一個時代的發展, 離不開發明和創造, 在充滿了戰亂與硝煙, 卻人才輩出的三國時代, 更是不缺發明大家。例如諸葛亮“長於巧思, 損益連弩, 木牛流馬”皆出其意, 除此之外, 他還發明了孔明燈、孔明鎖、饅頭等事物, 堪稱奇才。然而很少有人知道的是, 彼時還有一個發明大家, 在發明創造這一方面, 比起諸葛亮有過之而無不及, 只不過到瞭如今, 已經很少有人知道他的名字。此人名為馬鈞, 字德衡, 生於漢末三國時期, 是扶風人氏。此人並非能言善辯之輩, 卻非常擅長機械, 是一個能工巧匠, 終其一生, 他還原過古物, 改造過時物, 也曾進行過發明。雖然他名聲不顯, 但是他從諸葛亮發明的連弩得到啟發, 經他調教後, 他把諸葛連弩的威力倍增, 這亦有助魏晉之後的統一戰爭。我們先來看一下他的發明。
馬鈞年幼時家境貧寒, 自己又有口吃的毛病, 所以不擅言談卻精於巧思。當博士時, 生活貧困, 於是改進綾機, 並因此而出名。後來, 在魏朝擔任給事中, 同時研製機械。他雖然一生不大得志, 但刻苦鑽研, 設計製造出多種機械。魏明帝時, 見當時織機五十條經線者有五十躡（腳踏操縱板）, 六十條經線者六十躡, 便將織機一律改為十二躡, 大大提高了功效。在洛陽時, 又發明了排灌水車, 名叫“翻車”, 它利用人力可以將水由低處提到高處。他還研究製造出指南車, 改進了諸葛亮的連弩, 改進了攻城用的發石車。他製造的“水轉百戲”以水為動力, 以機械木輪為傳動裝置, 使木偶可以自動表演, 構思十分巧妙。對科學發展和技術進步做出了貢獻。
新式織綾機
綾是一種表面光潔的提花絲織品。中國是世界上生產絲織品最早的國家。可那時所以生產效率還很低。中國勞動人民才在生產實踐中逐步發明了簡單的織綾機。這種織綾機有一百二十個躡（踏具）, 人們用腳踏躡管理它, 織一匹花綾得用兩個月左右的時間。後來, 這種織綾機雖經多次簡化。可到三國時, 仍然是五十根經線的織綾機五十躡, 六十根經線的織統機六十躡, 非常笨拙。馬鈞看到工人在這種織綾機上操作, 累得滿身流汗, 生產效率很低, 就下決心改良這種織綾機, 以減輕工人的勞動。於是, 他深入到生產過程中, 對舊式織綾機進行了認真研究, 重新設計了一種新式織綾機。新織綾機簡化了踏具, 改造了桄運動機件（即開口運動機件）。原來的織綾機五十根經線的五十躡, 六十根經線的六十躡, 綜控制著經線的分組、上下開合, 以便梭子來回穿織；躡是踏具。馬鈞統統將其改成十二躡。經過這樣一改進, 新織綾機不僅更精緻, 更簡單適用, 而且生產效率也比原來的提高了四、五倍, 織出的提花綾錦, 花紋圖案奇特, 花型變化多端, 受到了廣大絲織工人的歡迎。新織綾機的誕生, 是馬鈞一生中最早的貢獻, 它大大加快了中國古代絲織工業的發展速度, 並為中國家庭手工業織布機奠定了基礎。
指南車
指南車是一種辨別方向的工具。我們的祖先很早就創造了指南車。據中國古史上傳說,
4000多年前, 黃帝和蚩尤作戰, 蚩尤為使自己的軍隊不被打敗,
便作霧氣, 使黃帝的軍隊迷失了方向。後來, 黃帝製造 了靠指南車辨別了方向, 終於打敗了蚩尤。又傳說3000年前, 遠方的越裳氏（在今越南）派使臣到周朝, 迷失了回去的路線, 周公遂製造指南車相贈, 以作為指向工具。這些故事,
雖然是傳說, 特別是蚩尤作霧, 更是一種神話, 但是中國指南車的發明, 實在是極為久遠的事情。東漢時期, 偉大的科學家張衡就曾利用純機械的結構, 創造了指南車, 可惜張衡造指南車的方法失傳了。
到三國時期, 人們只從傳說上了解到指南車,
