机 械

尖劈、杠杆、轮轴是古代的几种简单机械。这些机械的特点是能以小力做大功，可以提高劳动效率，因而用途十分广泛。

尖劈的发明最早。石器时代的人们就知道，越尖的石块越锋刊，石刃的夹角越小，割刮食物时就越省力。进入商周时期以后，更用青铜或铁制成各种尖劈状的工具和兵器，如锄、铲、镰、斧、镞、剑、刀、矛等等，这些工具和兵器的创制，增强了人类改造自然的能力，促进了社会生产力的发展。杠杆的出现也十分早。当原始人用木棍撬起或抬起重物时，杠杆知识就

开始积累了。传说神农氏“斫木为耜，揉木为耒”，耒耜的使用，即是杠杆知识的应用。更为普遍亦更为典型的杠杆机械是桔槔和衡器。

桔槔是一种提挈重物或向深井打水的机械。《庄子》中记有颜渊的话： “子独不见桔槔者乎？引之则俯，舍之则仰”①。又载子贡的话：“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多⋯⋯凿木为机，后重前轻，挈水若抽， 数如泆汤，其名为槔”②。桔槔的形制是在井旁或渠边的高柱上，横支一根长木，长木前端用长绳悬一空小桶，后端綑扎一重物（如石块）。将前端绳

^{③ 《考工记·轮人》。}

^{① 《尔雅·释水》。}

^{② 《越绝书》逸文。}

^{① 《庄子·天运》。}

^{② 《庄子·天地》。}

索往下一拉，水桶就可打水；然后把手放松，由于后重前轻，水桶便被提上来了。这种机械要比完全靠人力提水，轻易得多，因而得到广泛的应用。近代农村中，仍有采用桔槔打水的，墨家还用桔槔来高举烽火，所谓“其事急者，引而上下之”。

衡器是称量物体重量的器具，发明较早。传说帝舜时代就有了。《尚书·舜典》载：“协时月正日，同律度量衡。”衡器有等臂秤（天平）和不等臂秤两种。1954 年长沙左家公山出土的战国木衡是等臂秤①，而传为安徽寿县出土的战国时期的“王”铜衡，则可能是不等臂秤②。衡器所据的原理是两边力矩相等而达平衡的杠杆原理。对于等臂秤（天平），权（法码）的重量与物的重量相等；对于不等臂秤，重物与重臂（重物至支点的距离）之乘积等于权（秤铊）与力臂（权至支点的距离）之乘积。墨家学派曾阐述了不等臂秤的工作原理，墨家把重臂叫做“本”，把力臂叫做“标”，权的重量比物的重量轻，对此，墨家指出，若要这种秤“相衡”的话，必须“本短标长”

③，可见墨家已知杠杆原理：重×本＝权×标。这比古希腊阿基米德于公元

前三世纪发现杠杆原理要早一个多世纪。

此外，有关滑轮、轮轴等杠杆机械的利用，先秦古籍中亦有所记载。据说公输般曾建议季康子造转动机关安葬其母，这转动机关可能就是辘轳；《墨子》“备高临”也提到当时有一种连弩之车，曾用辘轳引弦张弩。《墨经》中还记载了以斜面配合滑轮或轮轴来起重的实验情形。在大冶铜绿山古矿冶遗址中，也发现用辘轳提升矿石的遗迹。

^{① 战国等臂木衡，见《全国基建工程中出土文物图录》。}

^{② 战国不等臂秤“王”铜衡。见《文物》1979 年第 4 期第 74 页，刘乐瑞文。}

^{③ 《墨子·经说下》。}