马钧是中国三国时期魏国人,是一位中国历史上并不多见的杰出的机械制造专家。
马钧对机械研究的起步,是从改革织绫机开始的。他看到劳累的织工,起早贪黑地干,几十天才织出一匹绫。于是,他决心改革织绫机。他每天深入织坊,对旧式织机仔细观察,把每个部件机械性能的优劣进行认真比较,经过无数个日夜的刻苦钻研和反复试验,他重新设计出了一种新式织绫机。
新式织绫机改造了开口运动机件,简化了踏具,把原来的织机五十根经线用五十个踏具的繁琐工序,改成十二个踏具。改革后的新织机简单精致,工效提高了四五倍,织出的提花绫锦,花纹清晰,图案奇巧,变化多样,深受人们的喜爱。新织绫机的诞生,促进了当时丝织工业的发展,为家庭手工业织布机的发展奠定了基础。
新式织绫机研制成功后,马钧被封了官,住进了魏国京城洛阳。
在他的住处附近,有一块坡地,很适合种菜。百姓们很想把这块沃土垦成菜园,只因这里地势高,无法引水灌溉而弃为荒地。马钧得知此事后,在公务之余研究了历代的灌溉工具,经过多次试验,设计制造了一种新式的灌溉机械-翻车。
灌溉效率超过了旧式工具百倍。
马钧另一个突出成就,就是复制指南车。辨别方向的工具-指南车的发明,在中国是非常久远的事了。到了东汉,科学家张衡利用机械结构,再造了指南车。可惜,到了三国时,这项创造已经失传。
马钧对传说中的指南车非常感兴趣,他决心把它重造出来。在没有资料、没有模型的情况下,他潜心钻研。不久,运用差动齿轮的构造原理,终于制成了指南车。马钧研制的指南车,在箭弩纷飞、硝烟弥漫的战场上,无论战车如何转动,站在车上的木人的手指,始终指向南方。从此,“天下服其巧也”。
指南车制成不久,有人进献给魏明帝一套叫“百戏”的木偶玩具。魏明帝虽赞其手工的精致及优美的人物造型,却惋其不能动作,便命马钩改制,让它们动起来。
马钧领命后,对这些木偶作了一番细心研究、精心改制。
他用木头做了个原动轮,平放在地上,用水流推其旋转,装置在原动轮上面的木偶奇迹般地动起来,有的击鼓,有的吹策,有的唱歌跳舞,有的投丸掷剑,有的爬绳倒立,还有的春米斗鸡……魏明帝笑逐颜开,对马钩的才技大加赞赏。
马钧用“巧思善改“方法所取得的成就,靠的不是凭空想像,而是他的丰厚学识和潜心实验。
阿尔法趣味数学小课堂:马钧简介
马钧是三国时期杰出的科学家。
马钧字德衡,扶风(今陕西兴平东南)人,小时候家里很穷,生活困难。他读不起书,就注意多看多问,留心观察事物,刻苦钻研。这使他后来能够作出许多创造发明,被人们称颂为“天下名巧”。
马钧很关心劳动人民的疾苦,注意改进工农业生产工具。我国丝织业发展很早。西汉时期,有位名叫陈宝光的人,他的毒子创造了一种织绫的提花机。这种提花机有120综,120蹑(一综控制一组经线,操纵综的踏板叫蹑),虽说比手工好多了,但效率仍不够高,60天才能织一匹绫。到了三国时,有人改进到用50综、50蹑。马钧感到这种绫机用起来还是不方便,便加以改革,一下子将50蹑减少到12蹑,提高了5倍效率。这便在很大程度上促进了丝织业的发展。从此,马钧的名字开始被人们知晓了。
在农业方面,他发明了引水灌溉的新工具——翻车。原来,马钧看到农民灌溉田地,只能一勺一勺地舀水,如果在较高的坡地上种点什么,灌溉起来可就太吃力了。
