马钧

中国古代有许多能工巧匠。三国时期的马钧，就是其中一位著名的代表人物。他技艺高超，在传动机械方面很有成就，当时人们都很尊敬他，称他为“马先生”，赞誉他是“天下之名巧”。

东汉末年，宦官、外戚争权，封建军阀混战，社会动荡不安。三国时期，战争虽然没有停止，但是就总的环境来说，却相对地稳定了下来。魏、蜀、吴三国的统治者，为了增强自己的力量，都比较注意恢复和发展生产。而恢复和发展生产，就需要解决生产中遇到的一些技术问题。马钧就是生活在这样一个时代。他为了解决生产实践中的问题，搞出了许多科学技术发明。

马钧，字德衡，出生于曹魏统治下的扶风，也就是今天陕西省的兴平县。扶风地处渭河平原，农业和手工业生产都比较发达，是一个经济繁荣的地区。

少年时期的马钧，家境很贫穷，大概没有受过比较正规的教育。但是，他能够刻苦自学，读了很多书。他除了从书本上获得渊博的知识外，还十分注意向经验丰富的工匠学习，并通过认真观察和钻研实际事物，掌握各种生产技术。据说，马钧年轻时喜欢到各处游玩，并没有意识到自己能够成为技术高超的工匠。然而，在游历过程中，他却学到了更多的实用知识和技术，从而为他日后的创造发明打下了坚实的基础。

这时的马钧，由于口吃的缘故，不善言谈。或许正是因为他不爱多说话，倒使他能有更多的时间和精力集中于思考问题，开动脑筋，勤于动手，这给他的成长带来了更大的好处。马钧在掌握了一些知识和技术之后，从来也不在别人面前夸夸其谈，吹嘘自己。因此，马钧年轻时，人们对他的高超技艺也就不怎么了解。看来，青少年时代的马钧，是一个脚踏实地、默默无闻的人。

马钧的成名，是在他到京城洛阳做官之后。魏明帝曹散在位时，他在魏国朝廷里先任博士，后又任给事中。博士是一种学有专长的官员，给事中的职责也只不过常在皇帝左右应对一些问题，这两种官职都带有顾问的性质，并没有什么实权。当然，他得到的俸禄也就不会很多了。加上马钧既不会钻营奉承，又不善于辞令，因此在朝中很不得意。

根据史书上的记载，马钧担任博士的时候，生活仍然比较贫困。为了摆脱困境，他潜心钻研技术，希望能在这方面有所作为。马钧的发明创造，就是这时从改进织绫机开始的。

织绫机是我国古代一种织丝机具，能织出提花的丝织品。西汉时期，河北巨鹿人陈宝光的妻子，发明了一种织绫机。这种织绫机，每台有120组经线，需要120个踏板。织成一匹散花绫，要用两个月时间。由于工序复杂，费时费力，因此织出来的绫，价钱很高，“匹值万钱”，普通老百姓根本买不起。后来，经过改进，有人将织绫机简化成60个踏板，或者50个踏板。每个踏板操纵织机上的一组经线。虽然经过了这样的改进，但是操作起来还是很费力，而且效率也不高，织一匹绫仍需几十天时间。

马钧决心将这种织绫机加以改良。他经过深入钻研，多次试验，终于改制成功，造出了新式的织绫机。这种织绫机，把原来织机上50组或60组经线，合并成12组；这样，只需要安装12个踏板就行了。同时，他还在织机上设计安装了一些别的装置，使之操作起来更为灵便。新式织绫机使生产效率提高了十多倍。它不仅大大减轻了人们的体力劳动，而且织出来的丝织品，图案变化无穷，有各种各样的花纹，质量比以前更好了。马钧改良织绫机，不仅推动了我国古代丝织技术的发展和提高，而且对于后来制造和推广家庭使用的织布机，也起到了一定的影响和推动作用。

如果说织绫机的改良推动了手工业生产的发展，那么，马钧发明的“翻车”则极大地推动了农业生产的发展。

当时，洛阳城里有一块空地，很适合于种植蔬菜。但是因为这里的地势较高，无法引水灌溉，所以一直荒芜着。马钧看到这种情况，觉得让这块可耕地荒芜下去，非常可惜。于是，他为了把这块荒地改成菜园，决心研制一种提水工具，解决灌溉问题。经过长时间的思索和精心设计，一种新型的提水工具终于创制出来了。这种工具名叫“翻车”。他又进行了多次试验，证明翻车能够把河水提上坡地，非常管用。据史书记载，马钧制造的翻车，能够“灌水自覆，更人更出”。就是说，翻车能够将河水刮上岸来，自动倾倒流出，而且循环不停。由于它的结构灵巧，不需要花费多大的力气，因此连小孩子都可以操作。翻车运转起来，提水效率很高。这样，不仅使洛阳城内的那片荒地变成了菜园，而且在我国农村中很快得到普遍的推广应用，大大促进了农业生产的发展。

马钧发明的翻车，一直流传了下来。因为翻车内用来刮水的木板叶，是一节一节地连接起来的，好像龙骨一样，所以也称为“龙骨水车”，简称水车。又因为它操作时是用双脚踩动，所以又叫做踏车。虽然马钧发明的翻车原样，没有保留下来，但是我们从后代人的记述中，却可以看到这种提水工具的式样、结构及其制作方法。

在元代王桢的著作《农书》和明代徐光启的著作《农政全书》中，都记述了马钧创制翻车之事。根据这两部书中的记载，可以知道翻车的构造。它的车身用木板做成长约6.7米的槽，槽的宽度不等，0．132米至0.231米均可。槽内有行道板一条。木槽的两头安装大小轮轴；大轴在木槽上头，小轴在木槽下头。再将一片一片连接起来的板叶，套在轮轴上面。大轴两端各带拐木，置于岸上木架之间。操作时，人扶着木架，踏动拐木，板叶随着轮轴转动起来，于是河水就沿着槽内的行道板被刮上岸来了。王桢赞叹说：“水具中机械巧捷，惟此为最。”对于翻车的发明，给予了很高的评价。

