中国古代机械发展述考

中 国 古 代 机 械
口 王素兰
中 国是 世 界 上 机 械 发 展 最 早 的 国家 之
一
。
早在 春秋 战 国时期 ，机 械 ” “ 一词 就 已经 前 ４ ６年） 一 抱 瓮 吃 力 浇 菜 的 ５ 对
出现。《 庄子 － ・ 夕 篇 天地》 上记载 了子贡ｆ 约
前 ５Ｏ ２～
老者所说 的话 ：有械 （ 械 ’ “ ‘ 乃是一种 汲水 工具） 于此 ， 日浸百畦 ， 一 用力 甚寡 而见 功 多， 夫子不 欲乎 ？”韩非子 ・ 《 难二》 中也说 ：
术史》 的总论 中 ， 以英 文字母 编号 ， 列举 了 计 阶段 ， 从 人 力 到 畜 力 ， 人 力 、 力 并 认 为 是 由 于人 的机 智 ， 它 们 为人 所 用 ， 即 或 畜 使 这
２ ６种 中 国古 代 的杰 出 发 明 。在 这 ２ 发 用 ， 由人 力 、 力 到水 力 、 力 。水 力 和 风 就是“ ６种 再 畜 风 创物须任智巧先” 《 。 苟子 ・ 荣辱》 中有
年张衡创制世界上第一 ３ 动， 其效果取决于动量 的大小 ， 碓的操作方 长财善物者尝之 。” 郑玄注 ：物 ， “ 畜兽也” 速旋转。公元 １ ２ ， 法 与 杵 臼不 同 ， 由于 碓操 作 的 踏板 向下 位 孙诒让《 正义》 “ ‘ ， 兽也 ’ ， ：云 物 畜 者 谓庖人 台利 用惯 性原 理制 成 的地 动 仪 ，是 测 定地
一
、
今仍有极为广泛的应用 ， 自动化程度很高 大奇 迹 。 表 了 当时 铸造 技 术 、 属 加 工 和 而 代 金
具便 捷 灵 活 。设 计 精 致 的“ 中香 炉 ” 为 被 最
１ 承 传 统 、 于 创新 的设 计 。几千 年 的机 械 ， 鼓 风扬 谷 机 、 车等 扬 谷 、 重设 组 装 工 艺 的水 平 。西 汉 独 轮 车 作 为运 输 工 ． 继 勇 如 绞 起 来 ，机 械制 作 技 术 发 展 的历 史 就 是 一 部 不 备 ， 极大缓释了人们劳动的强度 。
的原理类似 现代 的陀螺仪 。东汉时 展 。用杵臼加工 ， 是一项繁重的体力劳动 ， 而 闻者彰。 假舆马者，ｂ ， ｔ￣ 足也 ， Ｊ 而致千里 。 “ 机环 ”
非 而 因 其 费 力 大 ， 率 低 ， 杵 臼 的 改 革 、 新 假 舟 楫 者 ， 能 水也 ， 绝 江 河 。君 子 生 非 期 出 现人 字形 齿 轮 ，特 别 是 张 衡 的 水 运浑 效 对 创 是 势 在 必 然 。杵 臼 加 工是 一种 上下 捶 击 运 异 也 ， 善假 于 物 也 。 《 ” 周礼 ・ 官 》 “ 足 用 象 以 漏 水 为 动力 通 过 齿 轮 系 使 浑 象 每 天等 天 ：其
断创新 、 不断变革的历史。《 大学》 汤之 引“
苟 子 最 早 提 出 “ 假 于 物 ” 的设 计 思 复杂巧妙 。“ 善 为机环转运 四周 ，而炉体 常
盘 铭 ” ：苟 日新 ， 日新 ， 日新 ” 例 如 ， 想 。《 日 “ 日 又 。 苟子 ・ 劝学篇》 出 ：登高而招 ， 指 “ 臂非 平 ” 即无 论 球 体 香 炉 如何 滚 动 ， 中心 位 ， 其 在 农 业 加 工 机 械 中 ，碓是 杆 臼 的进 一 步 发 加 长 也 ， 见 者 远 。 风 而 呼 ， 非 加疾 也 ， 置的半球 形炉体都能保持水平状态 ，其 中 而 顺 声
“ 公 元 最 初 的 １ 世 纪 里 ，中 国 向欧 洲 动 ， 高 了 生 产 率 ， 在 ４个 提 同时 为 一 部 分 生 产 环 节 源 的作 用 。 传 播 了 许 多 发 现 和 发 明 ，… …这 些 发 明对 实 现 机械 化 和 自动 化创 造 了条 件 。 特别 是 中 文 艺 复 兴 时 期 新 生 的 近 代 科 学 有 重 大 影 国古代对水能 、风能等清洁能源 的利用 ， 可
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
明 中， 机械就 占 ｌ 之多 ， ８种 不难看 出中国 力 的利 用 是 我 国机 械 动 力 由利 用 动 物 能 即 “ 百工 以巧尽械器 ” 的名言 ， 这是对机械设 古代机械科 学的辉煌 ， 其种类 、 数量 和丰 富 人力 、 畜力 ， 向利用 自然能源的具有决定 计提出的更 高的要求 。尽 ： 转 谓精 于事 。《 说 的科学 内涵 ，对 我国乃 至世界科学技术发 性 意 义 的一 步 。机 械使 用 水 力 、 作 为 原 文》 有 盛为械 ， 风力 云“ 无盛为 器” 只有上质量 ， 展 的影 响都 非常 巨大。正如李 约瑟所 说 ： 动 力 ，不 仅 使 劳 动 者 摆 脱 了某 些 重 体 力 劳 上 水 平 的 机 械 才 能更 好 地 发 挥 利 用 自然 能
“ 于地 形 、 车 、 械 之 利 ， 力 少 ， 功 审 舟 机 用 致 大 ， 入 多 。” 就是 说 ， 则 这 在前 ５世 纪 ， 贡 子 就 给 机 械 下 了一 个定 义 ， 即机 械 是 一 种 “ 用 力少而致功多” 的器 械 ， 在 时 问 上要 早 于 这 西 方 四个 世 纪 。
中国 古 代机 械 的 设 计 思 想 二 、 国 古代 机 械 的 工 艺技 术 中
１ 构 复 杂 技 艺 先 进 。秦 始 皇铜 车 马 ． 结
响 ， 这 种 影 响在 １ 世 纪 仍 然 存 在 着 。 ”Ｉ 以说 是极 具智 慧 的 。 中卧 轮水 磨 的原 理 至 结 构 复 杂 ，堪 称 是 中 国古 代 技 术 发展 的一 而 ８ １ ］ 其
２ ． 强调对 自然能源的合理利用。注重利 水 有 良法 ，假 物 役 机 智 ” “ 间 机 械 巧 相 ，世 用 自然能源是 中国古代机械的一个重要特 同， 水利居多用在人” 。王祯 明确地把水磨
李 约 瑟 曾 在 其宏 篇 巨 著 《 国科 学 技 征 。 国古 代 机械 动 力 大致 经过 两 个 大 的设 和 水 车 的 动 力 水 源 ， 中 中 以及 磨 和 车 的 车 身 ， 都