平地实之,潜以水发”的“百戏图”。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,有的吹箫,有的跳舞,有的耍剑,有的骑马,有的在绳上倒立,还有百宫行署,真是变化无穷,千姿百态。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“百戏图”,被时人称为“巧变百端”的三异之一。
㈣ 马钧的军事发明
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。功效可提高五倍。
汉末时官渡之战,曹操曾使用“发石车”攻击袁绍的阵地,但只能单发,效率不高。马钧担心敌方在城楼上挂起湿牛皮,就能挡住发石车抛出的石头。马钧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。
然而,这种设计却遭到地图学家裴秀的讥笑和发难,但得到文学家傅玄的理解和支持。傅玄对安乡侯曹羲说,马先生要制造的是国家之精器、军队之要用,只要费一点木材,用两个人,就能制造,不妨试验一下,免得埋没有用的东西。曹羲接受了这个建议,并把情况转告给武安侯曹爽。但曹爽未予理睬。对此,傅玄感慨地说,试验一下,本来是极易办到的事,马先生是有名的巧人,尚且不受重视,何况那些怀才的无名之辈呢?
马钧善于巧思,注重实践,对技术问题有自信心,但不擅长辞令。
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,就是在中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,以及汉代的张衡,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。
马钧对中国的贡献,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,一千多年来,他的功绩和美名一直被劳动人民所传颂。
㈤ 三国时期的机械大师马钧都发明了什么
马钧是东汉末年三国曹魏时的扶风(今陕西兴平东南)人。平生发明了很多东西,最突出的有还原指南车、改进织绫机、改制诸葛连弩、发明龙骨水车、轮转式发石机、水转百戏图等,对科学发展和技术进步做出了贡献。
此外,马钧在军事上兵器制造方面也有不少发明创造。蜀国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,当时已经年老的马钧,还改进过连弩,使连续发射的威力增加几倍。马钧对中国的贡献,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,一千多年来,他的功绩和美名一直被劳动人民所传颂。
㈥ 马均发明了什么
马钧发明了很多东西,最突出的有还原指南车、改进织绫机、改制诸葛连弩、发明龙骨水车、轮转式发石机、水转百戏图等,对科学发展和技术进步做出了贡献。
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,马钧的创造发明,就算拿现代人的眼光来看也非常了不起,何况是在1700多年前。
此外,马钧在军事上兵器制造方面也有不少发明创造。蜀国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,当时已经年老的马钧,还改进过连弩,使连续发射的威力增加几倍。
(6)马钧发明创造多种机械扩展阅读:
