马钧是三国时期曹魏的机械发明家,最主要的成就是四项:改进织绫机、造龙骨水车、复原指南车、改进发石车。同时代的傅玄称他「天下之名巧」,这个评价写进《马先生传》,是中国古代对工匠最高的一档赞誉。
一个被低估的曹魏工匠
马钧字德衡,扶风人,活动于曹魏明帝时期。他做过博士、给事中,都是文职,机械制造是他的兴趣和长处,不是他的官职。史书没有给他单独立传,他的事迹主要靠傅玄写的《马先生传》留下来。
这本身就说明了一个问题。中国古代的技术人物,地位远低于文人。张衡因为同时是文学家、天文学家,进了正史;马钧只有技术,就只能在别人的笔记里出现。他的发明被用了上千年,名字却没几个人记得。
傅玄对他的评价是「马先生,天下之名巧也」。这句话有两层意思:一是承认他的技艺在当时无人能及,二是暗含惋惜——这样的巧人,却没有得到相应的位置。
织绫机:把五十蹑减到十二蹑
这是马钧最早也最实用的一项改进。
当时的织绫机结构繁复,织不同花纹的绫,要用几十个「综」和「蹑」。旧式机器「五十综者五十蹑,六十综者六十蹑」,意思是织一种花纹要配五十个踏板,织另一种要配六十个。踏板多,操作就重,一个人踩不过来,效率极低。
马钧把它们统一改成十二蹑。踏板的数量减少到原来的五分之一左右,操作变轻,织工可以一个人完成,效率提高了四五倍,织出来的花纹质量还不下降。
这项改进的意义不在「发明」,在「简化」。他没有造新机器,而是把已有的机器重新设计,把复杂的机构归并成一套更简洁的传动。这是典型的机械工程思维:不是堆零件,是减少零件。
翻车:让水往高处走
翻车就是后世说的龙骨水车。它解决的问题很具体:地势有高低,低处的水浇不到高处的田。
马钧在洛阳时,看到城里有一片坡地可以种菜,但因为地势高,取水困难,一直荒着。他设计了一种连续提水的装置:一条长木槽,槽内装一串用木板做的刮板,首尾相连成环,用人力或畜力转动轮轴,刮板就把水从低处一级一级刮上来。
这个装置的精妙之处在于「连续」。此前的提水工具,比如桔槔、辘轳,都是一次提一桶,提上来、倒掉、再放下去,中间有空行程。翻车的水是连着流的,效率高出好几倍。
傅玄记这件事,说马钧造好之后让孩童去转,水就自己提了上来,评价是「其功百倍于常」。一个小孩就能转动,说明它的阻力被设计得很小。这项技术后来传遍全国,一直到二十世纪,南方农村还在用。
指南车、发石车、水转百戏,性质各不相同
马钧最有名的几件作品,常被并列在一起说,其实它们属于三种不同的东西。
| 作品 | 性质 | 解决什么问题 |
|---|---|---|
| 改进织绫机 | 对现有机械的改良 | 降低操作强度,提高产量 |
| 翻车(龙骨水车) | 新设计的农业机械 | 把低处的水提到高处灌溉 |
| 指南车 | 复原失传的装置 | 用齿轮传动保持指向,不靠磁性 |
| 发石车 | 对武器的改良 | 由单发改为轮转连续抛石 |
| 水转百戏 | 观赏性的机械装置 | 用水力驱动木偶自动表演 |
指南车最容易被误解。它不是指南针,不用磁铁,靠的是一套齿轮差速机构:车子转弯时,车轮带动齿轮反向补偿,让车上木人的手始终指向南方。这属于纯机械的定向装置,和地磁无关。
「天下之名巧」是谁给的评价?
给出这个评价的人是傅玄,西晋初年的文学家、思想家,也是《傅子》的作者。
傅玄和马钧有过交往,他为马钧写《马先生传》,记录了这个人的事迹,并在文中下了「天下之名巧」这个判断。这不是随口夸一句,傅玄在文中还专门讨论了「巧」为什么不被人重视。
他的意思是:世人看重的是读经做官,把技术视为「末技」,所以像马钧这样的人,即使技艺冠绝当世,也只能做一个给事中,不能主持营造之事。这段话其实是在批评当时的用人制度。
也正因为有傅玄这篇文章,马钧的事迹才没有散失。否则以他在正史中的地位,很可能连名字都留不下来。
为什么他的名字不如张衡响?
有三个原因。
第一个原因是他的成果大多散失了。织绫机、翻车、发石车都是实用器械,改朝换代之后没有实物传下来,只剩文字记载,而文字记载又只有《三国志》裴松之注所引傅玄《马先生传》这一篇,篇幅不长。
第二个原因是他的身份。马钧做的是工匠的活,在当时的评价体系里属于「方技」,不进经史子集的正统叙事,士大夫很少为他写文章。
第三个原因是后世教科书的取舍。张衡被写进教材,是因为他同时是文学家、天文学家,还有地动仪这样一件能画进课本的标志性器物。马钧的东西要么失传,要么形态太朴素,不容易成为一个符号。
常见问题
马钧是哪个朝代的人?
三国时期的曹魏。他活动于魏明帝在位期间,大约在公元三世纪上半叶,具体生卒年史书没有记载。他的活动地域主要在洛阳一带,任职工官,同时从事机械设计。
指南车是马钧发明的吗?
不是发明,是复原。相传上古已有指南车,后来失传。曹魏时期,朝中有人质疑古籍记载,马钧认为可以造出来,并最终制成。所以准确说法是「复原」或「重造」,不是「发明」。
马钧的翻车和现在的水车一样吗?
原理一样,形态有别。翻车是龙骨水车的雏形,用木槽加刮板连续提水。后世在这个基础上发展出脚踏式、牛转式、风转式等多种形态,但核心的「刮板链条」结构没有变。南方一些地区的农具博物馆里还能看到实物。
学习通