經過長時間的思索和精心設計,一種新型的提水工具終於創製出來了。這種工具名叫“翻車”。馬鈞又進行了多次試驗,證明翻車能夠把河水提上坡地,非常管用。
據史書記載,馬鈞製造的翻車,能夠“灌水自覆,更入更出”。就是說,翻車能夠將河水刮上岸來,自動傾倒流出,而且循環不停。
因為翻車內用來刮水的木板葉,是一節一節地連接起來的,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。
由於它的結構靈巧,不需要花費多大的力氣,因此連小孩子都可以操作。翻車運轉起來,提水的效率大大提高了。這樣,不僅使洛陽城內的那片荒地變成了菜園,而且在我國農村中很快得到普遍的推廣應用,大大促進了農業生產的發展。
馬鈞發明的翻車,一直流傳了下來。在元代王楨的著作《農書》和明代徐光啟的著作《農政全書》中,都記述了馬鈞創製翻車之事。根據這兩部書中的記載,可以知道馬鈞翻車的構造。
翻車的車身用木板做成長約6米的槽,槽的寬度不等,槽內有行道板一條。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,套在輪軸上麵。大軸兩端各帶拐木,置於岸上木架之間。
操作時,人扶著木架,踏動拐木,板葉隨著輪軸轉動起來,於是河水就沿著槽內的行道板被刮上岸來了。王楨讚歎說:“水具中機械巧捷,唯此為最。”對於翻車的發明,給予了很高的評價。
馬鈞還成功製造了指南車。傳說我國上古時代,黃帝在同蚩尤作戰時,曾使用過指南車,辨明方向。西周時,周公也製作過指南車,但是沒有流傳下來。馬鈞對這種指南車非常有興趣,很想將它製造出來。於是,馬鈞夜以繼日地苦心鑽研,過了一段時間,終於把指南車製造成功了。
這輛指南車在實際表演中非常靈巧,無論駕車的人將它向東南西北哪個方向轉動,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。人們交口稱讚馬鈞,就連皇上也很佩服。
指南車也稱司南車,是用來指示方向的兩輪車。它的發明,是我國古代機械製造方麵的一項重大成就。可惜的是,馬鈞製作的指南車,既沒有實物保存和流傳下來,它的製造方法也沒有記載。
除了織綾機、龍骨水車和指南車,馬鈞還創製了一種能夠連續射出石頭的軍事器械,名叫“發石車”,也可稱之為射石機。
提到射石機,還得從諸葛亮發明的連弩說起。當時,魏國與蜀國之間經常發生戰爭。蜀國丞相諸葛亮創製了一種武器,利用機械力量連續發射箭矢,稱為“連弩”。據說每次能射出10枝箭,殺傷力強,對魏國將士的威脅很大。
馬鈞看到連弩後,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,而是創製了一種輪轉式射石機。原來有一種單發式射石機,每次隻能射出一塊石頭,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。
馬鈞經過研究後,將原來的射石機加以改製。他製作一個木輪,將幾十塊石頭掛在木輪上,利用機械力不斷地轉動木輪,然後割斷拴石頭的繩子,於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。
在製造射石機的過程中,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。
馬鈞在傳動機械方麵的研究,造詣是很深的,成績也是極其卓著的。“水轉百戲”的研製成功,也能說明這一點。
有一次,有人進獻給魏明帝一種木偶百戲,造型相當精美,可那些木偶隻能擺在那裏,不能動作,魏明帝覺得很遺憾。
魏明帝問馬鈞:“你能使這些木偶活動嗎?”
馬鈞肯定地回答道:“能!”
