发明创造的故事:铜铁企业还是机械工业

马军,三国时期扶风(今陕西兴平县)人,生活在东汉末年。生卒年月不详。他是中国古代的机械大师。他的许多发明对当时生产力的发展起到了相当大的作用。由于他在传动机械方面的造诣很深,当时人们对他评价很高,称他为“世界之名”。

马军从小口吃,不善言谈。

但他很喜欢思考,善于思考,同时注重实践,做事勤快,特别喜欢研究力学问题。马军早年生活贫困,长期生活在农村。他比较关注生产工具的改革,做出了突出的贡献。

一种新型斜纹织机的诞生

中国是世界上最早生产丝绸产品的国家。但是那时候生产效率还是很低的。我国劳动人民在生产实践中逐渐发明了简单的斜纹织机。这种丝织机有120个跑步机。人们用跑步机来管理它。织一条花丝大概需要两个月。后来这种斜纹织布机简化了很多次。但是到了三国,50经的织布机还是50聂,60经的织布机是60聂,非常笨拙。马军看到工人们累得浑身是汗,生产效率很低,就下定决心改进织布机,以减轻工人的劳动。于是,他深入生产过程,对旧式斜纹织机进行了认真研究,重新设计了一种新式斜纹织机。新型斜纹织机简化了踏板,改造了运动部件(即开口运动部件)。马军把原来的斜纹织布机从50经改为60经改为12经。经过这种改进,新的提花织机不仅更精巧、更简单、更适用,而且生产效率比原来提高了四五倍。织出的提花提花锦缎花纹奇特,花样繁多,受到了广大丝织工人的欢迎。新式丝织机的诞生是马钧一生中最早的贡献,大大加快了中国古代丝织业的发展速度,奠定了中国家庭手工业织布机的基础。

龙骨水车的创造

在实现用电抽水灌溉农田之前,我国许多地区广泛使用龙骨水车。也称为翻车。它利用齿轮原理抽水,非常好用。水车在中国的应用有着悠久的历史。大约东汉时期,翻车出现了。据古籍记载,东汉末年有一个叫毕兰的人做过翻车,但当时的翻车还比较粗糙,大概应该说是我国农村普遍使用的龙骨水车的前身。直到三国时期,机械发明家马俊重新发明创造了一种新型的翻车机,使其得到了广泛的应用,从而形成了从东汉到三国时期翻车机的正式出现。

马俊在魏国做小官,经常住在都城洛阳。当时洛阳有一个很大的坡地,非常适合种菜。人们想把这块土地开辟成菜园,但不幸的是,它被闲置了,因为无法给土地浇水。马军一看,下定决心解决灌溉困难。于是他又机械地用脑了。经过反复研究和实验,他终于创造了一个翻车,把河里的水引上了坡,实现了人们多年的愿望,而马军创造的这个翻车“比平时熟练百倍”,而且用时极轻,连小孩子都能翻。它不仅能提水,还能在下雨和洪水时排水。可见进步很多,效率高。这种翻车机是当时世界上最先进的生产工具之一。此后在中国农村世代使用,一直发挥着巨大的作用,直到用电动机械提水。

指南针车的复制

指南针是辨别方向的工具。我们的祖先很早就发明了指南针。根据中国古代历史上的传说,4000多年前,黄帝与蚩尤作战,蚩尤制造了一场迷雾,使他的军队不被打败,使黄帝的军队迷失了方向。后来黄帝做了指南针辨别方向,终于打败了蚩尤。也有人说,3000年前,遥远的尚月家族(在今天的越南)派遣特使到周朝,并迷失了方向。周公于是做了一个指南针作为礼物,作为指点的工具。虽然这些故事都是传说,尤其是蚩尤之雾,更是神话,但是中国的南导车的发明真的是非常久远的事情了。东汉时期,大科学家张衡利用纯机械结构创造了指南针。不幸的是,张衡制作指南针的方法失传了。

