中国科学家发明家的故事-第4章

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天下后的公元285　年，张仲景的遗体才被后人运回故乡安葬，并在南阳修建
了医圣祠和仲景墓。

（阎晓强）


马钧
——三国时期的机械大师
（公元2　世纪）

马钧，三国时期魏国扶风（今陕西兴平东南）人，是我国古代的机械大
师。他有不少的发明创造，对当时生产力的发展起了相当大的作用。因他在
传动机械方面有很深的造诣，当时人们对他的评价很高，称他为“天下之名
巧”。

改进织绫机

约自公元前2　世纪开始，有一条横贯亚洲的交通通道，东起渭水流域，
向西通过河西走廓，再经新疆而抵地中海并转罗马各地。这条联系欧亚非与
中国的古交通通道，就是举世闻名的丝绸之路。连绵不断的骆驼队、马车队、
马帮队，满载着蚕丝和绫绸，从中国内地通往中亚与欧非许多国家，历经千
余年。

丝绸队通过的地方，有个扶风县，这里大多数人家都以织绫为业。每天
晚饭后，家家都传出叽咔叽咔的织绫声，一直到深夜。

在一座茅草房里，穷苦的母子二人正在油灯下做活：母亲织绫，青年在
做木雕工艺活。母亲不时地催促儿子去睡觉，自己却在织机上艰难地织着，
直到筋疲力尽，实在踏不动织机了，才停下来休息。

这个青年叫马钧，家穷读不起书，但求知欲很强，平时特别喜欢观察事
物，善于动手，练得心灵手巧。当时穷人全靠两只手养家糊口，马钧虽然有
一手好木雕手艺，可家中的柴米大多还要靠母亲繁重的织绫劳动去换得，他
心里很不是滋味。

当时的织绫机叫提花机，是汉昭帝时一位不知名的女发明家创造的。绫
是表面光洁如镜的提花丝织品。为了织出复杂精美的花纹图案，经线要分成
几十组，每组经线由一“综”控制。“综”是使经线上下开合交替的接受纬
线的装置，而每一“综”则由一个叫蹑的踏具操纵。提花机最初为120　经120
蹑，后来虽已有改进但仍然要用50　或60　根经线织绫，每穿一根纬线就得踩
50～60　下蹑，劳动强度极高，效率很低，年老妇女织起来非常吃力。能不能
将织绫机改造得省力一些呢？马钧认真观察母亲织绫的一举一动，并蹲下身
子仔细分析绫机的部件。看起来，改进绫机，关键是把蹑的数量减少。马钧
看了又想，想了又看，还是想不出办法来，于是他慢慢踱到村外大路上。

大路边上长着一棵野核桃树，一群孩子正围着它打转，想把核桃弄下来。
一个孩子爬上了树，可核桃长在树枝上，他刚伸手，树枝一晃，差点掉了下
来，小伙伴赶紧让他下来。有的小孩捡起石头土块往上扔，不仅未打下核桃，
石块掉下来，差点砸伤了自己。这时，一个外号叫机灵鬼的孩子马上想了个
主意，他叫大家解下裤带结成一根长绳，在一端系上石块，使劲往树上一甩，
绳子从一根树枝上绕了过去。然后把绳子两端捏在手里，使劲一拉，一下子
掉下来十多个核桃，再一摇晃又掉下来不少，孩子们欢呼跳跃，纷纷趴下来
捡。

突然，马钧眼睛一亮，从孩子们的举动中得到了启发：长绳一次能摇下
来很多核桃，如果用一大块蹑代替许多小蹑，蹑的数量能大大减少，踩起来


就省力了。

他奔回家中，立即动手，又锯又刨，两天后做成了12　块蹑板，以及关连
的机械，然后把新蹑板安装在绫机上。

傍晚时分，马钧坐在绫机上，将第一块蹑板试踩了一下，虽然费了很大
的劲，可是他看到，绫机上的经线倒是一下子给提起了十来根。成功在望，
马钧高兴极了！

为什么踩起来还那么费劲呢？马钧有个追根究底的习惯，他钻进绫机下
面，仔细研究，发现是蹑板离座位太远，所以踩起来吃力。另一原因是，蹑
板和关连的部件都是新做的，木料未干透，所以转动不灵活。经过改进，果
然灵活省力。

