中國機(jī)械工程發(fā)明史

zgjxcad

狀工具和兵器就增多起來。圖8到圖11代表我國出土的這一時期的刃狀青銅
器。自此以后，我國的各種鐵器又大大發(fā)展起來。除了同時仍有一部分青銅器以
外，就目前出土的古物看，又有了鐵刀、鐵斧、鐵鐮、鐵鋤、鐵攫、鐵鏈、斂
劍、鐵鏃及鐵鮮等j用尖劈原理的簡草機(jī)械就更多了。
  圃9洛踢金村出土锏鏃
（采鄖振鱷：中圓隧史參考固潛）
圃10成都揚(yáng)子旺I出土戰(zhàn)圓銅矛
（朵壘網(wǎng)基建工程中出土文物圃鐐）
    總起來看，我國臼五十多萬年以商玎，If1石器時代的周口店中國猿人稍早一些
開始，中同楹過巾石器nt代、新石器時代、青銅器時代直到春秋以后的鐵器時代，
無諭在生產(chǎn)用具，生活用具及兵器上，采用尖劈的原理以便用小力發(fā)大力，已經(jīng)
是很普遍了。后來又有兩方面的發(fā)展。第一是用尖劈當(dāng)作發(fā)生梅大壓力的工具，
    ·14·

zgjxcad

    圃11洪越永凝東堡出土d崩锏戈（采壘園基建工程中出土文g圊緣）
最顯著的例子是榨油機(jī)。圖1 2表示元代王被農(nóng)害上所畫的榨油機(jī)圖。在日常工
作中，一般的將兩件牢固地管定在一處所用的楔子也都是屬于這一類。第二是和
*t桴合餅應(yīng)用，如剪刀，鍘刀等，它們的種類和數(shù)量就更多了。
嘲t2榨油機(jī)（采王被：纓窨）
    ·  15．

zgjxcad

    在過去害籍上所載的關(guān)于刃狀工具和刃狀兵器發(fā)明的資料也不少。如古今事
務(wù)類考上載著“神農(nóng)作斧斤’’（公元前3218年到30 79年）。古史考上載著“剪
鐵器也，用以裁布帛，始于黃帝時”；事務(wù)系甘珠上載著“鑿，所以穿木，軒贛
制'’（以上都在公元前2698年到2 599年）。藐苑上載著“孔子圈吾丘子振鐮而
哭’’；古史考上載著“公橡般作鏈’’；事務(wù)柑珠上載著“推鮑，平木器，魯般
作’’  （構(gòu)在公元前530年左右）等等。不過這些琵載的可靠性究竟有多大是有疑
固的。不如就各地出土實物來推斷發(fā)明年代比較更好一些。
二．  橫  樨
    植槔也是比較發(fā)明最早應(yīng)用很普遍的一種簡草機(jī)械。有的是直接加以利用，有
的是同其他簡單機(jī)械粗撒在一起共同完成一項工作。當(dāng)人類已程知道用粗笨的石
刀石斧的時候，可能早已知道利用木棒或木楫了。因為這樣?xùn)|西是更容易得到，更
容易加工的。但是木臂的工具不容易保存很長的年代，所以很古的木耍工具沒有
遺留下來。甚至新石器時代石刀石斧等的木柄也沒有遺留下來（凡有孔的石刀石
斧等，當(dāng)時粗大多數(shù)都是有過木柄的。這些木柄在工作時都起著檀桴的作用）。
    我國有關(guān)利用植槔的記載，以“權(quán)衡’’為最早。呂氏春秋上載著“黃帝使伶
偷取竹于崖崳玄煨谷，為黃鍾之律，而造權(quán)衡度量�！比艏俣ㄟ@種傳魏是大致可
CyO?◇-19 9；簇
蹋13畏沙左家公山出士戰(zhàn)園木衡锏權(quán)
  （朵全圈基建工樣中出土文物圃鎩）
    ·  16．
o

zgjxcad

靠的瑟，刖時藺應(yīng)在公元前
2698年到2 59 9年之固。
到春秋戰(zhàn)國時應(yīng)用得更為普
遍。墨楹魏下第四十三：
“衡，加重于其一旁必捶，
權(quán)重相若也。相衡，刖本短
標(biāo)長。兩加焉，重相若，剮
標(biāo)必下，標(biāo)得權(quán)也�！�’這顯
然是一種有關(guān)權(quán)衡的敘述。
莊子外篇，毖篋第十，有“為
之權(quán)衡以稱之”及“掊斗折
衡而民不爭”的螽；孟子也
有“權(quán)然后知程重”的話；
都可以藐明當(dāng)時權(quán)衡的應(yīng)
用，已櫻相當(dāng)普遍了。圖1 3
所示系最近湖南省出土的戰(zhàn)
國木衡（天平）及锏權(quán)。圖
1 4所示系南北朝時梁代張
信繇畫的二十八宿神像圖之
一。很清楚地表明在稱量重
圃14南北朝粱礞佾繇畫二十八宿神像圓之一
    （采鄖振攆：中圓矚史參考圃譜）
物時根據(jù)檀桴原理所劊造的天平和稱。第一種已掌握了橙桴兩邊長度相同，當(dāng)平
衡n寸兩邊重量即相等的原理。第二種已掌握了梗桴兩邊長度與重量的相乘積彼此
相等，一邊的長度不變，若變更重量，另一邊的重量不變就應(yīng)孩變更長度的原
理。
    其次是灌溉或揚(yáng)水用的桔稗。關(guān)于桔桴，可靠的琵載以莊子為最早。莊子外
篇，天地第十二：“子重南避于楚，反于晉。過漢陰，兄一丈人，方將為圃畦。
鑿隧而入井，抱撬而出灌。捐捐然用力甚多而兄功寡。予貢日，有械于此，一日
浸百畦，用力甚寡而兄功鄉(xiāng)，夫子不欲乎？為圃者仰而觀之，日：奈何？日：鑿
木為機(jī)，后重前程，挈水若抽，數(shù)如蚨溻，其名為槔……�！鼻f子天運(yùn)篇十四
也載著：  “顏淵筒師金日：子獨(dú)不兄桔槔者乎？引之則俯，舍之剮仰。’’后來在
    - 17  ·