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,通过传动机构。
㈦ 马钧有哪些发明
中国古代有许多能工巧匠。三国时期的马钧,就是其中一位著名的代表人物。他技艺高超,在传动机械方面很有成就,当时人们都很尊敬他,称他为“马先生”,赞誉他是“天下之名巧”。
东汉末年,宦官、外戚争权,封建军阀混战,社会动荡不安。三国时期,战争虽然没有停止,但是就总的环境来说,却相对地稳定了下来。魏、蜀、吴三国的统治者,为了增强自己的力量,都比较注意恢复和发展生产。而恢复和发展生产,就需要解决生产中遇到的一些技术问题。马钧就是生活在这样一个时代。他为了解决生产实践中的问题,搞出了许多科学技术发明。
马钧,字德衡,出生于曹魏统治下的扶风,也就是今天陕西省的兴平县。扶风地处渭河平原,农业和手工业生产都比较发达,是一个经济繁荣的地区。
少年时期的马钧,家境很贫穷,大概没有受过比较正规的教育。但是,他能够刻苦自学,读了很多书。他除了从书本上获得渊博的知识外,还十分注意向经验丰富的工匠学习,并通过认真观察和钻研实际事物,掌握各种生产技术。据说,马钧年轻时喜欢到各处游玩,并没有意识到自己能够成为技术高超的工匠。然而,在游历过程中,他却学到了更多的实用知识和技术,从而为他日后的创造发明打下了坚实的基础。
这时的马钧,由于口吃的缘故,不善言谈。或许正是因为他不爱多说话,倒使他能有更多的时间和精力集中于思考问题,开动脑筋,勤于动手,这给他的成长带来了更大的好处。马钧在掌握了一些知识和技术之后,从来也不在别人面前夸夸其谈,吹嘘自己。因此,马钧年轻时,人们对他的高超技艺也就不怎么了解。看来,青少年时代的马钧,是一个脚踏实地、默默无闻的人。
马钧的成名,是在他到京城洛阳做官之后。魏明帝曹散在位时,他在魏国朝廷里先任博士,后又任给事中。博士是一种学有专长的官员,给事中的职责也只不过常在皇帝左右应对一些问题,这两种官职都带有顾问的性质,并没有什么实权。当然,他得到的俸禄也就不会很多了。加上马钧既不会钻营奉承,又不善于辞令,因此在朝中很不得意。
根据史书上的记载,马钧担任博士的时候,生活仍然比较贫困。为了摆脱困境,他潜心钻研技术,希望能在这方面有所作为。马钧的发明创造,就是这时从改进织绫机开始的。
织绫机是我国古代一种织丝机具,能织出提花的丝织品。西汉时期,河北巨鹿人陈宝光的妻子,发明了一种织绫机。这种织绫机,每台有120组经线,需要120个踏板。织成一匹散花绫,要用两个月时间。由于工序复杂,费时费力,因此织出来的绫,价钱很高,“匹值万钱”,普通老百姓根本买不起。后来,经过改进,有人将织绫机简化成60个踏板,或者50个踏板。每个踏板操纵织机上的一组经线。虽然经过了这样的改进,但是操作起来还是很费力,而且效率也不高,织一匹绫仍需几十天时间。
马钧决心将这种织绫机加以改良。他经过深入钻研,多次试验,终于改制成功,造出了新式的织绫机。这种织绫机,把原来织机上50组或60组经线,合并成12组;这样,只需要安装12个踏板就行了。同时,他还在织机上设计安装了一些别的装置,使之操作起来更为灵便。新式织绫机使生产效率提高了十多倍。它不仅大大减轻了人们的体力劳动,而且织出来的丝织品,图案变化无穷,有各种各样的花纹,质量比以前更好了。马钧改良织绫机,不仅推动了我国古代丝织技术的发展和提高,而且对于后来制造和推广家庭使用的织布机,也起到了一定的影响和推动作用。
如果说织绫机的改良推动了手工业生产的发展,那么,马钧发明的“翻车”则极大地推动了农业生产的发展。
