近日,2021年諾貝爾經濟學獎、生理學獎、化學獎、物理學獎等獎項花落各家,中國科學家又一次與其失之交臂。可是在一千八百多前的三國時代,卻有一位天才的發明家,他僅憑一己之力,在短短的時間內就先後發明和改進了織綾機、指南車、翻水車和發石機等十幾件神器,並對諸葛亮的連弩機進行了改良和完善。一度曾受到魏明帝的大力點贊,被時人譽為技壓魯班。倘若時光倒流,諾獎前移,他必將斬獲數獎,甚至連續拿獎也極有可能。他是誰?
他就是三國時魏國的發明大王馬均。馬均,字德衡,三國時期魏國扶風人,生卒於何時,史書皆無記載。馬均出身貧寒,從小口吃,不善言談。卻善於動腦,勤於動手,尤其痴迷於機械方面的原理及製作。
約十八歲左右,馬均被家鄉的父母官舉薦到京城洛陽,成為一名“皇家科學院”的技術員。在科學院中,馬均並沒有被人當棵蔥,除了打水掃地幫人拿個快遞外,再無他事。凡是發明家大都有兩個共同的特點——閒不住和愛琢磨。馬均也同樣如此。閒暇時,馬均常去宮裡的紡織車間轉游。由於當時的織綾機傻大笨粗,操作機器的工人往往累得氣喘吁吁,滿身大汗,辛苦異常,但生產效率卻極其低下。貧寒家庭出身的馬均看了幾次後,心中難安,於是,便萌生了對其改進的念頭。
綾是一種表面光潔的提花絲織品,而織綾機則是中國古人的智慧結晶,至於什麼時間?由誰發明?不但現今已無據可查,即使馬均所在的三國時代也無法查知。彼時,這種織綾機有一百二十個踏具,工人用雙腳踩踏,用雙手理絲,一邊踩,一邊理,由於操作繁複,當時為織一匹花綾,往往需用十幾人花費兩個多月的時間。後來,這種織綾機又幾經改進,但到了三國時,仍然有五十多個踏具,操作起來仍不輕鬆。
馬均連續幾天深入到生產車間,一邊觀察,一邊琢磨,一個月後,便重新設計製造出一種新式織綾機。新式織綾機不僅簡少了踏具,而且結構和工藝也大為改善——由原來五十踏和十幾人共同操作改成了十二踏和三人操作。經此一改,織綾機不僅精緻、便捷,而且生產效率成倍提高,織出的花綾圖案惟妙惟肖,花型變化多端,受到宮中一眾美女們的廣泛稱讚。
新式織綾機不僅提高了生產效率,也提高和改善了馬均的地位和待遇。一月後,馬均即被提拔為給事中——助理工程師。提幹後的馬均,工作熱情和積極性大增,不久後,又露了一小手。
一次,一個細雨霏霏的上午,馬均與散騎常侍高堂隆和驍騎將軍秦朗在府中閒聊,聊來聊去,聊到了指南車。高堂隆自以為是:“據說古代有指南車,但卻不見於文獻,我覺得這不過是個美麗的傳說而已。”秦朗也隨聲附和。馬鈞卻不以為然,開口道:“愚以為,指南車,這個應該有。就原理而言,造個指南車也不是個什麼了不起的事情。”高堂隆聽後冷冷一笑,而秦朗則搖頭晃腦,並帶有幾分嘲諷地對馬鈞說:“先生名鈞,字德衡。鈞是製造器具的模型,衡是定量物品輕重的標準,你既沒有模,又沒準,拿什麼做指南車?”馬鈞淺淺一笑,胸有成竹地說:“虛爭空言,不如試之易效也。”高、秦二人遂說於明帝曹叡。曹叡不愧明帝二字,當即下令馬均試之。
所謂指南車,即辨別方向的工具。據傳4000多年前,黃帝和蚩尤作戰時,蚩尤曾對黃帝施過迷魂陣。可是,魔高一尺,道高一丈。不久後,我們聰明過人的先祖黃帝就製造出了指南車。靠著指南車的指引,“黃軍”不僅破了迷魂陣,還一舉打敗了蚩尤。又傳說3000年前,南方的越裳氏派使臣到周朝貢,因路途遙遠,山重水複,迷失了回去的路線——找不到南。彼時,史上少有的聰明人和道德完人周公得知後,遂製造了指南車相贈。越裳氏的使者靠此神器才得以返家。如果說這些故事,還僅僅是個傳說,但到了東漢時,有一位偉大的發明家張衡卻真真切切地發明出了指南車,只可惜張衡製造指南車的方法到三國時業已失傳。
也就是說,三國時,人們只是從傳說中得知有指南車這回事,但誰也沒見過指南車長得是啥模樣。馬均接到魏明帝的詔令後,在一沒有資料,二沒有模型的情況下,憑著一股不服輸的闖勁,經過潛心鑽研,反覆試驗,十多天後,終於製成了指南車,用實際行動和既定的事實勝利地結束了這一場爭論。
據講,馬鈞製成的指南車,在戰火紛飛、硝煙瀰漫的戰場上,不管戰車如何巔簸,但車上木人的手指始終準確地指南,從此,“天下服其巧也”。