马钧在担任给事中的时候，在朝廷上同散骑常侍（宫廷的侍从官）高堂隆、骁骑将军秦朗发生过一次激烈的争论。争论的主要问题是古代究竟有没有指南车。

传说我国上古时代，黄帝在同蚩尤作战时，曾使用过指南车，辨明方向。西周时，周公也制作过指南车，但是没有流传下来。马钧对这种指南车非常有兴趣，很想将它制造出来。当时，朝廷内的一些大臣对此都抱着怀疑态度。一次，高堂隆和秦朗都说古代根本就没有指南车，不过是传说而已，不足为凭。马钧却说：“古代很可能是有指南车的，只是后来没有人对它进行研究，以致失传了。这有什么深奥呢？”高堂隆和秦朗非常高傲，平时就瞧不起马钧。这时，他们见马钧竟敢反驳，于是讥讽嘲笑道：“先生你名叫钧，字德衡。钧，是陶器的模型；衡，能用来称东西的轻重。如果连轻重都没有弄准确，又怎么能够制造出模型来呢？”马钧听后非常生气，不愿意再同他们争论下去了，便说：“空口争辩毫无用处，我们不妨试制一下，就可以得到证明了。”

高堂隆和秦朗把这件事向魏明帝作了汇报。于是，魏明帝就命令马钧制造指南车。马钧夜以继日地苦心钻研，过了一段时间，终于把指南车制造成功了。这辆指南车在实际表演中，真是灵巧极了。无论驾车的人将它向东南西北哪个方向转动，车子上站立着的木人始终手指南方。其中巧妙之处，简直无法用语言表达出来。人们交口称赞马钧，就连高堂隆和秦朗也不得不在事实面前服输了。

指南车也称司南车，是用来指示方向的两轮车。它的发明，是我国古代机械制造方面的一项重大成就。可惜的是，马钧制作的指南车，既没有实物保存和流传下来，它的制造方法也没有记载。因此，历代都曾有人进行过研究制造。特别是宋代的燕肃，在重新制作指南车方面成就最为突出。根据《宋史》中关于燕肃等人制造指南车的记载，我们可以推知，这种指南车的结构，同马钧所制造的指南车，可能大致上差不多。

除了指南车之外，马钧还创制了一种能够连续射出石头的军事器械，名叫“发石车”，也可称之为射石机。提到射石机，还得从诸葛亮发明的连弩说起。当时，魏国与蜀国之间经常发生战争。蜀国丞相诸葛亮创制了一种武器，利用机械力量连续发射箭矢，称为“连弩”。据说每次能射出10枝箭，杀伤力强，对魏国将士的威胁很大。马钧看到连弩后，认为这种武器巧妙固然巧妙，但是还不够完善；如果再改进一下，可以将杀伤力提高5倍。他没有去改进连弩，而是创制了一种轮转式射石机。原来有一种单发式射石机，每次只能射出一块石头，而且射出的石头往往被敌方城楼上悬挂的湿牛皮挡住落地了，因此威力不大。马钧经过研究后，将这种射石机加以改制。他制作一个木轮，将几十块石头挂在木轮上，利用机械力不断地转动木轮，然后割断拴石头的绳子，于是石头就接连不断地向敌方的城楼射去，其速度如闪电一般，十分厉害。在制造射石机的过程中，马钧曾在车轮上悬挂几十个砖头瓦块做过试验，能够射出几百步远。这种轮转式射石机，在当时来说，真可以算得上是一种远射程的先进攻城武器。

雕刻精巧的木偶，是我国一种历史悠久的民间艺术。这些木偶不会动弹，只能作为摆设，以供观赏。可是，经过马钧的巧妙构思和制作，木偶却能够活动起来了。

事情是这样的。有一天，有个朝臣向魏明帝进献了一套玩杂技的木偶。这些木偶雕刻得非常精巧，可就是不会动。魏明帝想到了马钧，看看他能不能设法让这些木偶活动起来。在召见马钧时，魏明帝问他：“你能够使这些木偶自己动起来吗？”马钧回答道：“能！”魏明帝又问：“你还能进一步做到使这些木偶进行表演吗？”马钧又作了肯定的回答。于是，魏明帝便让马钧去进行制作。

马钧接受了这项任务，并不轻松。他把木偶带回家后，反复观察，仔细琢磨。经过一番苦心钻研和设计，制作出一个又一个能够表演各种动作的活动木偶。他先用木材造成一个小戏台。在戏台下面安装上木头齿轮，利用水力推动齿轮。再用木材做了各种各样的男女木偶。这些木偶在戏台上，通过机关与台下的齿轮相连接。当齿轮转动时，便带动了台上的木偶，那些木偶就开始表演起来了。木偶们的表演丰富多彩，有的击鼓，有的吹箫，有的舞剑，有的倒立。至于翻筋斗、叠罗汉、春米、斗鸡的，样样都有。甚至还有木偶扮做官员，表演坐堂的样子。真是变化多端，好不热闹。魏明帝和群臣观赏到这种奇妙的木偶杂技表演，都感到十分开心。

马钧创制的这种有趣的活动木偶，被人们称之为“水转百戏”。活动木偶的制作，不仅给人们增添了欢乐，丰富了人们的文化生活，尤其值得称道的是，它表现出马钧对机械传动作用的深刻认识和掌握，反映出我国古代科学技术的高度水平。