当时,洛阳城里有一块空地,很适合于种植蔬菜。但是因为这里的地势较高,无法引水灌溉,所以一直荒芜着。马钧看到这种情况,觉得让这块可耕地荒芜下去,非常可惜。于是,他为了把这块荒地改成菜园,决心研制一种提水工具,解决灌溉问题。经过长时间的思索和精心设计,一种新型的提水工具终于创制出来了。这种工具名叫“翻车”。他又进行了多次试验,证明翻车能够把河水提上坡地,非常管用。据史书记载,马钧制造的翻车,能够“灌水自覆,更人更出”。就是说,翻车能够将河水刮上岸来,自动倾倒流出,而且循环不停。由于它的结构灵巧,不需要花费多大的力气,因此连小孩子都可以操作。翻车运转起来,提水效率很高。这样,不仅使洛阳城内的那片荒地变成了菜园,而且在我国农村中很快得到普遍的推广应用,大大促进了农业生产的发展。
马钧发明的翻车,一直流传了下来。因为翻车内用来刮水的木板叶,是一节一节地连接起来的,好像龙骨一样,所以也称为“龙骨水车”,简称水车。又因为它操作时是用双脚踩动,所以又叫做踏车。虽然马钧发明的翻车原样,没有保留下来,但是我们从后代人的记述中,却可以看到这种提水工具的式样、结构及其制作方法。
在元代王桢的著作《农书》和明代徐光启的著作《农政全书》中,都记述了马钧创制翻车之事。根据这两部书中的记载,可以知道翻车的构造。它的车身用木板做成长约6.7米的槽,槽的宽度不等,0.132米至0.231米均可。槽内有行道板一条。木槽的两头安装大小轮轴;大轴在木槽上头,小轴在木槽下头。再将一片一片连接起来的板叶,套在轮轴上面。大轴两端各带拐木,置于岸上木架之间。操作时,人扶着木架,踏动拐木,板叶随着轮轴转动起来,于是河水就沿着槽内的行道板被刮上岸来了。王桢赞叹说:“水具中机械巧捷,惟此为最。”对于翻车的发明,给予了很高的评价。
马钧在担任给事中的时候,在朝廷上同散骑常侍(宫廷的侍从官)高堂隆、骁骑将军秦朗发生过一次激烈的争论。争论的主要问题是古代究竟有没有指南车。
传说我国上古时代,黄帝在同蚩尤作战时,曾使用过指南车,辨明方向。西周时,周公也制作过指南车,但是没有流传下来。马钧对这种指南车非常有兴趣,很想将它制造出来。当时,朝廷内的一些大臣对此都抱着怀疑态度。一次,高堂隆和秦朗都说古代根本就没有指南车,不过是传说而已,不足为凭。马钧却说:“古代很可能是有指南车的,只是后来没有人对它进行研究,以致失传了。这有什么深奥呢?”高堂隆和秦朗非常高傲,平时就瞧不起马钧。这时,他们见马钧竟敢反驳,于是讥讽嘲笑道:“先生你名叫钧,字德衡。钧,是陶器的模型;衡,能用来称东西的轻重。如果连轻重都没有弄准确,又怎么能够制造出模型来呢?”马钧听后非常生气,不愿意再同他们争论下去了,便说:“空口争辩毫无用处,我们不妨试制一下,就可以得到证明了。”
高堂隆和秦朗把这件事向魏明帝作了汇报。于是,魏明帝就命令马钧制造指南车。马钧夜以继日地苦心钻研,过了一段时间,终于把指南车制造成功了。这辆指南车在实际表演中,真是灵巧极了。无论驾车的人将它向东南西北哪个方向转动,车子上站立着的木人始终手指南方。其中巧妙之处,简直无法用语言表达出来。人们交口称赞马钧,就连高堂隆和秦朗也不得不在事实面前服输了。
指南车也称司南车,是用来指示方向的两轮车。它的发明,是我国古代机械制造方面的一项重大成就。可惜的是,马钧制作的指南车,既没有实物保存和流传下来,它的制造方法也没有记载。因此,历代都曾有人进行过研究制造。特别是宋代的燕肃,在重新制作指南车方面成就最为突出。根据《宋史》中关于燕肃等人制造指南车的记载,我们可以推知,这种指南车的结构,同马钧所制造的指南车,可能大致上差不多。
