马钧

更新时间:2024-06-29 13:59

马钧(生卒年不详),字德衡,三国时期曹魏发明家。扶风(今陕西兴平市)人,是中国古代科技史上最负盛名的机械发明家之一。

人物介绍

马钧,字德衡,三国时期魏国扶风(今陕西省兴平市)人,生卒年代不详。

出身贫寒。他是中国古代的机械大师。他的不少发明创造对当时生产力的发展起了相当大的作用。因为他在传动机械方面有很深的造诣,所以当时人们对他的评价很高,称他为“天下之名巧”。马钧从小口吃,不善言谈。但是他很喜欢思索,善于动脑,同时注重实践,勤于动手,尤其喜欢钻研机械方面的问题。马钧早年生活比较贫困,长时间住在乡间,比较关心生产工具的改革,并且作出了突出贡献。

马钧少年游乐,未认识到自己的才华。当博士时,生活贫困,于是改进绫机,并因此而出名。后来,在魏朝担任给事中,同时研制机械。他虽然一生不大得志,但刻苦钻研,设计制造出多种机械。魏明帝时,见当时织机五十条经线者有五十蹑(脚踏操纵板),六十条经线者六十蹑,便将织机一律改为十二蹑,大大提高了功效。在洛阳时,又发明了排灌水车,名叫“翻车”,它利用人力可以将水由低处提到高处。他还研究制造出指南车,改进了诸葛亮连弩,改进了攻城用的发石车。他制造的“水转百戏”以水为动力,以机械木轮为传动装置,使木偶可以自动表演,构思十分巧妙。

生平记事

马钧,魏给事省中。少而游豫,不自知其为巧也。当此之时,言不及巧,焉可以言知乎?为博士居贫,乃思绫机之变,不言而世人知其巧矣。钧为给事中,与常侍高堂隆骁骑将军秦朗争论於朝,言及指南车,二子谓古无指南车,记言之虚也。於是二子遂以白明帝,诏钧作之,而指南车成。钧见诸葛亮连弩,曰:‘巧则巧矣,未尽善也。’言作之可令加五倍。又患发石车,有裴秀者,上国之士也,精通见理,闻而哂之。乃难钧,钧口屈不对。裴子自以为难得其要,言之不已。傅玄驳之。安乡曹羲与秀同,后服钧,告武安侯曹爽,武安侯忽之,不果试也。

人物影响

新式织绫机

绫是一种表面光洁的提花丝织品。中国是世界上生产丝织品最早的国家。可那时所以生产效率还很低。中国劳动人民才在生产实践中逐步发明了简单的织绫机。这种织绫机有一百二十个蹑(踏具),人们用脚踏蹑管理它,织一匹花绫得用两个月左右的时间。后来,这种织绫机虽经多次简化。可到三国时,仍然是五十根经线的织绫机五十蹑,六十根经线的织统机六十蹑,非常笨拙。马钧看到工人在这种织绫机上操作,累得满身流汗,生产效率很低,就下决心改良这种织绫机,以减轻工人的劳动。于是,他深入到生产过程中,对旧式织绫机进行了认真研究,重新设计了一种新式织绫机。新织绫机简化了踏具,改造了桄运动机件(即开口运动机件)。原来的织绫机五十根经线的五十蹑,六十根经线的六十蹑,综控制着经线的分组、上下开合,以便梭子来回穿织;蹑是踏具。马钧统统将其改成十二蹑。经过这样一改进,新织绫机不仅更精致,更简单适用,而且生产效率也比原来的提高了四、五倍,织出的提花绫锦,花纹图案奇特,花型变化多端,受到了广大丝织工人的欢迎。新织绫机的诞生,是马钧一生中最早的贡献,它大大加快了中国古代丝织工业的发展速度,并为中国家庭手工业织布机奠定了基础。

指南车

指南车是一种辨别方向的工具。我们的祖先很早就创造了指南车。据中国古史上传说,4000多年前,黄帝和蚩尤作战,蚩尤为使自己的军队不被打败,便作雾气,使黄帝的军队迷失了方向。后来,黄帝制造 了指南车,靠指南车辨别了方向,终于打败了蚩尤。

又传说3000年前,远方的越裳氏(在今越南)派使臣到周朝,迷失了回去的路线,周公遂制造指南车相赠,以作为指向工具。这些故事,虽然是传说,特别是蚩尤作雾,更是一种神话,但是中国指南车的发明,实在是极为久远的事情。东汉时期,伟大的科学家张衡就曾利用纯机械的结构,创造了指南车,可惜张衡造指南车的方法失传了。

