工农制造篇-水往高处流——马钧的龙骨水车

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马钧出身贫寒,生活在三国时期,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。他生活贫困,尝试改进绫机,并因此而出名。绫是一种表面光洁的提花丝织品,可那时生产效率还很低。中国劳动人民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仍很繁杂。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。新织绫机简化了蹑,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;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。

马钧当时在魏国做一个小官,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,实现了老百姓的多年愿望。马钧创造的这种翻车,“其巧百倍于常”,用时极其轻便,连小孩也能转动。它不但能提水,而且还能在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。

“以人运车车运辐,一辐上起一辐伏。辐辐翻水如泻玉。大车二丈四,小车一丈六。小以手运大以足,足心车柱两相逐。左足才过右足续,踏水浑如在平陆。高田低田足灌沃。不惜车劳人力尽,但愿秋成获嘉谷。”这首《踏车曲》形象的描绘出中国农村古老的提水机具——翻车。

翻车又叫“龙骨水车”,龙骨水车的称呼来自民间,南宋陆游《春晚即景》:“龙骨车鸣水入塘,雨来犹可望丰穰。”目前见到的史料中,这是最早的出处。

这种水车是在前人创造的用来吸水洒路的翻车的基础上,加以改进制成的。马钧设计的翻车结构巧妙,很像一种链唧筒,能够连续不断地将水提上来。翻车亦称“踏车”、“水车”,省称“龙骨”。其结构是以木反为槽,尾部浸入水流中,有小轮轴一。另一端有小轮轴,固定于堤岸的木架上。用时踩动拐木,使大轮轴转动,带动槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田中。后世又有利用流水作动力的水转龙骨车,利用牛拉使齿轮转动的牛拉翻车。以及利用风力转动的风转翻车。广东等地用手摇的较轻便,施于田间水沟,称“手摇拔车”。效率超过当时其他提水机具百倍,而且轻便灵巧,连儿童都能使用。

马钧发明的翻车迅速得到推广使用。天旱时,人们可以用翻车把低处河塘里的水引上高坡,灌溉田地;涝的时候,又可以用翻车排涝。翻车的创造,大大提高了劳动效率,而且解决了许多土地因不便于灌溉而荒废的问题,扩大了耕种面积,对农业起了巨大的作用。在中国农村,翻车沿用了1000多年。

除此以外,马钧还有很多广为人知的发明。

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。4000年前,黄帝和蚩尤作战,在蚩尤放出的雾气中迷失了方向,接下来黄帝制造出辨别方位的指南车,一举击败了蚩尤。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。

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