马钧便把绫机一律改为12　蹑，简化了操作工序，降低了劳动强度，生产
效率提高了四五倍。各地都很快采用马钧的新绫机，使绫的生产大幅度提高，
促进了中国纺织业的发展。

再造指南车

新式织机的制造成功和迅速推广，使马钧远近闻名，连在京城洛阳的魏
明帝也知道了。魏明帝将马钧调进京都，给了他一个“给事中”的官职。这
是一个顾问性质的官，没有什么实权。马钧一点也不在乎，他的兴趣本来就
在机械方面，正好可以整天和能工巧匠们在一起切磋技艺，使他广收百家之
长，思路和眼界大开，进一步提高了机械制造技术水平。

一天散朝，许多大臣围在一起玩一件“宝贝”：一个四方铜盘，中间转
着一只汤匙，汤匙停住后，匙柄正好指向南方。马钧上前一看，心里就明白，
这是古代的指南器——司南。

这些人当中，有个魏明帝的亲信，叫高堂隆，他夸夸其谈：“你们大概
都不认识吧？这叫司南。”说完他用力再拨了一下汤匙，停住后匙柄又直指
南方。他很得意地卖弄道：“看见了吗？由于匙柄永指南方，所以叫司南。
据说古代还有指南车，但那仅仅是传说而已。”魏明帝的另一亲信秦朗也随
声附和地说古代指南车是虚构的传说，未必真有。

突然，一个宏亮的声音肯定地说：“古代是有过指南车的，只要动脑筋，
这种东西是可以再造出来的。”

诸大臣大吃一惊，定睛一看，原来是新到京都的给事中马钧。不少人替
他捏一把冷汗，认为年轻人不知天高地厚，得罪高堂隆肯定要吃大亏。

高堂隆还很少碰到有人乱插嘴，更没有人敢发表与他不同的见解，今天
马钧竟敢顶他，非常气愤。但他表面不动声色，却把事情奏告了魏明帝：马
钧会造指南车。高堂隆心想，马钧造不出指南车，皇上必然发怒，那就有马
钧的好戏看了。

魏明帝听奏后，果然下诏要马钧造指南车。

究竟有无指南车呢？传说炎帝族的首领神农氏和九黎族的首领蚩尤作
战，由于战场上起了大雾，炎帝的士兵摸不清东西南北，迷失了方向，结果
被蚩尤打得大败。

炎帝族请另一部落首领黄帝来助战，黄帝造了一辆指南车，能在雾中明
辨方向，就打败了蚩尤。此传说有文字记载。

据传3000　多年前，周朝的政治家周公，也造过指南车，送给一位部落首


领带回南方去了。

马钧接到魏明帝的诏后，经过连日废寝忘食的努力，绘制了图形，设计
了制造方案，终于造成了指南车。魏明帝兴高采烈地观看了指南车，非常佩
服马钧的灵巧能干。

“水转百戏图”

封建统治者总是贪图享乐，他们妻妾成群，皇帝就有“三宫六院七十二
妃子”，其他有名无名的不计其数。不少后宫妃子一辈子未见过皇帝的面。
宫里养有成百上千的歌伎舞女，供皇帝享乐。有人进献一种百戏模型给魏明
帝，这种“百戏图”造型精美，但不能活动。

高堂隆原想以造指南车来陷害马钧，不想马钧真的制造成功，而且得到
魏明帝的夸奖，心里很不是滋味，但面上却不敢表现出来。不久他心生一计，
想再次难倒马钧。

一天，趁魏明帝正在欣赏“百戏图”，高堂隆凑到跟前说：“马钧心灵
手巧，陛下何不下旨，叫他让这套木偶能活动起来呢？”

魏明帝听了很是高兴，立即下诏交给马钧一套“百戏图”，让他把这套
木偶活动起来。

马钧接下了“百戏图”，经过几天的琢磨研究，心中已有了底谱。他重
新雕刻了木人，暗中设下了机关，利用水力将它发动，制成活动的“百戏图”，
叫“水转百戏图”。只要把机关一开，乐工木偶们立即击鼓吹箫，歌女木偶
们翩翩起舞。杂技木偶的表演更是精采，有的叠罗汉，有的翻滚、抛球，有
的在绳索上作惊险的动作。表演变化多端，维妙维肖，极为生动有趣。