除了指南车之外,马钧还创制了一种能够连续射出石头的军事器械,名叫“发石车”,也可称之为射石机。提到射石机,还得从诸葛亮发明的连弩说起。当时,魏国与蜀国之间经常发生战争。蜀国丞相诸葛亮创制了一种武器,利用机械力量连续发射箭矢,称为“连弩”。据说每次能射出10枝箭,杀伤力强,对魏国将士的威胁很大。马钧看到连弩后,认为这种武器巧妙固然巧妙,但是还不够完善;如果再改进一下,可以将杀伤力提高5倍。他没有去改进连弩,而是创制了一种轮转式射石机。原来有一种单发式射石机,每次只能射出一块石头,而且射出的石头往往被敌方城楼上悬挂的湿牛皮挡住落地了,因此威力不大。马钧经过研究后,将这种射石机加以改制。他制作一个木轮,将几十块石头挂在木轮上,利用机械力不断地转动木轮,然后割断拴石头的绳子,于是石头就接连不断地向敌方的城楼射去,其速度如闪电一般,十分厉害。在制造射石机的过程中,马钧曾在车轮上悬挂几十个砖头瓦块做过试验,能够射出几百步远。这种轮转式射石机,在当时来说,真可以算得上是一种远射程的先进攻城武器。
雕刻精巧的木偶,是我国一种历史悠久的民间艺术。这些木偶不会动弹,只能作为摆设,以供观赏。可是,经过马钧的巧妙构思和制作,木偶却能够活动起来了。
事情是这样的。有一天,有个朝臣向魏明帝进献了一套玩杂技的木偶。这些木偶雕刻得非常精巧,可就是不会动。魏明帝想到了马钧,看看他能不能设法让这些木偶活动起来。在召见马钧时,魏明帝问他:“你能够使这些木偶自己动起来吗?”马钧回答道:“能!”魏明帝又问:“你还能进一步做到使这些木偶进行表演吗?”马钧又作了肯定的回答。于是,魏明帝便让马钧去进行制作。
马钧接受了这项任务,并不轻松。他把木偶带回家后,反复观察,仔细琢磨。经过一番苦心钻研和设计,制作出一个又一个能够表演各种动作的活动木偶。他先用木材造成一个小戏台。在戏台下面安装上木头齿轮,利用水力推动齿轮。再用木材做了各种各样的男女木偶。这些木偶在戏台上,通过机关与台下的齿轮相连接。当齿轮转动时,便带动了台上的木偶,那些木偶就开始表演起来了。木偶们的表演丰富多彩,有的击鼓,有的吹箫,有的舞剑,有的倒立。至于翻筋斗、叠罗汉、春米、斗鸡的,样样都有。甚至还有木偶扮做官员,表演坐堂的样子。真是变化多端,好不热闹。魏明帝和群臣观赏到这种奇妙的木偶杂技表演,都感到十分开心。
马钧创制的这种有趣的活动木偶,被人们称之为“水转百戏”。活动木偶的制作,不仅给人们增添了欢乐,丰富了人们的文化生活,尤其值得称道的是,它表现出马钧对机械传动作用的深刻认识和掌握,反映出我国古代科学技术的高度水平。
㈧ 马钧发明了哪些东西
1.在手工业来方面,马钧设计了新源织绫机;简化了踏具(蹑),改造了运动机件。将“五十蹑”,“六十蹑”都改成十二蹑,这样使新绫机操作简易方便,大大提高了生产效率。新织绫机的诞生是马钧最早的贡献,它大大促进了纺织业的发展。
2.在农业方面,马钧发明了龙骨水车。
3.在军事方面,马钧改进了连弩和发石车。当时,诸葛亮改进的连弩一次可发数十箭,威力已很大。马钧在此基础上进行了再改进,威力又增加了五倍以上。马钧还在原来发石车的基础上,设计出了新式的攻城器械——轮转式发石车。它利用一个木轮,把石头挂在上面,通过轮子转动,连续不断地将石头发射出去,威力相当大。
4.马钧还制成了失传已久的指南车。指南车是一种辨别方向的工具。远古传说中,黄帝大战蚩尤之时,在雾气中迷失方向,于是制造指南车,辨明方向,打败了蚩尤。东汉时张衡制造过指南车,可惜失传了。