魏明帝遂命馬鈞加以改造。
沒有多久,馬鈞則成功地創造了“水轉百戲”。他用木頭製成原動輪,以水力推動,使其旋轉,通過傳動機構。
這樣,上層的所有陳設的木人都動起來了。有的擊鼓,有的吹簫,有的跳舞,有的耍劍,有的騎馬,有的在繩上倒立,還有百官行署,真是變化無窮。並且這些木人出入自由,動作極其複雜,巧妙程度使原來的百戲木偶無法比擬。
“水轉百戲”的研製成功,在我國古代木偶藝術中,應該說是非常卓越的創造。它雖然是供封建統治者玩樂的東西,但從另一方麵看,馬鈞已能熟練掌握和巧妙利用水利和機械方麵傳動的原理。
馬鈞在機械設計和製造方麵的才能當時就已聞名於天下,受到人民的欽佩。南朝史學家裴鬆之為《三國誌》作注時寫道:“時有扶風馬鈞,巧思絕世。”這是對馬鈞的恰當評價。
在中國古代科學技術史上,馬鈞是古代機械製造專家的傑出代表,他的功績和名字將永載史冊,為後人所銘記。
[旁注]
散花綾 綾,斜紋地上起斜紋花的我國傳統絲織物。是在綺的基礎上發展起來的。始產於漢代以前,盛於唐、宋。綾光滑柔軟,質地輕薄,用於書畫裝裱,製作襯衫、睡衣等。用作裝裱圖畫、書籍以及高級禮品盒等的稱裱畫綾。
黃帝 華夏始祖之一,人文初祖。本姓公孫,長居姬水,即今陝西武功漆水河,故改姓姬,居軒轅之丘,故號軒轅氏,出生、建都於有熊,故亦稱有熊氏,因有土德之瑞,故號黃帝。他以統一中華民族的偉績載入史冊。
蚩尤 上古時代九黎族部落酋長。在4600多年以前,黃帝戰勝炎帝後,在今河北省涿鹿縣境內,展開了與蚩尤部落的戰爭——涿鹿之戰,蚩尤戰死,東夷、九黎等部族融入了炎黃部族,形成了今天中華民族的最早主體。
周公 姓姬,名旦,又稱周公旦,也稱叔旦。周文王的兒子,周武王的弟弟,周成王的叔叔。諡“文公”。西周初期傑出的政治家、軍事家和思想家。周公思想對儒家的形成起了奠基性的作用,後代儒家常將周公、孔子並稱。
王楨 字伯善。生於元代東平,即今山東省東平。元代農學、農業機械學家。其所著《王禎農書》,總結了元朝以前農業生產實踐的經驗,全麵係統地解釋了廣義農業生產所包括的內容和範圍,在中國農學史上占有極其重要的地位。
裴鬆之 字世期,南朝宋河東聞喜,即今山西省聞喜人。後移居江南。著名史學家,為《三國誌注》作者。與裴駰、裴子野祖孫三代有史學三裴之稱。
魏明帝曹叡 (204年~239年),字元仲。曹操之孫。三國時期曹魏的第二位皇帝。能詩文,與曹操、曹丕並稱魏之“三祖”。在位時前期,成功防禦了吳、蜀的多次攻伐,平定鮮卑,攻滅公孫淵;而後期大興土木,臨終前托孤不當,導致後來朝政動蕩。
徐光啟 (1562年~1633年),字子先,號玄扈。明朝南直隸鬆江府上海縣人。明末科學家、農學家、政治家。諡號“文定”,贈太子太保、少保。科學研究範圍廣泛,以《農政全書》影響最大,被稱為中國古代農業的百科全書。
諸葛亮 (181年~234年),字孔明,號臥龍或伏龍。生於琅琊陽都,即今山東省臨沂市沂南縣。三國時期蜀漢丞相、傑出的政治家、軍事家、發明家、文學家。封武鄉侯、武興王,諡號“忠武侯”。後世極推諸葛亮為忠臣楷模,智慧化身。
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有一次,馬鈞和兩個官員在朝廷上爭論關於指南車的事。兩個官員說,古代根本沒有指南車,記載的是虛假的。
馬鈞說:“古代是有指南車的。我們沒有去想到它罷了”
兩人嘲笑他說:“您大名是鈞,大號是德衡。‘鈞’是陶器的模具,‘衡’是定東西輕重的,你現在這個‘衡’定不出輕重,還想做得出模具來嗎?”