到三国时期,人们只从传说上了解到指南车,但谁也没见过指南车是啥模样。当时,在魏国给事中官的马钧对传说中的指南车极有兴趣,决心要把它重造出来。然而,一些思想保守的人知道马钧的决心后,都持怀疑态度,不相信马钧能造出指南车。有一天,在魏明帝面前,一些官员就指南车和马钧展开了激烈的争论。散骑常侍高堂隆指南车骁骑将军孔夫子秦朗明帝(曹叡),明帝遂令马钧制造指南车。马钧在没有资料,没有模型的情况下,苦钻苦研,反复实验,没过多久,终于运用差动齿轮构造原理

龙骨水车

在以前中国许多地区都广泛使用着一种龙骨水车。也叫翻车。它应用齿轮的原理使其汲水,很是好用。中国应用水车有着悠久的历史。大约在东汉时期,翻车就出现了,据古籍记载,东汉末年有个叫毕岚的人曾有翻车的制造,但那时的翻车还比较粗糙,大抵应该说是中国乡村历代通用的龙骨水车的前身。直到三国时期,机械发明家马钧重新发明创造了一种新式翻车,才使得翻车广泛推广应用,从而形成了从东汉到三国翻车的正式产生。

据《后汉书·张让传》记载,东汉中平三年(公元186年),毕岚曾制造翻车,用于取河水洒路。马钧在京城洛阳任职时,城内有地,可辟为园。为了能灌溉,他制造了翻车(即龙骨水车)。清代麟庆所著的《河工器具图说》记载了翻车的构造:车身用三块板拼成矩形长槽,槽两端各架一链轮,以龙骨叶板作链条,穿过长槽;车身斜置在水边,下链轮和长槽的一部分浸入水中,在岸上的链轮为主动轮;主动轮的轴较长,两端各带拐木四根;人靠在架上,踏动拐木,驱动上链轮,叶板沿槽刮水上升,到槽端将水排出,再沿长槽上方返回水中。如此循环,连续把水送到岸上。马钧所制的翻车,轻快省力,可让儿童运转,“其巧百倍于常”,即比当时其他提水工具强好多倍,因此,受到社会上的欢迎,被广泛应用。直到20世纪,中国有些地区仍使用翻车提水

马钧当时在魏国作一个小官,经常住在京城洛阳,当时在洛阳城里,有一大块坡地非常适合种蔬菜,老百姓很想把这块土地开辟成菜园,可惜因无法引水浇地,一直空闲着。马钧看到后,就下决心要解决灌溉上的困难。于是他又在机械上动脑筋。经过反复研究、试验,他终于创造出一种翻车,把河里的水引上了土坡雨涝的时候向外排水。可见进步之多,功效之高。这种翻车,是当时世界上最先进的生产工具之一,从那时起,一直被中国乡村历代所沿用,直至实现电动机械提水以前,它一直发挥着巨大的作用。

水转百戏

马钧在传动机械百戏

传动机构木偶艺术中,应该说是非常卓越的创造。它虽然是供封建统治者玩乐的东西,但从另一方面看,马钧已能熟练掌握和巧妙利用水利和机械方面传动的原理。

军事发明

由于马钧掌握了军事原理,因而他在军事上兵器制造方面也有不少发明创造。从历史文献当中可以证明,他在兵器学方面的精深研究,足以和同时代的军事学家诸葛亮相比。

那时候,魏国和蜀国经常打仗。蜀国大军事家诸葛亮在出师北伐时,曾发明了一种可以把箭接连发射出去的连发射远器--连弩

汉末时官渡之战曹操曾使用“发石车”攻击袁绍的阵地,但只能单发,效率不高。马钧担心敌方在城楼上挂起湿牛皮,就能挡住发石车抛出的石头。马钧在原来作战用的发石车的基础上,重新设计出了一种新式的攻城武器——轮转式发石车。原来的发石车,象个大天平,一头挂着一个斗,斗里装满大小石头,另一头挂着许多根绳子,作战时,兵士们一齐用力拉绳子这头,装石头那头就飞快地翘起来,这样,石头就被抛出去打击敌人。这种发石车缺点很多,每发射一次,都要花费一些时间,而且效果不大。马钧设计的新式轮转式发石车,则克服了这些缺点。它是利用一个木轮子,把石头挂在木轮上,这样,装上机械带动轮子飞快地转动,就可以把大石头接连不断地发射出去,使敌方来不及防御。马钧曾用车轮子来做试验,可以连续把几十块砖瓦射出几百步远(一步约合1.45米),这在当时说来,威力是相当大的。