马钧想把指南车重造出来,遭到了许多人的嘲笑和诘问。马钧苦心钻研,反复试验,终于运用差动齿轮的构造原理,制造出了指南车。
5.马钧研究传动机械,发明了变化多端的“水转百戏”。他用木头制成原动轮,用水力来推动,使上层陈设的木人都动起来。木人能做各种动作,十分巧妙。
㈨ 马钧都创造了哪些伟大的发明
三国时曹魏的博士马钧(陕西人,生卒年不详)发明了能把砖瓦和石块抛射几百步远的内抛石容车,这对攻击城头敌人是威力强大的武器。马钧在看到蜀国丞相诸葛亮(181~234)制造的连驽(谓之元戎驽)之后认为,“巧则巧之,未尽善也”,对它作了改进。他还大大改进了当时的织布机。比他早半个世纪的东汉人毕岚曾发明一种叫翻车的木质机械用以洒道,马钧则将这种翻车改进为后来被普遍应用在河边为农田灌溉抽水的龙骨水车。这是一个了不起的发明,具有很高的实用价值,因而也具有很强的生命力,它是水泵发明前世界上最先进的提水工具之一。
㈩ 马钧创制了什么
中国古代有许多能工巧匠。三国时期的马钧,就是其中一位著名的代表人物。他技艺高超,在传动机械方面很有成就,当时人们都很尊敬他,称他为“马先生”,赞誉他是“天下之名巧”。
东汉末年,宦官、外戚争权,封建军阀混战,社会动荡不安。三国时期,战争虽然没有停止,但是就总的环境来说,却相对地稳定了下来。魏、蜀、吴三国的统治者,为了增强自己的力量,都比较注意恢复和发展生产。而恢复和发展生产,就需要解决生产中遇到的一些技术问题。马钧就是生活在这样一个时代。他为了解决生产实践中的问题,搞出了许多科学技术发明。
马钧,字德衡,出生于曹魏统治下的扶风,也就是今天陕西省的兴平县。扶风地处渭河平原,农业和手工业生产都比较发达,是一个经济繁荣的地区。
少年时期的马钧,家境很贫穷,大概没有受过比较正规的教育。但是,他能够刻苦自学,读了很多书。他除了从书本上获得渊博的知识外,还十分注意向经验丰富的工匠学习,并通过认真观察和钻研实际事物,掌握各种生产技术。据说,马钧年轻时喜欢到各处游玩,并没有意识到自己能够成为技术高超的工匠。然而,在游历过程中,他却学到了更多的实用知识和技术,从而为他日后的创造发明打下了坚实的基础。
这时的马钧,由于口吃的缘故,不善言谈。或许正是因为他不爱多说话,倒使他能有更多的时间和精力集中于思考问题,开动脑筋,勤于动手,这给他的成长带来了更大的好处。马钧在掌握了一些知识和技术之后,从来也不在别人面前夸夸其谈,吹嘘自己。因此,马钧年轻时,人们对他的高超技艺也就不怎么了解。看来,青少年时代的马钧,是一个脚踏实地、默默无闻的人。
马钧的成名,是在他到京城洛阳做官之后。魏明帝曹散在位时,他在魏国朝廷里先任博士,后又任给事中。博士是一种学有专长的官员,给事中的职责也只不过常在皇帝左右应对一些问题,这两种官职都带有顾问的性质,并没有什么实权。当然,他得到的俸禄也就不会很多了。加上马钧既不会钻营奉承,又不善于辞令,因此在朝中很不得意。
根据史书上的记载,马钧担任博士的时候,生活仍然比较贫困。为了摆脱困境,他潜心钻研技术,希望能在这方面有所作为。马钧的发明创造,就是这时从改进织绫机开始的。
织绫机是我国古代一种织丝机具,能织出提花的丝织品。西汉时期,河北巨鹿人陈宝光的妻子,发明了一种织绫机。这种织绫机,每台有120组经线,需要120个踏板。织成一匹散花绫,要用两个月时间。由于工序复杂,费时费力,因此织出来的绫,价钱很高,“匹值万钱”,普通老百姓根本买不起。后来,经过改进,有人将织绫机简化成60个踏板,或者50个踏板。每个踏板操纵织机上的一组经线。虽然经过了这样的改进,但是操作起来还是很费力,而且效率也不高,织一匹绫仍需几十天时间。
