马钧

马钧,字德衡。三国时曹魏人。生于扶风(今陕西兴平东南),生卒年不详,机械学家。

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。

绫是一种表面光洁的提花丝织品。在曹魏时的旧织绫机上,为了织出复杂、精美的花纹图案,经线要分成几十组,每组经线由一“综”控制,每一“综”由一“蹑”操纵,因此,50综需要50蹑,60综需要60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。考虑到旧绫机“丧功费时”,即劳动强度高、效率低,马钧重新设计,把几十综的绫机,一律改为12蹑,从而简化了操作工序,降低了劳动强度,提高了生产效率。这种高效的新式绫机传播到其他地区,被广泛采用,促进了中国纺织业的发展。

指南车至晚在西汉时已出现,东汉时张衡再次制造,三国时已失传。马钧担任给事中时,一天在朝房里,与散骑常侍高堂隆、骁骑将军秦朗辩论,谈到了指南车。高、秦认为,古书上关于指南车的记载是虚构的。马钧则坚信古代有指南车,只要肯钻研,是可以造出来的。但他遭到了高、秦的讥笑和挖苦。马钧反驳说,空口争论,不如试制一下容易分清是非。于是,高、秦奏准魏明帝,下诏命马钧造指南车。经过钻研,他果然制造成功,以实际成果结束了这场争论。从此,全国都信服他的智巧。

据《后汉书·张让传》记载,东汉中平三年(186),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。

造翻车之后,有人进献一种“百戏”模型给魏明帝,造型精美,但不能活动。明帝问马钧,能否使它活动起来,并变得更精巧?马钧回答说,可以。于是,马钧奉诏改进“百戏”。他用木材制成水轮,以水力驱动旋转,通过传动机构,使女乐表演歌乐舞蹈,木人击鼓吹箫;又出现山岳模型,木人在其间跳丸掷剑,攀绳倒立,出入自在;另有百官行署,舂磨斗鸡,动作复杂,灵活多变。“水转百戏”的制作再次展示了马钧在机械传动设计与制造方面的才能。

马钧还善于制造兵器。诸葛亮出师伐魏时使用了一种连弩,可以连续发射十箭。对此,魏军颇为惊奇。马钧则认为它虽然精巧,但未尽善,声称若经过他的改进,功效可提高五倍。三国时官渡之战,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。于是他打算制造一种大轮,轮上系着数十块大石头,以机械驱动大轮急速旋转,然后切断系石的绳索,石头便连续飞击城楼,使敌方来不及防御。他曾在车轮上系数十块砖,进行试验,结果砖可飞数百步,证明自己的设计可行。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。