馬鈞,字德衡,是三國時期魏國扶風(今陝西省興平縣)人,是我國古代的機械大師。他的不少發明創造對當時生產力的發展起了很大的作用。因為他在傳動機械方麵有很深的造詣,所以當時人們對他的評價很高,稱他為“天下之名巧”。
馬鈞幼年口吃,不善言談。但他很喜歡思索,善於動腦,同時注重實踐,勤於動手,尤其喜歡鑽研機械方麵的問題。馬鈞少時生活比較貧困,長期住在鄉間,比較關心生產工具的改革,並且作出了突出貢獻。
新式織綾機的誕生
我國是世界上生產絲織品最早的國家。可那時生產效率還很低,所以我國勞動人民才在生產實踐中逐步發明了簡單的織綾機。這種織綾機有一百二十個躡(踏具),人們用腳踏躡管理它,織一匹花綾得用兩個月左右的時間。後來,這種織綾機雖經多次簡化。可到三國時,仍然是五十根經線的織綾機五十躡,六十根經線的織綾機六十躡,非常笨拙。
馬鈞看到工人在這種織綾機上操作,累得滿身流汗,生產效率很低,就下決心改良這種織綾機,以減輕工人的勞動。於是,他深入到生產過程中,對舊式織綾機進行了認真研究,重新設計了一種新式織綾機。新織綾機簡化了踏具,改造了桄運動機件(即開口運動機件)。原來的織綾機五十根經線的五十躡,六十根經線的六十躡,馬鈞統統將其改成十二躡。這樣一改進後,新織綾機不僅更精致,更簡單適用,而且生產效率也比原來的提高了四、五倍,織出的提花綾錦,花紋圖案奇特,花型變化多端,受到了廣大絲織工人的歡迎。新織綾機的誕生,是馬鈞一生中最早的貢獻,它大大加快了我國古代絲織工業的發展速度,並為我國家庭手工業織布機的出現奠定了堅實的某礎。
龍骨水車的創造
在沒有實現電力提水澆灌農田以前,我國許多地區都廣泛使用著一種龍骨水車,也叫翻車。它應用齒輪的原理使其汲水,很是方便。
我國應用水車有著悠久的曆史。大約在東漢時期,翻車就出現了。據古籍記載,東漢末年有個叫畢嵐的人曾製造了翻車,但那種翻車還比較粗糙,應該說是我國鄉村曆代通用的龍骨水車的前身。直到三國時期,機械發明家馬鈞重新發明創造了一種新式翻車,才使得翻車廣泛推廣應用。
馬鈞當時在魏國做一個小官,經常住在京城洛陽。當時在洛陽城裏,有一大塊坡地非常適合種蔬菜,老百姓很想把這塊土地開辟成菜園,但因無法引水澆地,一直空閑著,很是可惜。馬鈞看到後,就下決心要解決灌溉上的困難。於是他又在機械上動腦筋。經過反複研究、試驗,終於創造出一種翻車,把河裏的水引上了土坡,實現了老百姓多年的願望。
馬鈞創造的這種翻車,“其巧百倍於常”,用時極其輕便,連小孩也能轉動。它不但能提水,而且還能在雨澇時向外排水。可見進步之多,功效之高。這種翻車,是當時世界上最先進的生產工具之一,從那時起,一直被我國鄉村曆代所沿用,直至實現電動機械提水,它一直發揮著巨大的作用。
指南車的再現
指南車是一種辨別方向的工具。我們的祖先很早就創造了指南車。據我國古史上傳說,4000多年前,黃帝和蚩尤作戰,蚩尤為使自己的軍隊能戰勝敵人,便作霧氣,使黃帝的軍隊迷失了方向。後來,黃帝製造了指南車辨別了方向,終於打敗了蚩尤。又傳說3000年前,遠方的越裳氏(在今越南)派使臣到周朝,迷失了回去的路線,周公就製造指南車相贈,以作為指向工具。這些故事,雖是傳說,特別是蚩尤作霧,更是一種神話,但是我國指南車的發明,實在是極為久遠的事情。東漢時期,偉大的科學家張衡就曾利用純機械的結構,創造了指南車,可惜張衡造指南車的方法失傳了。
到三國時期,人們隻從傳說上了解到指南車,但誰也沒見過指南車是什麼樣子。當時,在魏國做給事中官的馬鈞對傳說中的指南車極有興趣,決心要把它重造出來。然而,一些思想保守的人知道馬鈞的決心後,都持懷疑態度,不信馬鈞能造出指南車。一天,在魏明帝麵前,一些官員就指南車和馬鈞展開激烈的爭論。高堂隆說:“古代據說有指南車,但文獻不足,不足為憑,隻不過隨便說說罷了。”秦朗也隨聲附和道:“古代傳說不大可信,孔夫子對三代以上的事,也是不大相信的,恐怕不能有什麼指南車。”馬鈞說;“指南車以往很可能是有過的,問題在於後人對它沒有認真鑽研,就原理方麵看,造指南車還不是什麼很了不起的事。”秦朗嘲諷馬鈞說:“你先生名鈞,字德衡,鈞是器具的模型,衡能決定物品的輕重,如果輕重都沒有一定的標準,還能作模型嗎?”馬鈞道:“空口爭論,又有何用?咱們試製一下,自有分曉。”隨後,他們一起去見魏明帝(曹睿),明帝就命馬鈞製造指南車。
馬鈞在既無資料,又無模型的情況下,苦鑽苦研,反複實驗,沒過多久,終於運用差動齒輪的構造原理,製成了指南車。事實勝於雄辯,馬鈞用實際成就,勝利地結束了這一場爭論。馬鈞製成的指南車,在戰火紛飛、硝煙彌漫的戰場上,不管戰車如何翻動,車上木人的手指始終指向南方,引起滿朝大臣的敬佩,從此,“天下服其巧也”。這充分表現了馬鈞肯刻苦鑽研,敢想、敢說、敢做的精神。