中外科学家发明家丛书:张衡 (十七)
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中外科学家发明家丛书:张衡 (十七) 发布于:2016/05/19
    我国古代有关木制飞鸟的记载,最早见于《墨子·鲁问篇》:“公输子 削竹木以为鹊,鹊成而飞之,三日不下。公输子自以为至巧。”其后《韩非 子·外储说》称:“墨子为术鸢,三年而成,飞一日而败。”西汉时《淮南 子·齐俗训》更称:“鲁班、墨子以木为鸢而飞之。”这些都说明早在公元 前三、四百年战国时候,我国已经发明和制造了能够在空中飞翔的木鸟,并 且很可能是运用了斜面等原理。到东汉时,张衡是否发展了斜面原理,或应 用过螺旋浆等形式,我们已无法确断。据史书记载:“张衡尝作木鸟,假以 羽翮;腹中施机,能飞数里。”这种装有机关、能飞好几里的自飞木鸟,无 疑是受到了先代科学家如鲁班、墨翟等人的启发,加以自身的努力研究制造 出来的,而其制造技术自然要比墨翟等制造的木鸢高明得多了。
      历史文献中较早记载张衡制造指南车的,是南北朝时梁朝文史学家沈约 所著的《宋书·礼志》。其中云:“指南车,其始周公所作,……至于秦汉, 其制无闻。后汉张衡始复制造。汉末丧乱,其器不存。……明帝青龙 (公元 233-237年)中,令博士马钧复造之而车成。”这段史料说3000年前的周公 已造成了指南车,这不大符合实际。不过,张衡很可能利用齿轮系创制指南 车,一百多年以后机械工程专家马钧重新造成指南车。
      张衡和马钧制造指南车的方法虽然都没有流传下来,但此后不断有人制 造指南车成功。北宋时,燕肃在仁宗天圣5年(公元1027年)、吴德仁在徽 宗大观元年(公元1107年)先后造成了指南车,《宋史·舆服志》中详细地 记载了他们内部的机械构造。它们采用一种能自动离合的齿轮系,使得车子 不管怎么转,车上木人的手指始终指向南方。古代皇帝出巡的时候,指南车 就排列在出巡行列最前面的仪仗队里,用来指示方向。
      记里鼓车也是利用齿轮系转动的。当车子前进时,利用车轮的转动,自 动地把车行的里数表示出来,它和现在汽车上的里程表的作用相同。晋代崔 豹作的笔记《古今注》记载着:“记里鼓车,一名大章车。晋安帝(公元417 年)时刘裕灭秦得之。有木人执槌向鼓,行一里击一槌。”当时有一本专记 西汉遗闻轶事的《西京杂记》也说:“汉朝舆驾祠甘泉汾阴,备千乘万骑。…… 记道车,驾四(由四匹马拉着),中道。”记里鼓车也是供皇帝出巡时用的。 张衡是在永建元年写成《应间》的,由此可以推知张衡造成木雕、指南车、 记里鼓车等机械,大体上应该在永建元年之前。
      在机械方面,张衡制造了许多奇巧器物,成就惊人,堪称一代宗师大匠。 张衡曾一度获得“木圣”的称号。
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