马钧决心将这种织绫机加以改良。他经过深入钻研,多次试验,终于改制成功,造出了新式的织绫机。这种织绫机,把原来织机上50组或60组经线,合并成12组;这样,只需要安装12个踏板就行了。同时,他还在织机上设计安装了一些别的装置,使之操作起来更为灵便。新式织绫机使生产效率提高了十多倍。它不仅大大减轻了人们的体力劳动,而且织出来的丝织品,图案变化无穷,有各种各样的花纹,质量比以前更好了。马钧改良织绫机,不仅推动了我国古代丝织技术的发展和提高,而且对于后来制造和推广家庭使用的织布机,也起到了一定的影响和推动作用。
如果说织绫机的改良推动了手工业生产的发展,那么,马钧发明的“翻车”则极大地推动了农业生产的发展。
当时,洛阳城里有一块空地,很适合于种植蔬菜。但是因为这里的地势较高,无法引水灌溉,所以一直荒芜着。马钧看到这种情况,觉得让这块可耕地荒芜下去,非常可惜。于是,他为了把这块荒地改成菜园,决心研制一种提水工具,解决灌溉问题。经过长时间的思索和精心设计,一种新型的提水工具终于创制出来了。这种工具名叫“翻车”。他又进行了多次试验,证明翻车能够把河水提上坡地,非常管用。据史书记载,马钧制造的翻车,能够“灌水自覆,更人更出”。就是说,翻车能够将河水刮上岸来,自动倾倒流出,而且循环不停。由于它的结构灵巧,不需要花费多大的力气,因此连小孩子都可以操作。翻车运转起来,提水效率很高。这样,不仅使洛阳城内的那片荒地变成了菜园,而且在我国农村中很快得到普遍的推广应用,大大促进了农业生产的发展。
马钧发明的翻车,一直流传了下来。因为翻车内用来刮水的木板叶,是一节一节地连接起来的,好像龙骨一样,所以也称为“龙骨水车”,简称水车。又因为它操作时是用双脚踩动,所以又叫做踏车。虽然马钧发明的翻车原样,没有保留下来,但是我们从后代人的记述中,却可以看到这种提水工具的式样、结构及其制作方法。
在元代王桢的著作《农书》和明代徐光启的著作《农政全书》中,都记述了马钧创制翻车之事。根据这两部书中的记载,可以知道翻车的构造。它的车身用木板做成长约6.7米的槽,槽的宽度不等,0.132米至0.231米均可。槽内有行道板一条。木槽的两头安装大小轮轴;大轴在木槽上头,小轴在木槽下头。再将一片一片连接起来的板叶,套在轮轴上面。大轴两端各带拐木,置于岸上木架之间。操作时,人扶着木架,踏动拐木,板叶随着轮轴转动起来,于是河水就沿着槽内的行道板被刮上岸来了。王桢赞叹说:“水具中机械巧捷,惟此为最。”对于翻车的发明,给予了很高的评价。
马钧在担任给事中的时候,在朝廷上同散骑常侍(宫廷的侍从官)高堂隆、骁骑将军秦朗发生过一次激烈的争论。争论的主要问题是古代究竟有没有指南车。
传说我国上古时代,黄帝在同蚩尤作战时,曾使用过指南车,辨明方向。西周时,周公也制作过指南车,但是没有流传下来。马钧对这种指南车非常有兴趣,很想将它制造出来。当时,朝廷内的一些大臣对此都抱着怀疑态度。一次,高堂隆和秦朗都说古代根本就没有指南车,不过是传说而已,不足为凭。马钧却说:“古代很可能是有指南车的,只是后来没有人对它进行研究,以致失传了。这有什么深奥呢?”高堂隆和秦朗非常高傲,平时就瞧不起马钧。这时,他们见马钧竟敢反驳,于是讥讽嘲笑道:“先生你名叫钧,字德衡。钧,是陶器的模型;衡,能用来称东西的轻重。如果连轻重都没有弄准确,又怎么能够制造出模型来呢?”马钧听后非常生气,不愿意再同他们争论下去了,便说:“空口争辩毫无用处,我们不妨试制一下,就可以得到证明了。”