然而,这种设计却遭到地图学家裴秀的讥笑和发难,但得到文学家傅玄的理解和支持。傅玄对安乡曹羲说,马先生要制造的是国家之精器、军队之要用,只要费一点木材,用两个人,就能制造,不妨试验一下,免得埋没有用的东西。曹羲接受了这个建议,并把情况转告给武安侯曹爽。但曹爽未予理睬。对此,傅玄感慨地说,试验一下,本来是极易办到的事,马先生是有名的巧人,尚且不受重视,何况那些怀才的无名之辈呢?

马钧善于巧思,注重实践,对技术问题有自信心,但不擅长辞令。

马钧在手工业、农业、军事等方面有很多发明创造,是三国时代最优秀的机械制造统治阶级腐败没落,马钧的许多发明创造没有得到重视。他的一生,从少年到老年,一直不得志,虽然他曾作过给事中官,但他的工作仍然受到阻挠和蔑视,技巧一直未得到顺利发展的机会。尽管文学家傅玄曾几次在魏国贵族安乡侯曹羲、武安侯曹爽鲁班)、墨翟,以及汉代的张衡傅玄的话道出了在封建社会里多少发明家被埋没了的事实。

马钧对中国的贡献,虽然没有被封建贵族所重视,但他的发明创造却得到了广大劳动人民的欢迎,一千多年来,他的功绩和美名一直被劳动人民所传颂。

马钧传

【原文】马先生钧,字德衡,天下之名巧也。少而游豫,不自知其为巧也。当此之时,言不及巧,焉可以言知乎?

【译文】马钧先生,字德衡,是天下闻名的技术高超的人。他年轻时过着游乐的生活,自己不知道有技术。在这时候,他从不对人家谈到技术,又怎么谈得上有人知道他呢?

【原文】为博士,居贫,乃思绫机之变,不言而世人知其巧矣。旧绫机五十综者五十蹑,六十综者六十蹑,先生患其丧功费日,乃皆易以十二蹑。其奇文异变因感而作者,犹自然之成形,阴阳之无穷。此轮扁之对,不可以言言者,又焉可以言校也?

【译文】他当了博士,生活贫困,就想改进织绫机,不用说什么人们就知道他技术巧妙了。旧式的织绫机,五十综(综:织绫机上经线的分组)的用五十个蹑(蹑:织绫机上的踏具),六十综的用六十个蹑,马先生认为这样的设计费力费时,于是他改进机械,全都改用十二个蹑。改进以后,可以随心所欲织出各种奇妙的花纹,织成后看上去象是天然形成的一样,又象阴阳二气反复变化无穷。这正象制造轮子的工人(轮扁:古代制造轮子的工人)回答别人的询问:那巧妙的地方是没法用言语说明的,又怎么能用言语去检验它呢?

【原文】先生为给事中,与常侍高堂隆、骁骑将军秦朗争论于朝,言及指南车。二子谓古无指南车,记言之虚也。先生曰:“古有之。未之思耳,夫何远之有?”二子哂之曰:“先生名钧,字德衡,钧者器之模,而衡者所以定物主轻重,轻重无准而莫不模哉!”先生曰:“虚争空言,不如试之易效也。”于是二子遂以白明帝,诏先生作之,而指南车成。此一异也,又不可以言者也。从是,天下服其巧矣。

【译文】先生任给事中官职时,有一次,和散骑常侍高堂隆、骁骑将军秦朗在朝廷上争论关于指南车的事。他两个说,古代根本没有指南车,记载上的说法是虚假的。先生说:“古代是有指南车的。我们没有去想到它罢了,哪是什么遥远的事呢!”两人嘲笑他说:“先生大名是钧,大号是德衡。‘钧’是陶器的模具,‘衡’是定东西轻重的,你现在这个‘衡’定不出轻重,还想做得出模具来吗!”。先生说:“讲空话,瞎争论,还不如试一试可以见效。”于是两人把这事报告明帝,明帝下令要先生把它制作出来,后来,他就把指南车造成了。这是一件奇妙的事情,又是没法用言语说清楚的。从此之后,天下人都佩服他的技术高明了。