到了三国时期,人们只从传说中知道了南导车,却没有人见过它的样子。当时魏国官员马俊对传说中的指南针很感兴趣,决心重建。然而,一些保守的人在知道马军的决心时持怀疑态度,他们不相信马跃能够建立一个指南针。有一天,在面前,一些官员就南罗盘和马军展开了激烈的争论,的常骑高说:“据说古代有指南车,但文献不足,不足为凭。只是随口一说。”小七将军秦朗附和说:“古代传说不可信,孔子不相信三代以上的事情。恐怕不可能有什么向导。”马伟说;“依我愚见,过去很可能有一辆指南车。问题是后人没有认真研究过。就原理而言,造指南车并不是什么了不起的事情。”高听了这话以后轻蔑地一笑。秦朗更加摇头。他嘲讽马钧说:“你丈夫姓钧,字德恒。君是器具的型号,秤可以决定物品的重量。如果重量没有一定的标准,可以做个模型吗?”马军道:“空谈有什么用?让我们试一试,然后就知道了。”后来,他们一起去见魏明帝(曹睿),明帝命令马俊做一个指南针。在没有数据和模型的情况下,马军进行了艰苦的研究和反复的实验。没过多久,他终于利用差速齿轮的结构原理,做出了南导车。事实胜于雄辩,马军用实际成绩成功结束了这场争论。马军的向导车,无论战车如何转弯,总是由上面木头人的手指引导,引起满清大臣们的敬佩。此后,“世界巧妙地为它服务”。这充分体现了马军肯努力学习、敢想、敢说、敢干的精神。

《水变百戏》研发成功。

马骏对传动机械的研究是深厚的,成就也是极为突出的。《水转百戏》的成功开发足以说明这一点。

有一次,有人送给魏明帝一个木偶秀,造型相当精致,但是木偶只能放在那里,不能动。明帝感到非常抱歉。明帝问马军:“你能让这些木偶动起来吗?”马军肯定地回答:“是的!”明帝命令马军对其进行改革。没过多久,马俊就成功创作了《水转百戏》。他用木头做了最初的轮子,由水驱动使其旋转,这样上层的所有木制人物都动了起来。有的敲鼓,有的吹笛,有的跳舞,有的玩剑,有的骑马,有的倒挂在绳索上,还有官员的办公室。真的是没完没了。而且这些木质人偶进出自如,动作极其复杂巧妙,是原来的木偶戏无法比拟的。“水变百戏”的研制成功,应该说是中国古代木偶艺术中非常杰出的创造,虽然是封建统治者玩弄的东西,但另一方面,马俊掌握并熟练运用了水利原理和机械传动原理。

军事机械发明

因为马军掌握了军事原理,在军事武器制造上也有很多发明。从历史文献可以证明,他对兵器科学的精深研究,足以与同时代的军事学家诸葛亮相提并论。

当时,魏国和蜀国经常打仗。蜀中的大军事家诸葛亮,在开始北伐的时候,曾经发明了一种远程装置——连弩,可以连发箭。它一次可以射出几十支箭,非常厉害。魏军在战场上惊讶的发现。当时年纪大的马军看到弩,觉得很不错。他说:“这是一个巧合,但仍然有一些缺点。如果我们再改进一下,功率可以提高5倍。”于是,他改进了弩,效果很好。

此外,梅奥在战斗中使用的原始投石车的基础上,重新设计了一种新的攻城武器——旋转式投石车。原来的石头车就像一个大秤砣,一头挂着一个水桶,里面装满了大大小小的石头,另一头挂着许多绳子。战斗中,战士们一起拉动一端的绳子,另一端的石头迅速翘起,这样石头就被甩出去攻击敌人了。这种送石车有很多缺点。每次推出都需要一段时间,效果不大。马军的新型旋转送石车克服了这些缺点。它用一个木轮把石头挂在木轮上。这样,当安装机械带动车轮快速转动时,大石块就可以接连发射出去,使敌人来不及防御。马军曾经用轮子做过实验,几百步(每步约1.45米)就能射出几十块砖,在当时是相当厉害的。

马军在手工业、农业、军事等方面有许多发明。他是三国时期最好的机械制造商。即使在中国古代几千年的历史中,他也是凤毛麟角,被称为一代机械大师。当时有个叫傅玄的文学家,曾称赞他说:“马先生,天下之名,别出心裁。”但由于封建统治阶级的腐败和衰败,马谡的很多发明都没有受到重视。他的一生,从青年到老年,一直是失意的。虽然曾经做过官,但工作还是受到阻挠和鄙视,技能也一直没有顺利发展。虽然文学家傅玄在《魏安乡侯与侯》中多次推荐他,但并不被重视。傅玄深有感触地说:“马先生的聪明虽然比不上古代的鲁班、近代的翟墨、张衡,但张衡、马军能像翟墨那样用得上,却不能发挥他们的长命,这才是最可悲的。”傅玄的话道出了封建社会埋没了很多发明家的事实。

虽然马军对人类的贡献不被封建贵族所重视,但他的发明却受到劳动人民的欢迎。千百年来,他的功绩和美名一直为劳动人民所称道。