但誰也沒見過指南車是啥模樣。當時, 在魏國作給事中官的馬鈞對傳說中的指南車極有興趣, 決心要把它重造出來。然而, 一些思想保守的人知道馬鈞的決心後, 都持懷疑態度, 不相信馬鈞能造出指南車。有一天, 在魏明帝面前, 一些官員就指南車和馬鈞展開了激烈的爭論。散騎常侍高堂隆說："古代據說有指南車, 但文獻不足, 不足為憑, 只不過隨便說說罷了。"驍騎將軍秦朗也隨聲附和道："古代傳說不大可信, 孔夫子對三代以上的事, 也是不大相信的, 恐怕不能有什麼指南車。"馬鈞說；"愚見以為, 指南車以往很可能是有過的, 問題在於後人對它沒有認真鑽研, 就原理方面看, 造指南車還不是什麼很了不起的事。"高堂隆聽後輕視地冷冷一笑。秦朗則更是搖頭不已, 他嘲諷馬鈞說："你先生名鈞, 字德衡, 鈞是器具的模型, 衡能決定物品的輕重, 如果輕重都沒有一定的標準, 就可以作模型嗎？ "馬鈞道："空口爭論, 又有何用？咱們試制一下, 自有分曉。"隨後, 他們一起去見魏明帝（曹叡）, 明帝遂令馬鈞製造指南車。馬鈞在沒有資料, 沒有模型的情況下, 苦鑽苦研, 反复實驗, 沒過多久, 終於運用差動齒輪的構造原理, 製成了指南車。事實勝於雄辯, 馬鈞用實際成就, 勝利地結束了這一場爭論。馬鈞製成的指南車, 在戰火紛飛、硝煙瀰漫的戰場上, 不管戰車如何的翻動, 車上木人的手指始終指南, 引起了滿朝大臣的敬佩, 從此, "天下服其巧也"。這充分錶現了馬鈞肯刻苦鑽研, 敢想、敢說、敢做的精神。
龍骨水車
在以前中國許多地區都廣泛使用著一種龍骨水車。也叫翻車。它應用齒輪的原理使其汲水, 很是好用。中國應用水車有著悠久的歷史。大約在東漢時期, 翻車就出現了, 據古籍記載, 東漢末年有個叫畢嵐的人曾有翻車的製造, 但那時的翻車還比較粗糙, 大抵應該說是中國鄉村歷代通用的龍骨水車的前身。直到三國時期, 機械發明家馬鈞重新發明創造了一種新式翻車, 才使得翻車廣泛推廣應用, 從而形成了從東漢到三國翻車的正式產生。據《後漢書·張讓傳》記載, 東漢中平三年（公元186年）, 畢嵐曾製造翻車, 用於取河水灑路。馬鈞在京城洛陽任職時, 城內有地, 可闢為園。為了能灌溉, 他製造了翻車（即龍骨水車）。清代麟慶所著的《河工器具圖說》記載了翻車的構造：車身用三塊板拼成矩形長槽, 槽兩端各架一鏈輪, 以龍骨葉板作鏈條, 穿過長槽；車身斜置在水邊, 下鏈輪和長槽的一部分浸入水中, 在岸上的鏈輪為主動輪；主動輪的軸較長, 兩端各帶拐木四根；人靠在架上, 踏動拐木, 驅動上鍊輪, 葉板沿槽刮水上升, 到槽端將水排出, 再沿長槽上方返回水中。如此循環, 連續把水送到岸上。馬鈞所製的翻車, 輕快省力, 可讓兒童運轉, “其巧百倍於常”, 即比當時其他提水工具強好多倍, 因此, 受到社會上的歡迎, 被廣泛應用。直到20世紀, 中國有些地區仍使用翻車提水。
馬鈞當時在魏國作一個小官, 經常住在京城洛陽, 當時在洛陽城裡, 有一大塊坡地非常適合種蔬菜,
老百姓很想把這塊土地開闢成菜園, 可惜因無法引水澆地,一直空閒著。馬鈞看到後, 就下決心要解決灌溉上的困難。於是他又在機械上動腦筋。經過反复研究、試驗, 他終於創造出一種翻車, 把河裡的水引上了土坡, 實現了老百姓的多年願望。馬鈞創適的這種翻車, "其巧百倍於常", 用時極其輕便, 連小孩也能轉動。它不但能提水, 而且還能在雨澇的時候向外排水。可見進步之多, 功效之高。這種翻車, 是當時世界上最先進的生產工具之一, 從那時起, 一直被中國鄉村歷代所沿用,
直至實現電動機械提水以前, 它一直發揮著巨大的作用。
水轉百戲
馬鈞在傳動機械方面的研究, 造詣是很深的, 成績也是極其卓著的。 "水轉百戲"的研製成功, 足以說明這一點。一次, 有人進獻給魏明帝一種木偶百戲, 造型相當精美, 可那些木偶只能擺在那裡, 不能動作, 明帝覺得很遺憾。明帝問馬鈞："你能使這些木偶活動嗎？"馬鈞肯定地回答道："能！"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, 有的吹蕭, 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, 在中國古代木偶藝術中, 應該說是非常卓越的創造。馬鈞大約在公元227至239年間創造一個由水輪轉動的大型歌舞木偶機械,