【原文】居京师,都城内有地可以为园,患无水以溉。先生乃作翻车,令童儿转之,而灌水自覆,更入更出,其功百倍于常。此二异也。

【译文】他住在京师,城里有地可以种植菜蔬,但愁的是近旁没有水可以灌溉。先生就制作了翻车,叫年轻人(童儿:年轻人)转动它,汲来的可以自行倒出流到地里,翻车里外转动,效率大大超过平常水车。这是第二件奇妙的事情。

【原文】其后有人上百戏者,能设而不能动也。帝以问先生:“可动否?”对曰:“可动。”帝曰:“其巧可益否?”对曰:“可益。”受诏作之。以大木雕构,使其形若轮,平地施之,潜以水发焉。设为女乐舞象,至令木人击鼓吹箫;作山岳,使木人跳丸、掷剑,缘垣、倒立,出入自在,百官行署,春磨、斗鸡,变化百端。此三异也。

【译文】后来有人进贡一套杂技模型,只能作摆设不能活动。皇帝问先生:“你能使得它们动起来吗?”回答说:“可以活动。”皇帝说:“可以做得更巧妙些吗?”回答说:“可以更好。”于是他就接受皇命制作了。他用大木头又雕又削,做成轮子的形状,放在地上,下面设机关用水力发动。上面制作了女子奏乐舞蹈的偶像,还有木偶打鼓、吹箫、叠罗汉,还可以使木偶丢木球、掷剑、走绳索、翻筋斗,动作灵活,还有木偶坐堂审案,舂米磨面、斗鸡等各种各样的动作。这是第三件奇妙的制作。

【原文】先生见诸葛亮连弩,曰:“巧则巧矣,未尽善也”言作之可令加五倍。又患发石车,敌人于楼边悬湿牛皮,中之则堕,石不能连属而至。欲作一轮,悬大石数十,以机鼓轮,为常则以断悬石,飞击敌城,使首尾电至。尝试以车轮悬瓴甓数十,飞之数百步矣。

【译文】先生看到诸葛亮设计的连弩,说:“这东西巧是很巧,但还不顶完善。”他说,他可以做出一种连弩,发箭的效率能增加五倍。又认为发石车效果差,如果敌人在城楼边挂起湿牛皮,发过去的石子碰上牛皮就滑落下来,发石车又不能连续发射。他想制作一种轮子,挂上几十块大石头,用机械转动轮子,轮上悬石的绳子按一定节奏断掉,石子抛射到敌人城楼,可以迅速地接连抛射。他曾经试验用个车轮挂上几十块砖头瓦块,可以抛射到几百步远的地方去。

【原文】有裴子者,上国之士也,精通见理,闻而哂之。乃难先生,先生口屈不能对,裴子自以为难得其要,言之不已。傅子谓裴子曰:“子所长者言也,所短者巧也。马氏所长者巧也,所短者言也。以子所长,击彼所短,则不得不屈;以子所短,难彼所长,则必有所不解者矣。夫巧者,天下之微事也,有所不解而难之不已,其相击刺,必已远矣。心乖于内,口屈于外,此马氏之所以不对也。”

【译文】有位裴先生,是京师的著名人士,见识精深,听到先生的事情,就讥笑他。他去到先生那里和先生辩论,先生被他说得没法应对。裴先生自以为击中先生要害,不停地滔滔议论。傅先生对裴先生说:“您的长处是会讲话,短处是没有巧思。马先生的长处是有巧思,短处是不会讲话。用您的长处,攻他的短处,当然他不能不屈服了;但如果用你的短处,去较量他的长处,那您一定有许多不理解的地方。机巧之类,是天下极微妙精深的事情,您并不理解还要不停攻击,那攻击的内容,一定离题万里了。他内心并不同意您,但嘴上又说不过,这就是马先生不再应对你的责难的原因了。

【原文】傅子见安乡侯,言及裴子之论,安乡侯又与裴子同。傅子曰:“圣人具体备物,取人不以一揆也。有以神取之者,有以言取之者,有以事取之者。有以神取之者,不言而诚心先达,德行颜渊之伦是也。以言取之者,以变辩是非,言语宰我、子贡是也。以事取之者,着政事冉有季路,文学子游子夏。旦圣人之明尽物,如有所用,必有所试。然则试冉、季以政,试游、夏以学矣。游、夏犹然,况自此而降者乎?何者?悬言物理,不可以言尽也;施之于事,言之难尽,而试之易知也。今若马氏所欲作者,国之精器、军之要用也。费十寻之木,劳二人之力,不经时而是非定。难试易验之事,而轻以言抑人异能,此犹以己智任天下之事,不易其道以御难尽之物,此所以多废也。马氏所作,因变而得,是则初所言者不皆是矣。其不皆是,因不用之,是不世之巧无由出也。夫同情者相妒,同事者相害,中人所不能免也。故君子不以人害人,必以考试为衡石,废衡石而不用,此美玉所以见诬为石,荆和所以抱璞而哭之也。