尽管“水转百戏图”对生产没有什么实际意义，但作为机械发明，其复
杂和精巧都达到了新水平。它充分展示了马钧在机械传动设计与制造方面的
才能，也标志马钧的制造技艺登上了新高峰。

新式龙骨车

指南车和“水转百戏图”的制造成功，使宫廷好不热闹，它们成了皇帝、
大臣和后妃们娱乐观赏的重要玩艺儿。马钧不爱凑热闹，一天他穿了便装，
独自出宫，来到南门口。

他看到一片空旷的高地上种着蔬菜，但因附近池塘地势太低，无法引水
灌溉，农民只好吃力地挑水浇菜。

趁这些农民休息的时候，马钧走到他们中间聊天、询问，跟他们商量用
什么方法把水引上高地。看起来，用杠杆吊水，辘轳吸水等老办法都不行，
还得另打主意。

马钧一路想，一路往前走，不觉出了南门。忽然看到两个壮汉子正在用
系着绳索的畚箕戽水，他们是想把一条水浜弄干，从那里抓鱼捉鳖。

马钧心里突然亮堂了：畚箕，这也可以当作汲水工具，如果模仿畚箕形
状，多做些木叶，装成连续戽水的机械，不就是汲水机了吗？只要能将水戽
到高地，再多开些沟，就可以灌溉整块菜地了。

马钧连夜画好图纸，找来几名能工巧匠，大家一起制造。经过多次试验、
改进，一架新式汲水机终于制成了。他们马上到菜地试验，两个木匠跳上去


踩动，吱嘎—吱嘎。。，一会儿菜地畦沟里就灌满了水。

当地农民欢天喜地，奔走相告，汲水机械迅速得到推广。有了汲水机械，
天旱，地势高，也能安上它来抗旱救灾，不用再挑水受累了。以后人们管马
钧制造的汲水机械叫水车龙骨车，也有叫翻车、踏车的。它运送和安装都很
简便，运作时可以两个人踩，也可以四个人踩，还有用手推动的。这是当时
最先进的生产工具之一。广大农村运用非常普遍，一直延续了1000　多年。直
到今天，在某些电力不足的山区，特别在抗旱救灾的斗争中，马钧发明的水
车还发挥着重要作用。

连弩与发石车

马钧一生在机械上的发明是多方面的，在军用武器制造上也卓有成就。

一次，蜀、魏交兵，诸葛亮又是大开城门，曾有“空城计”教训的魏将
见后哈哈大笑：这又是诸葛亮的诡计，命令众士兵冲锋攻城，“活捉诸葛亮”。
魏兵呐喊着向城门冲击。忽听一声梆子响，城门内飞箭如雨密集射出。冲在
前面的魏军士兵中箭纷纷倒地，后面士兵收不住脚，继续往前拥，城楼上也
有密集的箭群飞来，魏兵一下中箭死伤上千人，魏将慌忙下令鸣金收兵。城
内蜀军冲出追杀，魏军争相逃命，死伤不计其数。事后才知道这是诸葛亮发
明的新武器——连弩，是能连续发射的机械弓。一次可放10　支箭，能瞄准，
发射速度快，确实是叫人胆寒的新式武器。

魏国的将军好不容易在战场上捡到一副，立即派人送到京都，请马钧看，
要求能照样多造一些。马钧经过观察与实验后说：“巧则巧矣，未能尽善。”

后经过马钧的改进，连弩一次能放50　支箭，提高了效率4　倍，在战场上
发挥了重要作用。

以后，马钧又研制了一种新武器——发石车。它能将又重又大的石块发
射出去，用于攻城破阵，常常把敌兵砸得头破血流。但如果对方在城上或阵
地上悬挂浸湿的牛皮，石块砸上去只发出“噗、噗，咚、咚”的响声，人躲
在这种又牢又韧的牛皮背后，一点也伤不着。