隨著名氣越來越大,馬均的活動空間和視野也隨之不斷地擴充套件。不久後,馬均在外出散步時,發現在洛陽城裡,有一大塊坡地非常適合種植蔬菜,很多百姓也很想把這塊土地開闢成開心農場,可惜因此地離水源較遠,很多人在嘗試了數次後,不得不放棄。馬鈞看到後,覺得十分可惜,於是,又動了發明水車的心思。
所謂水車,在古代則叫做翻車。據傳,東漢末年有個叫畢嵐的人曾製造出翻車,這無疑是世界首創,但當時的翻車做得還比較粗糙,效率也不高。這翻車還有個小名——龍骨水車。翻車或龍骨水車現在已退出了歷史舞臺,但在南方很多的旅遊景點,仍能看到它靚麗的身影。這水車主要是應用齒輪聯動原理,透過鏈條上綁縛的木鬥提水,以達到灌溉的目的。在三國時,估計這種翻車還未在洛陽一帶普及,不然,百姓也不會望地興嘆。
馬均回去後,又經過了十幾個晝夜的辛苦,終於研製出了新式水車。水車主要由水槽、鏈輪、鏈條等組成,一頭在水中,一頭在岸邊,透過踩踏設定在岸邊的鏈輪,將水徐徐提到岸上,然後再透過事前修好的水渠,將水輸送到田邊地頭。馬鈞所製造的水車,既輕快又省力,不僅大人可用,兒童也可運轉,“其巧百倍於常”——提水效率百倍於以往,因此,受到了大眾的普遍歡迎。
如果說以上這些發明還多少有點借鑑或錦上添花的成分,而“水轉百戲”的研製成功,則完全是馬均的首創。
一次,一個地方官員進獻給魏明帝一種木偶百戲,這一百多個木偶個個造型精美,可遺憾的是,這些木偶只是木偶,既不能動,也不能轉,明帝在玩了幾次後,便覺索然無味,棄之一旁。一天,明帝在宮中邂逅馬鈞,便有一搭無一搭地隨口問道:“你能使這些木偶活動起來嗎?”馬鈞看了看,點了點頭,回答道:“能!”明帝很高興,遂命馬鈞試之。
十多天後,馬鈞就成功地創造出“水轉百戲”。他以水為動力,透過水流轉運木輪,使眾多木偶全都動了起來。擊鼓、敲鑼、跳舞、耍劍、騎馬、推車,有的甚至還能在繩上跳躍、倒立,花樣百出,果然是百偶百戲。
就在馬均埋首於創造發明之時,魏國與蜀國激戰正酣。彼時,蜀國大軍事家諸葛亮在戰鬥中,曾發明出一種可以接連發射弓箭的利器——連弩。它每次可連發射十箭,威力很大。魏軍在戰場上揀到這一神器後,大為驚奇。彼時已經年老體衰的馬鈞看到連弩後,認為這種兵器雖然優點很多,但仍有不足,如果加以改進,可再提高威力五倍。說幹就幹,五天後,馬均就製造出了改進後的連弩,戰場一試,果然效果奇佳。
所謂沒有最奇,只有更奇。漢末官渡之戰時,曹操曾使用“發石車”攻擊袁紹的陣地,結果打得袁紹鼻青眼腫,滿地找牙,但這“發石車”雖然神奇,也有一個致命的弱點,即不能連發,且效率不高——只要敵方在陣地前掛起幾張溼牛皮,即能將石擋住,發石車的威力頓減。馬均發現這一弊端後,又重新設計出了一種新式的攻城武器——輪轉式發石車。製成後,馬鈞曾用此車做試驗,試驗中,可以連續把幾十塊磚瓦射出幾百步遠,這在當時說來,可謂是一件絕無僅有的終極殺器。除此之外,馬均還在耕作工具和戰車等其他兵器上多有發明創造。
然而,馬均發明創造的這些神器,卻遭到了一些名流大家的嘲諷和譏笑。彼時,皇家科學院裡有名理學權威裴秀,這人明顯是個理學上的成人,科學上的兒童,他出於偏見,睜著眼說瞎話,一根筋地認為馬均這些發明皆屬奇技淫巧,毫無價值,不值一提。可是彼時的文學大家傅玄卻認為馬均的這些發明乃“國之精器,軍之要用”。
一次,傅玄對安鄉侯曹羲說:“馬先生髮明的是國之重器,只需圓木幾根,人力二三即可,不妨讓其推而廣之。”曹羲認為有理,遂把傅玄建議轉告給了時為曹魏的實際當權者曹爽,但曹爽卻未予理睬。見此,傅玄大搖其頭,心生感嘆:“馬先生是名巧,尚且不受重視,況幽深之才,無名之璞乎…馬先生之巧,雖古魯班,不能過也。”
馬鈞在手工業、農業、軍事等方面有諸多發明創造,是三國時最傑出的發明大家,堪稱一代機械大師。但由於時代的侷限和制度的原因,馬鈞的許多發明創造沒有得到應有的重視和付諸於生產實踐,令人唏噓。
參考文獻:陳壽:《三國志》 范曄:《後漢書》 穆駿:《我國傑出的發明家馬均》
作者:我方特邀作者叢中笑