馬鈞說:“講空話,瞎爭論,還不如試一試可以見效。”
後來,馬鈞就把指南車造成了。從此之後,天下人都佩服他的技術高明了。
煉丹家和醫藥學家葛洪
葛洪(284年~363年),字稚川,自號抱樸子。生於晉時丹陽郡句容,即今江蘇省句容縣。東晉時期著名的道教領袖,內擅丹道,外習醫術,研精道儒,學貫百家,思想淵深,著作弘富。
他在煉丹術和醫藥學上都有重要的成就,對後世的影響極為深遠。
葛洪的一生富有傳奇色彩。他出身江南士族。其祖在三國吳時,曆任禦史中丞、吏部尚書等要職,封壽縣侯。其父葛悌繼續仕吳。吳亡以後,葛悌遷邵陵太守,死於任上。
當時葛洪隻有13歲,其父去世,從此家道中落。但是他勤奮好學,想方設法去讀書,學習知識。他16歲開始讀《孝經》《論語》《詩》《易》等儒家經典,尤其喜歡神仙導養之法。自稱:少好方術,負步請問,不憚險遠。每以異聞,則以為喜。
西晉末年,流民領袖張昌在江夏起義,命人東占江州和揚州。江南世族、義軍大都督顧秘邀葛洪為將兵都尉,鎮壓起義。葛洪消滅了占據江、揚二州的勢力,但他不受封賞,赴洛陽搜書求學。適逢八王之亂,葛洪避亂南至廣州,羈留多年,後還鄉裏。
東晉建國後,以葛洪鎮壓起義有功,賜爵關內侯。後來有人推薦他做散騎常侍,又兼撰修國史,但葛洪還是固辭不就。
有一次,葛洪聽說扶南和越南南部出產丹砂,就申請到勾漏縣做縣令,因為勾漏縣地處廣西,那裏離丹砂產地比較近,後來經過廣州被朋友勸阻。從這以後,他入羅浮山修道煉丹、著述,直至謝世。
葛洪一生所留的著作很多,其中《抱樸子》是我國煉丹術史上一部極其重要的著作。書中詳細記載了多種煉丹典籍和方法,並記有多種化學反應,其中很多發明堪稱世界第一,是我國對世界化學非常大的貢獻。可以這樣講,我國古代的煉金術,相當於今天的化學家。
《抱樸子》全書分成內外兩篇。內篇20卷,屬道家,論述戰國以來道教仙家的理論、養生之術、方藥及道家煉丹的方法與心得,是我國現存早期較完整的一部道教理論與煉丹術經典著作。外篇共50卷,則屬儒家之言,為政論性著作,論人間得失及世事處理的道理。
葛洪《抱樸子》內篇的內容較東漢魏伯陽著的煉丹術著作《參同契》更加詳細,化學知識豐富,文字也較為淺顯易懂。
《抱樸子》內篇中的《金丹》和《黃白》3篇,係統地總結了晉以前的煉丹成就,具體地介紹了一些煉丹方法,記載了大量的古代丹經和丹法,勾畫了我國古代煉丹的曆史梗概,也為我們提供了原始實驗化學的珍貴資料,對隋唐煉丹術的發展具有重大影響,成為煉丹史上一位承前啟後的著名煉丹家。
葛洪對煉丹極為推崇,親身參與煉丹活動,積累了很多經驗。他對古代化學發展的貢獻也是多方麵的,比如單質砷的煉製等,而其創製的“餌雄黃”方,則成為唐代火藥發明的前身。
葛洪從事的煉丹活動,雖然其主要目的是為了煉製長生不老藥,但卻從客觀上促成了製藥化學的開端。他在無數試驗中,得到了一些新的發現,也擴大了化學藥物的應用範圍。
葛洪在煉製水銀的過程中,發現了化學反應的可逆性,他明確指出,對丹砂加熱,可以煉出水銀,而水銀和硫黃通過化合,又能變成丹砂。
他還指出,用四氧化鉛可以煉得鉛,鉛也能煉成四氧化鉛。在葛洪的著作中,還記載了雌黃和雄黃加熱後升華,直接成為結晶的現象。
葛洪的煉丹還對火藥的發明有重要貢獻。事實上,火藥作為國古代的四大發明之一,是我國古代煉丹家在煉丹過程中發明的,其曆程可謂艱辛,前後經曆了大約1300年漫長的曆史進程。