高堂隆和秦朗把这件事向魏明帝作了汇报。于是,魏明帝就命令马钧制造指南车。马钧夜以继日地苦心钻研,过了一段时间,终于把指南车制造成功了。这辆指南车在实际表演中,真是灵巧极了。无论驾车的人将它向东南西北哪个方向转动,车子上站立着的木人始终手指南方。其中巧妙之处,简直无法用语言表达出来。人们交口称赞马钧,就连高堂隆和秦朗也不得不在事实面前服输了。
指南车也称司南车,是用来指示方向的两轮车。它的发明,是我国古代机械制造方面的一项重大成就。可惜的是,马钧制作的指南车,既没有实物保存和流传下来,它的制造方法也没有记载。因此,历代都曾有人进行过研究制造。特别是宋代的燕肃,在重新制作指南车方面成就最为突出。根据《宋史》中关于燕肃等人制造指南车的记载,我们可以推知,这种指南车的结构,同马钧所制造的指南车,可能大致上差不多。
除了指南车之外,马钧还创制了一种能够连续射出石头的军事器械,名叫“发石车”,也可称之为射石机。提到射石机,还得从诸葛亮发明的连弩说起。当时,魏国与蜀国之间经常发生战争。蜀国丞相诸葛亮创制了一种武器,利用机械力量连续发射箭矢,称为“连弩”。据说每次能射出10枝箭,杀伤力强,对魏国将士的威胁很大。马钧看到连弩后,认为这种武器巧妙固然巧妙,但是还不够完善;如果再改进一下,可以将杀伤力提高5倍。他没有去改进连弩,而是创制了一种轮转式射石机。原来有一种单发式射石机,每次只能射出一块石头,而且射出的石头往往被敌方城楼上悬挂的湿牛皮挡住落地了,因此威力不大。马钧经过研究后,将这种射石机加以改制。他制作一个木轮,将几十块石头挂在木轮上,利用机械力不断地转动木轮,然后割断拴石头的绳子,于是石头就接连不断地向敌方的城楼射去,其速度如闪电一般,十分厉害。在制造射石机的过程中,马钧曾在车轮上悬挂几十个砖头瓦块做过试验,能够射出几百步远。这种轮转式射石机,在当时来说,真可以算得上是一种远射程的先进攻城武器。
雕刻精巧的木偶,是我国一种历史悠久的民间艺术。这些木偶不会动弹,只能作为摆设,以供观赏。可是,经过马钧的巧妙构思和制作,木偶却能够活动起来了。
事情是这样的。有一天,有个朝臣向魏明帝进献了一套玩杂技的木偶。这些木偶雕刻得非常精巧,可就是不会动。魏明帝想到了马钧,看看他能不能设法让这些木偶活动起来。在召见马钧时,魏明帝问他:“你能够使这些木偶自己动起来吗?”马钧回答道:“能!”魏明帝又问:“你还能进一步做到使这些木偶进行表演吗?”马钧又作了肯定的回答。于是,魏明帝便让马钧去进行制作。
马钧接受了这项任务,并不轻松。他把木偶带回家后,反复观察,仔细琢磨。经过一番苦心钻研和设计,制作出一个又一个能够表演各种动作的活动木偶。他先用木材造成一个小戏台。在戏台下面安装上木头齿轮,利用水力推动齿轮。再用木材做了各种各样的男女木偶。这些木偶在戏台上,通过机关与台下的齿轮相连接。当齿轮转动时,便带动了台上的木偶,那些木偶就开始表演起来了。木偶们的表演丰富多彩,有的击鼓,有的吹箫,有的舞剑,有的倒立。至于翻筋斗、叠罗汉、春米、斗鸡的,样样都有。甚至还有木偶扮做官员,表演坐堂的样子。真是变化多端,好不热闹。魏明帝和群臣观赏到这种奇妙的木偶杂技表演,都感到十分开心。
马钧创制的这种有趣的活动木偶,被人们称之为“水转百戏”。活动木偶的制作,不仅给人们增添了欢乐,丰富了人们的文化生活,尤其值得称道的是,它表现出马钧对机械传动作用的深刻认识和掌握,反映出我国古代科学技术的高度水平。