古代机械制造专家-马钧介绍

马钧的介绍
马钧是三国时期的著名机械制造专家，具有高超的制造技巧，发明和制造了织绫机、水车、指南车等多种机械，成为我国古代非常有名的机械发明和制造专家，为古代机械制造技术的发展作出了巨大贡献.
　　马钧，字德衡，扶风（今陕西兴平东南）人.生活在三国时代的曹魏时期，生卒年代不详.他从小不善言辞，说话不多，但是很喜欢读书、思考问题、善于动脑子，尤其喜欢钻研机械制造方面的问题；同时他又非常注重实践，勤于动手；这样就养成了善于吸收新知识的习惯，又有比较熟练的实际技能，为从事机械制造打下了一定的基础.他早年生活比较艰辛、贫困，长时间住在乡间，使他有更多的机会接触劳动人民，对他们的疾苦和繁重劳动有深切的了解和体会，因而他比较关心生产工具的变革，并决心用自己的知识和技术为老百姓服务，改善他们的生产和生活条件.


　　马钧对机械的研究制造始于改革织绫机，织绫机就是织造"绫"的提花机，"绫"是一种表面光洁的提花丝织品，这是在我国传统的丝织品基础上发展起来一种比较高级的产品.我国丝织技术有着悠久的历史，早在商代就已经运用平纹织法和丝织法织造几何图形图案的丝织品.春秋战国时期的丝织品已达几十种之多，品质也有很大提高，秦汉时期我国的丝织技术已经达到相当高的水平，现已出土这一时期大量的提花纹纱和以经丝显花的彩色织锦.丝织技术的发展得力于织造工具的进步，商朝已经出现平纹织机，周朝就出现了提花织机.在战国末期已经开始使用足踏织机.这是丝织技术划时代的成就，因为利用脚踏板作提综开口的装置，手就能腾出来投梭，手脚配合效率大增.到汉代，丝织机又有了重大改进，出现了一种新的提花机，即120蹑·120踪的织绫机，用这种织绫机60天才能完成一批散花绫，效率相当低，而且织机的构造和操作相当复杂.三国使用的织绫机已经比汉代有所简化，出现了"50综·50蹑"或"60综·60蹑"的织绫机.但是这种织绫机仍嫌复杂、笨重，操作不便，劳动强度高，生产效率低，织工辛辛苦苦织一匹绫子需要一个月的时间.马钧觉得有必要进一步改进，设计出一种更为简单、方便实用的织绫机，减轻工匠的劳动，织出更多的"绫"满足社会需要.为此，马钧对织绫机进行了深入细致的观察、研究，对影响织机操作的因素进行了全面分析，他发现"绫"的花色、图案有许多是对称重复的，利用这一点可大大简化绫机的结构和操作.为此，他进行了反复试验，最后把原有的织绫机一律改为12蹑，一下子使织绫机的结构简化很多，操作也更加方便，劳动生产率提高好几倍，而且织出的绫的色彩、图案、质量也有所提高.据说曹魏景初元年（公元237年），日本使者来访，魏明帝赠给日本大批丝织品，其中许多就是用马钧改进后的织绫机织成的.这种高效的织绫机很快就传播到其他地区，得到广泛应用，促进了中国纺织业的发展.
　　马钧的另一突出成就是制成了久已失传的指南车.指南车又名司南车，是古代帝王出行时的先驱车，车上站一木人，伸展手臂指向南方，不管车子怎样转动，手臂总是指向南方，因此利用此车可以指示方向.这是古代劳动人民的一项发明创造，最晚在西汉时就已经出现，东汉时著名科学家张衡曾经再次制造指南车，不幸的是，到三国时期指南车再次失传，许多人已不知道指南车的结构和原理.魏明帝青龙年间（公元233一236年），马钧曾在京城担任小官职.有一天，马钧和一部分官员在朝房里辩论时谈到了指南车，他们为此发生了争论.当时在场的散骑堂侍高堂隆和骁骑将军秦朗认为：古书上关于指南车的记载是虚构的，不能信以为真，古代并没有制造过什么指南车.马钧则坚信古代有指南车，不同意他们的看法，他说道："古代很有可能制造过指南车，只是我们没有进行深入的研究而已；其实制造指南车并不是人们想象的那么难，只要肯下功夫，认真钻研，是可以造出来的."他这一番话遭到了高堂隆和秦朗的讥笑，他们讽刺道："先生名钧，字德衡，钧是器物的模型，衡是用来定物轻重的；可你说话连轻重都不分，难道可以作为模型吗？"（古代制陶器所用的转轮叫陶钧）马钧反驳道；"空口争论有什么用！莫如试制一下，自然就可以分清谁对谁错"，高堂隆和秦朗同意了马钧的要求，并把这件事报告了当时的魏明帝，魏明帝就命令马钧进行试制以明是非.马钧仔细研究了古书的简略记载，经过刻苦钻研，提出了初步设想，然后在许多工匠帮助下，进行了反复试验，在不太长的时间内终于制成了指南车.高堂隆和秦朗在事实面前哑口无言，只好认输.马钧以自己的实际成果结束了人们的争论，赢得了众人信服，自此以后，全国都佩服他的才能和技巧.
　　在马钧之后，又有很多人制造过指南车，如南北朝时的大科学家祖冲之曾将一辆只有外壳的指南车予以修补，增添了内部结构.但历代史书关于指南车的记载都相当简略，缺乏具体的机械结构和原理，使后人难以进行仿制.指南车失传后，后人的制造等于再度发明.宋朝时，著名仪器专家燕肃于公元1027年，吴德仁于公元11O7年又先后重新制造了指南车.《宋史》对他们的制造方法和指南车的内部结构作了比较详细、明确的记载，根据此书人们知道了历代指南车的大致结构.解放后，中国历史博物馆根据历史文献复制了指南车的模型，陈列在中国通史展览厅，在参观历史博物馆时就可以看到.根据文献记载和今人的研究，指南车的结构和原理大致如下：指南车有两个直径为6尺的轮子，两轮之间的间距也是6尺，每一车轮的内侧都有一个带24个齿的小齿轮；车中有一个带48个齿的大平轮，轮中坚一立轴，轴上有一本人；在大平轮和车轮边的小齿轮的上端有一小平轮，小平轮由一根绳索通过滑轮和车辕的后端相连.当车直行时，车辕的前端和后端方向没有变化，两边的小平轮悬在大平轮和小齿轮的上端，大平轮不转动，竖轴上面的小木人手指正南方不变.当车向左转弯时，车辕前端向左，后端则向右偏，这样系在车辕后端的绳索就会左紧而右松，右边的小平轮就在铁坠子的重力作用下沉，嵌人车上的大平轮和轮内侧的小齿轮中间，与二者的齿轮互相咬合；如果转子向左转了90度，车子的右轮就会向左转90度，同时向前转动半周，轮侧的小齿轮则向前转动12齿（半周），小齿轮带动小平轮相应向左转12齿，小平轮则带动大平轮向右（相反方向）同样转动12齿，转动的角度恰好为90度，大平轮竖轴上的木人同样向右转动90度，抵消车子的左转，使木人始终保持指向南方，指南车设计的关键是大平轮和小平轮的自动离合.这种巧妙的设计代表了我国古代机械设计和制造的高超技艺.