马钧的机械天才

在中国古代科技史上,三国时期的曹魏扶风郡槐里县(今陕西兴平东南)出了一位超级天才,他就是马钧。他字德衡,活跃在曹魏中后期,虽然出身贫寒,还口吃,不怎么爱说话,却在机械方面有着惊人的天赋。裴松之给《三国志·魏书·杜夔传》做注时引用了傅玄的《马钧传》,详细记载了这位能工巧匠的传奇故事。 因为口吃的缘故,他说话不多,无法像当时的名士那样靠清谈赢得权贵的欢心。曹魏后期,清谈之风盛行,门第观念很重。他早年虽然当了博士,但日子过得很清苦。直到改良织绫机后,他才崭露头角。魏明帝很欣赏他,给了他给事中的官职,让他在洛阳搞研究。可惜一直没得到重用,很多发明都被权贵们看不起或者因为朝廷斗争没能推广。他具体什么时候生什么时候死史书上没写,只知道他活跃在魏明帝到曹爽专权那段时间。 马钧的发明既实用又有突破性,主要集中在纺织、灌溉、交通、军事和娱乐这几个方面。每项发明都蕴含着深刻的机械原理,打破了当时的技术瓶颈。东汉那会儿织绫机特别复杂,有50蹑和60蹑两种类型,操作起来又累又慢。马钧通过优化提综连杆结构,把这两种都改成了十二蹑。用12组踏板就实现了原本50或60组踏板的提花功能,效率一下子提高了4到5倍,织出的花纹也更好看。 东汉毕岚做过一种叫“渴乌”的装置(是翻车的雏形),只能用来洒水。马钧在这个基础上增加了链式龙骨和齿轮传动结构,造出了真正的农业灌溉翻车。这个装置由车架、齿轮、链式龙骨和水槽组成。人力或者畜力、水力驱动齿轮带动龙骨刮板转动,把低处的水刮进水槽送到高处农田里去。 当年朝臣高堂隆和秦朗说古代没有指南车时,马钧毫不客气地反驳:“古代肯定有啊!你们没好好想过罢了。”他可不是简单地复制古器,而是根据差动齿轮原理重新设计了出来。指南车里面有两个互相咬合的齿轮连接车轮和木人。车轮转弯时,两个齿轮转速变化不一样,通过联动就让木人同步调整方向始终指向南方。这比欧洲同类技术(达芬奇16世纪设计)早了差不多1300年。 马钧对诸葛亮发明的连弩评价是“巧妙是巧妙了但不够好”。他针对连弩箭短力弱射程短的缺点改进了箭匣和发射机构,做出了效能提升五倍的新连弩能连续发射十箭射程远了很多。不过曹魏军方对新技术保守又对诸葛亮的东西有先入为主的看法所以没被采纳。 他还改造了传统单发投石车变成轮转式发石车利用轮轴联动装置把石弹挂在轮子上利用离心力连续抛射射程有几百步能攻破湿牛皮防御不过因为曹爽集团轻视加上朝堂斗争试验做完就没再实战了。傅玄在《马钧传》里把他夸得天上有地上无说“马先生的巧劲就算是古代的公输般、墨翟、王尔还有汉朝的张衡都比不上”。 这番对他的盛赞其实也暗含了对曹魏朝廷忽视实干人才的批评。