科技手抄報相關(guān)資料:古代科技之爭巧斗奇的手工業(yè)
魏晉南北朝時期的手工業(yè),是又一個“亂世出英豪”的領(lǐng)域。
這時期在冶鐵業(yè)創(chuàng)造出了灌鋼法,在陶瓷業(yè)青、白兩個體系的瓷器更為成熟,在紡織業(yè)織錦與刺繡發(fā)展迅速,在建筑業(yè)出現(xiàn)了前所未有的佛教建筑棗寺院、寺塔與石窟(特別是石窟,更是宗教建筑與藝術(shù)的成功結(jié)合,其數(shù)量與藝術(shù)質(zhì)量都遠遠超過了佛教的故鄉(xiāng)印度)。
然而,這個時期最為耀眼的景觀,卻是出現(xiàn)在機械制造業(yè)。一時間里,能工巧匠競相涌現(xiàn),奇思異想爭相斗艷,成為當時最為燦爛的一道風景線,也成為古代中國機械制造史上最為輝煌的一個時期。
您還記得我們在第一章第一部分中為您介紹的上古時期的發(fā)明大王“垂”嗎?
馬鈞就是繼垂之后的又一位絕代名匠、機械大師。
馬鈞,字德衡,三國時期魏國扶風(今陜西興平)人。幼年時期的馬鈞,恐怕很少有人會夸他聰明的,因為他從小就口吃。出身貧寒的家庭,居住在窮鄉(xiāng)僻壤,使他沒有機會接受很正規(guī)、很系統(tǒng)的教育。然而,這位沉默寡言、毫不引人注目的馬鈞,卻有著善于動腦、勤于動手的優(yōu)秀品質(zhì),加之他長期生長生活在民眾中,使他有機會接觸到實際的機械用品,這為他日后進行技術(shù)革新與創(chuàng)造打下了基礎(chǔ)。
馬鈞生活的時代,正是曹操統(tǒng)一北方以后,倡導(dǎo)屯田,獎勵農(nóng)耕,興修水利,發(fā)展生產(chǎn),以圖統(tǒng)一全國的時期,這為馬鈞的機械改革與制造提供了較好的客觀條件。
馬鈞最先改革的,是絲織所用的織綾機。
當時所用的織綾機,是西漢陳寶光的妻子創(chuàng)制的一種提花織機,大約60天能織一匹散花綾。一匹散花綾的價值,在當時能賣到“萬錢”,可見這部織機還是較為先進的。
但馬鈞對這部織機的工作效率與操作的復(fù)雜費力仍不滿意,他仔細研究了這部織機后,反復(fù)進行改進,最后取得了成功。
原來的織機是“五十綜者五十躡”或“六十綜者六十躡”,馬鈞把它們都改成為十二躡,這樣不僅大大節(jié)省了勞動力,而且提高了生產(chǎn)效率(效率一下子提高了幾倍),并且織出的圖案有了更多的變化,質(zhì)量也有明顯的提高。
在初試一舉成功以后,馬鈞信心大增,開始了新的進軍。
當時農(nóng)村的提水灌溉工具,主要是桔槔與轆轤。但這兩種工具的效率都較低,一般的生活生產(chǎn)用水還能應(yīng)付,一旦大量的灌溉乃至抗旱所用就明顯不行了。
馬鈞在研究了所有的灌溉工具之后,感到都無法使它們大幅度地提高工作效率,于是決定創(chuàng)制一種新的高效率的提水灌溉機械。這次,他又取得了成功,創(chuàng)造出了一種嶄新的灌溉機械棗翻車。
翻車,就是俗名所說的水車,又稱龍骨水車、踏車水龍、水蜈蚣等。馬鈞當時所發(fā)明的翻車,由于沒有具體的記載流傳下來,所以具體的構(gòu)造今天不得而知了。后來元代王禎的《農(nóng)書》等對翻車開始作具體的記載,人們才了解了它的具體結(jié)構(gòu)。這種翻車在我國農(nóng)村一直使用到當代,也沒有什么大的改變,可以推想馬鈞所創(chuàng)制的翻車也應(yīng)該不會有什么大的不同。
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這種翻車大體可以分為二個大的部分:一部分是樹立在河岸邊上的門架,中間橫有扶桿,下部橫設(shè)轉(zhuǎn)軸,軸的中心有齒輪,齒輪兩側(cè)裝有踏板。另一部分是木制的長槽,槽中間是回形的龍骨(木鏈條)串板。長槽一頭放入河水中,一頭靠在岸上。龍骨串板一頭繞在橫軸的齒輪上,一頭繞在水中的長槽頭上。這樣,人一踩動踏板,橫軸就帶動龍骨串板運動起來,將河水連續(xù)不斷地提升到岸上來。
這種看似有些土氣的翻車,在當時卻是世界上最先進的提水灌溉工具。后來又出現(xiàn)了畜力翻車與風力翻車、水力翻車,并一直使用到當代才為抽水機所替代,足見馬鈞這項發(fā)明所具有的實用價值與漫長的生命力。
指南車,相傳是我國西漢時期發(fā)明的機械定向車。據(jù)稱不管車輛怎么行走,車上站立著的一個木人,它的手臂總是指向南方。
但這種指南車后來失傳了,到了馬鈞的時代,只有一些傳說而已。于是,相信的人也有,懷疑的人也有。
魏明帝時,馬鈞已經(jīng)在朝廷中擔任了給事中的官員。事有湊巧,一天,馬鈞與一些官員正好談起指南車的問題。當時的散騎常侍高堂隆和驍騎將軍秦朗都不相信古代真有什么指南車,馬鈞則表示不能這么說。于是,高、秦兩人對馬鈞進行了一番人身攻擊,說他連說話的輕重都分不清,還談什么制造。馬鈞對此侮辱并不屈服,當即表示要重制指南車。結(jié)果,魏明帝也知道了這件事,就正式下令馬鈞重新造車。
馬鈞在沒有什么重要資料可借鑒參考的情況下,經(jīng)過刻苦的鉆研與工匠們的群策群力,終于復(fù)制成了久已失傳的指南車。這一下,整個天下都“服其巧矣”,高、秦兩人也同樣只能折服。
但當時對指南車真正重視的人并不多,所以這臺車子不久又失傳了,而且又一次沒有將具體的結(jié)構(gòu)記錄下來。
在馬鈞之后,復(fù)制指南車的人不少,如祖沖之等人,他們都取得了成功,但卻一次又一次地沒有將具體的結(jié)構(gòu)記錄下來。一直到宋代的燕肅和吳德仁復(fù)制成功后,才在《宋史》中對它的結(jié)構(gòu)有了記載。但這是否與以前的結(jié)構(gòu)都一樣,就不能肯定了。20世紀50年代,中國歷史博物館也曾復(fù)制成功了指南車,可以給現(xiàn)代的人們以更直觀、更形象的了解。