马钧(生卒年不详),字德衡,三国时期
曹魏发明家。扶风(今
陕西省
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
诸葛亮的
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。
安乡侯
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
魏国作
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
差动齿轮的
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
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
安乡侯
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
[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
[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。