包括以此水輪帶動舂、磨。無疑, 這是根據當時流行的水碓、水磨而設計的。水磨是用水力作為動力的磨, 在馬鈞之後, 杜預造連機碓, 其中也可能包括水磨。它雖然是供封建統治者玩樂的東西, 但從另一方面看, 馬鈞已能熟練掌握和巧妙利用水利和機械方面傳動的原理。
由於馬鈞掌握了軍事原理, 因而他在軍事上兵器製造方面也有不少發明創造。從歷史文獻當中可以證明, 他在兵器學方面的精深研究, 足以和同時代的軍事學家諸葛亮相比。那時候, 魏國和蜀國經常打仗。蜀國大軍事家諸葛亮在出師北伐時, 曾發明了一種可以把箭接連發射出去的連發射遠器--連弩。它每次可發數十箭, 威力很大。魏軍在戰場上揀到, 頗感驚奇。 《三國志》注引《魏氏春秋》曰：”又損益連弩, 謂之元戎, 以鐵為矢, 矢長八寸, 一弩十矢俱發。”意思是說, 諸葛亮發明的損益連弩, 又叫元戎, 箭頭是鐵制的, 箭矢長八寸, 可以十箭連發, 這一發明在戰爭中的意義非常大, 絕對值得人們稱讚。當時已經年老的馬鈞看到連弩後, 認為這種兵器很好, 說："巧是很巧了, 但還有不到的地方, 如再改進一下, 威力還可增加五倍。"於是, 他便將連弩進行了改進, 果然效果甚佳。功效可提高五倍。
漢末時官渡之戰, 曹操曾使用“發石車”攻擊袁紹的陣地, 但只能單發, 效率不高。馬鈞擔心敵方在城樓上掛起濕牛皮, 就能擋住發石車拋出的石頭。馬鈞在原來作戰用的發石車的基礎上, 重新設計出了一種新式的攻城武器——輪轉式發石車。原來的發石車, 像個大天平, 一頭掛著一個鬥, 斗里裝滿大小石頭, 另一頭掛著許多根繩子, 作戰時, 兵士們一齊用力拉繩子這頭, 裝石頭那頭就飛快地翹起來, 這樣, 石頭就被拋出去打擊敵人。這種發石車缺點很多, 每發射一次, 都要花費一些時間, 而且效果不大。馬鈞設計的新式輪轉式發石車, 則克服了這些缺點。它是利用一個木輪子, 把石頭掛在木輪上, 這樣, 裝上機械帶動輪子飛快地轉動, 就可以把大石頭接連不斷地發射出去, 使敵方來不及防禦。馬鈞曾用車輪子來做試驗, 可以連續把幾十塊磚瓦射出幾百步遠（一步約合1.45米）, 這在當時說來, 威力是相當大的。
然而, 這種設計卻遭到地圖學家裴秀的譏笑和發難, 但得到文學家傅玄的理解和支持。傅玄對安鄉侯曹羲說, 馬先生要製造的是國家之精器、軍隊之要用, 只要費一點木材, 用兩個人, 就能製造, 不妨試驗一下, 免得埋沒有用的東西。曹羲接受了這個建議, 並把情況轉告給武安侯曹爽。但曹爽未予理睬。對此, 傅玄感慨地說, 試驗一下, 本來是極易辦到的事, 馬先生是有名的巧人, 尚且不受重視, 何況那些懷才的無名之輩呢？
馬鈞在手工業、農業、軍事等方面有很多發明創造, 是三國時代最優秀的機械製造家, 就是在中國古代幾千年的歷史當中, 也不多見, 堪稱一代機械大師, 當時, 有位叫傅玄的文學家曾稱讚他說："馬先生, 天下之名巧也。"但由於封建統治階級腐敗沒落, 馬鈞的許多發明創造沒有得到重視。他的一生, 從少年到老年, 一直不得志, 雖然他曾作過給事中官, 但他的工作仍然受到阻撓和蔑視, 技巧一直未得到順利發展的機會。儘管文學家傅玄曾幾次在魏國貴族安鄉侯曹義、武安侯曹爽那裡推薦他, 也還是沒有受到重視。傅玄對此感慨頗深地說："馬先生的巧, 雖古時的公輸般（魯班）、墨翟, 以及漢代的張衡, 也比不過, 但公輸般和墨翟都能見用於時,
張衡和馬鈞的一生卻不能發揮其長, 真是最可痛心的事。"傅玄的話一點也一差, 馬鈞的確是一個偉大的發明家, 比起魯班、墨子等人也會遜色, 只不過漢末三國時期, 能夠出人頭地的, 要麼是武將, 要麼是謀臣, 要麼是政客, 像馬鈞這樣的人才, 根本得不到重用, 只能被埋沒。更可惜的是, 不但當時的當權者埋沒了他, 歷史也同樣埋沒了他。到瞭如今, 世人皆知諸葛亮造木牛流馬, 又有幾人知道馬鈞造龍骨水車, 改善織綾機呢？
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