马钧又想法提高石车的发射力量。一次他看见小驴拉碾磨面，碾盘上的
粮粒随着碾盘飞快地转动，靠近碾盘中心的只是滚动着，而靠近碾盘边的却
飞出了碾盘。离中心越远，飞出去的速度越大。他眼睛一亮，似有所悟。他
又用一根细绳系一块小石在空中挥舞，发现绳子越长，舞动的速度越快，石
子飞出去越远。

经过观察与实验，他改进了发石车的设计方案，制成了一架直立的大轮
盘转轮式发石车。在京都试验这天，魏军士兵争先恐后来观看。只见轮圈上
系着几十块砖石，架子上端装着一把可以活动的快刀，当转轮速度达到最快
时，快刀突出，割断绳子，几十块砖石高速飞出几百米远，把两棵大树间悬
挂的湿牛皮打得全是窟窿，几乎成了筛子。士兵们先是惊得目瞪口呆，继而
迸发出雷鸣般的掌声，欢呼马钧为他们制成了威力无比的攻城破敌新武器。

与马钧同时代的文学家称赞说：“马先生之巧，虽古之鲁班、墨子，近
世之张衡，也不见得能超过他。”

（魏文）


祖冲之
——杰出的数学家和天文学家
（公元429～500）

在我国古代南北朝时期的南朝，有一位杰出的科学家——祖冲之。他生
于公元429　年4　月20　日。字文远，祖籍是范阳郡逎县（今河北涞源县）。因
为战乱，后来迁居到了江南。

好问的孩子

祖冲之的父亲和祖父都喜欢数学，对天文历法也很有研究，这无疑给了
祖冲之以很大的影响。

祖父名叫祖昌，任大匠卿，是主管建筑工程的高级官员。他外出勘察时，
常常带祖冲之一起去。工地上有许多工匠，他们能算能画，祖冲之见了敬佩
极了。

工地周围还有很多孩子，他们会爬树，会游泳，会抓虫，还认识很多花
草树木。祖冲之非常喜欢与他们一起玩耍，因为从他们那里他能学到很多知
识。最有趣的莫过于看他们数星星，孩子们指着天空告诉他，哪个是牛郎星，
哪个是织女星，两颗星之间的光带叫银河。并告诉他怎样找北斗星：在北边
的天空中排列有7　颗亮星，其中4　颗星组成斗魁，另外3　颗星组成斗柄，组
合在一起形成一个勺形，这就是北斗星；将斗魁中的两颗星连成线，并向北
延长约5　倍的地方，有颗亮晶晶的星就是北极星，当你夜晚迷失了方向，可
以找到北极星来帮你辨清方向。小伙伴们还告诉他，斗柄随季节的变化在不
停地改变方向。。。小冲之在一旁听着真是入了迷，这天空中有多少有趣的
事情呀？

幼年的祖冲之对什么都好奇、好学。他见村里的人们经常唱一首歌谣，

他就一板一眼的跟着背诵：
初一看不见，
初二一根线，
初三、初四镰刀月，
初七、初八月半边，
直到十五月团圆。
十七、十八月迟出，
廿二半夜见半圆。
一天更比一天瘦，
廿九、三十月难见。

小冲之一边摇头晃脑地背着，一边心里琢磨着，为啥偏偏十五月儿圆？
为了搞清这个问题，他跑到爷爷的身边，扯着他的袖子问起来。爷爷回答说：
“孩子，月有迟早、圆缺，‘月相’有自己的规矩，人们制定历法的时候，
根据月亮在天上的圆缺排定每月的日子，把看不见月亮的那天定为初一，叫
‘朔’。把月儿最圆的那天就定为十五，叫‘望’”。小冲之虽然不能完全
听懂爷爷说的话，可有一点他明白了：不是因为十五月儿就圆，而是月儿圆
的那天人们把它定为十五。他第一次尝到了想问题，问问题可以得到知识的
甜头。从此后，他便常缠着祖父问这问那。


祖冲之最不喜欢读那些枯燥无味的经书。为此，常常遭到父亲的训斥：
“你这小子，没出息！”这时，在一旁的祖父就帮他解围，说：“只会死记
硬背，不会动手动脑才没出息！”就这样，冬去春来，祖冲之一年年长大，
他从父辈那里学到了不少知识，懂得了不少道理。俗话说，“多问的人将多
闻”。

好动脑筋的少年