马钧进行了实地考察,他仔细研究了坡地附近的水源,总结了前人的经验,设计了一种新的提水工具,叫做“翻车”,也就是后来的龙骨水车。这种翻车用起来比较省力,功效却很高。对当时农业的发展起了很大的作用。当时在世界上,翻车也称得上是一种最先进的农业生产工具。
有一天,大将军曹爽在洛阳郊外游览时发现了这一革新成果。曹爽兴致勃勃地下车策马来到马钧用“龙骨水车”浇溉的菜地,结识了这位当时的机械革新家、发明家。从此,马钧的名字和他杰出的才能,深深地映入了曹爽的脑海之中,这为更多的人了解马钧提供了一个重要机会,同时,也为朝廷重用发挥马钧的聪明才智创造了一个良好的条件。
后来,马钧入朝当一名给事中的官。
公元235年,也就是魏明帝青龙三年,马钧在洛阳又有了一项震惊世人的发明。原来,传说在上古时候,黄帝和蚩尤在涿鹿大战,正遇上大雾,难以辨别方向。黄帝发明了指南车,就取得了胜利。又相传在西周初年,越裳氏的使者从遥远的南方来贡纳珍禽,周公怕他回去时迷路,就造了辆指南车送他们。这两件事史书虽有记载,但车的制造方法没有传下来。
有一次,在曹魏的朝房中,一部分官员就到底有没有指南车争论了起来。散骑常侍高堂隆和将军秦朗都认为,古时没有指南车,史书记载不可靠。马钧则认为,古时已有指南车,史书讲的没错,因为就原理来说指南车并不是不能制造的。
这一来给高、秦二人抓住了口实,上朝明,高堂隆和秦朗竞把这件事奉报给明帝曹杈。曹杈当即下旨:“令给事中马钧制造指南车!”
马钧接受的明帝的命令以后,就组织了几位能工巧匠,一边翻阅文献,一边刻苦钻研,过不多久,指南车果然造成了。马钧造的指南车,装有齿轮传动的机械,车走起来,车上木人会自动指示方向。这同利用磁铁制造的指南针不同。
他把造好的指南车献给皇帝,曹睿十分高兴,众官员都交口称赞,就连高堂降和秦郎也不得不表示对马钧的佩服。
指南车造成了,又一个难题摆在面前。
魏明帝接受了贡品中有一套木偶,制作精巧,造型美观,是精美的手工艺品,但美中不足的是,木偶不能自己活动。于是想起西汉时东方朔曾造过木偶人,外饰衣裙,内藏机关,无人操纵,木偶便能翩翩起舞。魏明帝便召马钧来问:“你可以使这些木偶自己活动吗?”
马钧仔细地看了木偶,沉思了片刻,回答说:“能!”魏明帝听了非常高兴,叫马钧把木偶带回去研究改制。
不久,马钧就将一组木偶呈现在皇帝与廷臣面前。机关一动,这组木偶就活动起来,有的打鼓吹箫,有的跳丸掷剑;有的翩翩起舞,有的攀绳倒立;还有百官行署,舂磨斗鸡,很多人物进进出出,热闹非凡,变幻无穷。魏明帝看了心中大喜,围观的人无不连连喝彩,赞叹马钧的绝技。原来,马钧在这台木偶的台板下装上了个原动轮,用水车旋转原动能,木偶均与原动轮关连着,便可做出种种表演,被称作“水转百戏”。这可说是一千七百多年前的机器人,现代机器人的始祖。这不仅在我国古代的木偶戏剧艺术中,是一个卓越的创造;而且也说明马钧在传动机械方面的研究,有突出成就。
马钧的改革与发明很多,对兵器的改进与发明,也颇有贡献。当时,以聪明着称于世的诸葛亮改进制作了一种新式连弩(又称元戎),箭用铁制,长8寸,一次能射出10支,威力比旧式连弩大得多,号称“摧山弩”。

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