【译文】傅先生去见安乡侯,谈到裴先生和马先生说的一套话,安乡侯的看法和裴先生一样。傅先生说:“圣人一身之中,具有各种才能德行,他选取人才并不局限于一个方面。有的以品德方面选取,有的从口才方面选取,有的从能力方面选取。从品德方面选取的人,不听他的言论就能看出他的诚心诚意,象德行类的颜渊等人就是。从口才方面选取的,能明辨是非、有机变,言语类的宰我、子贡等人就是。从能力方面选取的,如政治上有能力的冉有、季路,文学上有能力的子游、子夏。即使圣人有理解一切的明智,但要选用人材,就一定要先加以考验。因此,他就考验了冉有、季路的政治才能,考验了子游、子夏的文学才能。对这些人尚且如此,何况不如他们的人呢!为什么这样?空谈理论,有很多事情是无法讲得清楚的,如果加以实践,讲不清楚的地方,一考验就容易得到证明了。马先生所要制作的,是国家精密的器械,军事上重要的战具,化费十丈木材,用去两个人的劳力,不需多少时间,就可知道是错是对。去责难那种很容易考验出结果的事情,随便用言语去压抑别人的才能,这犹如用自己的老一套去做天下的事,用不变的方法看待层出不穷的新事物,事情当然就办不好了。马先生所制作的,都是创新的东西,因此他开头的所说所为,不会马上就正确,为了他有时会有错误,就不去支持他、任用他,那末杰出的奇才就无从产生了。同时爱一个人的人们相互妒忌,同类工作的人互相诽谤,一般人都不能避免。所以君子不因为个人的私心去伤害别人的事业,一定要以实际考验来作标准。丢开实际考验这个标准不用,这就是为什么明明是块美玉为什么会被诬说是石头,卞和要抱着玉璞痛哭了。

【原文】于是安乡侯悟,遂言之武安侯;武安侯忽之,不果试也。又马氏之巧名已定,此既易试之事,犹忽而不察,况幽深之才,无名之璞乎?后之君子,其鉴之哉!

【译文】安乡侯听了,就明白了,他就把这享告诉了武安侯。武安侯并不重视,也不去考验马先生的制作。马先生的特异才能已经为大众公认。这种很容易考验效果的事情,还忽略而不去考查,何况那些被埋没的人才,不出名的玉璞呢?后世的君子,要以此作为教训啊!

【原文】马先生之巧,虽古公输般、墨翟、王尔,近汉世张平子,不能过也。公输般、墨翟皆见用于时,乃有益于世。平子虽为侍中,吗先生虽给事省中,俱不典工官,巧无益于世,用人不当其才,闻贤不试以事,良可恨也。

【译文】马先生技术的巧妙,就是古代的公输般、墨翟、王尔,近代汉朝的张衡,都不能超过他。公输般、墨翟都在当时受过重用,所以他们的技术对国家有用处。张衡虽做侍中,马先生虽做给事中,但他们的官职都不是工程一类的,技术的巧妙不能贡献给国家。用人不用他的专门才能,知道有才能又不让他去实践,这实在是可惜之至了。

【原文】裴子者,裴秀。安乡侯者,曹羲也。武乡侯者,曹爽也。

【译文】裴先生,是裴秀。安乡侯,就是曹羲。武乡侯,就是曹爽。

马钧传》,选自裴松之注《三国志-杜夔传》的注文。傅玄(217-278),字休奕,泥阳(今陕西耀县东南)人,三国魏末到晋初时的思想家。曾撰又《傅子》一书,现已失传。《马钧传》所记述的马钧,是三国时魏国人,中国古代有名的科学家,擅长发明创造和革新机械。

文献

原始文献

[1](晋)傅玄:马先生传,见《全上古三代秦汉三国六朝文·全晋文》卷五

十,中华书局,1958。

[2](南朝)裴松之引注:马钧,见《三国志·魏书》卷二十九,中华书局,

1964。

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