zgjxcad

躅15漠武染稠壁畫上的桔稗圃
    （采漠武梁稠畫象鰷）
圖16耕淵}圄上的桔檁躅
  （采康熙耕微圃）
    圊17漠武粱稠壁畫上的撒機(jī)瞬
    （采漠武梁稠畫象緣）
賈恩勰的齊民要術(shù)和_F J的農(nóng)害上更是當(dāng)做一種主要的灌溉機(jī)械。圖1 5所示是漢
代武梁祠壁畫．L所表示的桔桴圖；圖1 6所示是清康熙三十五年（公元1 6 96年）
焦秉貞所畫的耕撒圖上的桔梓圖。
·18·

zgjxcad

    其他利用桓桴原理劍制的工具，如剪刀、鍘7J、手甜、腳踏碓，水碓、拋石
機(jī)及獺布機(jī)上的腳踏板等等，實不勝枚舉。圖1 7所示是漢代武梁祠壁畫上的微
機(jī)。兩個腳踏桴，都是植桴的-)例。
    三、  滑卓與翰軸
    滑卓這一種筒淮機(jī)械，在原理上可以就是由植槔變化而來。更由它發(fā)展出贛
蛾、雙轆憾、輸軸、較卓、竣差滑卓和復(fù)式滑卓等等。在我國古代發(fā)明的也很
早，應(yīng)用的也嗣當(dāng)普遍。
    1．  滑卓與鞔墟
    物原上載著“史佚始作轆豫”。史茯是周代初年的史官，如果這一琵載是可
靠的話，就是在公元前1 1 00年左右就發(fā)明了轆蟠。其次是春秋時期，根據(jù)魏西
河同志的分析，墨程下第十二條售敘速了一個用滑卓的力學(xué)實酸‘．’（墨子是公元
前500年左右的人）。同時公橡般為季康子葬母所創(chuàng)造的蔣動機(jī)關(guān)和為楚囤攻打
宋國所創(chuàng)造的云梯，其中都有滑卓的應(yīng)用。最近成都拐子山出土的漢磚上有鹽井圖
的一塊和成都站東鄉(xiāng)出土的陶井模型上邊都有滑卓的裝置，如圖1 8及圖19所示。
    圃18成都榻子山出土漠畫象碑鹽井圃上所用的滑率
    （采全網(wǎng)基建工程中出土文物圃鰷）
駐(1)魏西河：滑率與斜面的鼗現(xiàn)和使用以中圓為最早。清摹大學(xué)學(xué)報第7轡第2
    期，1960年12月。
    ·  19·

zgjxcad

圃19成都站東螂出土的陶井及綢井架圖
  （朵全圓基建工程中出土文物圃緣）
2．  雙麓輔、花鞭讓或復(fù)式贛掛
    魏明帝時（公元227-公元2 39
年）建凌云臺，使章蕤寫匾。掛上以
后，看著不夠好，便把他裝在一個麓
子里用赫墟引上去加以改正‘1’。后趙
（公元335-348年）石虎曾用q端回
蔣鳳凰街韶飛下，器之鳳韶‘2）。酃道
元水程注上，潛水一條上也有“作蔣
輸，造懸藺’’的記載。
    以上所藐的幾個實例都是單滑卓
或酶轆稿的應(yīng)用。就原理藐，單滑卓
只有改變用力方向便于工作的效果，
草轆鰒刖有加小力生大力的作用。因
為回轉(zhuǎn)柄的半徑恒大于兢囅的牛徑，
即加力點(diǎn)的速度大于生力點(diǎn)的速度，
如圖20所示。后來這種筒單機(jī)械又
向著下述四個方面有所發(fā)展。
    如圖21所示，在同一個兢韞上裝上兩條糨子，在相反的方向疆橇著，下端各蘩
上一個汲器。當(dāng)滿水的汲器被向上提的時候，空著的汲器就被下放。這樣交替工
作有兩種利盆。一是沒有淮轆墟的空放時圈，轆襤向任一方向蔣動都是作工；二
是下放的空汲器和襁子的重量對于所加的原動力有幫助，可以減少一部分所需要
的原動力。且實際上因為空汲器和糨子的重量可以減少一部分原動力，多把羲檻
的直徑增大，這樣工人出同大的力量在同一深度的井兢可以少蔣若干周，蠲接著
盞(1)張懷罐：霸斷，章涎，蒲窨韭善，題幕尤精，  “（魏）明帝凌云臺初威，舍涎題
    榜，高下要好。舍就加點(diǎn)正，因數(shù)危耀，頭愛皆白。既‘F，戒子孫無為大字楷
    法。王佾虔：名香鎩，魏明帝起凌云臺，禊先釘榜而未之題。齏盛章誕械轆引上
    魯之。去地二十五丈。涎甚危性。乃戒子孫魍此肇法�！�
u (2)睦翩：鄹中能，“石季髓與皇后在觀上為韶，臀五色祗，著腺口中。趿既街韶，侍
    人放數(shù)百丈耕襁，藕虢回蔣凰凰采一F，桶之凰貂。臌凰以木作之，五色漆畫，腳
    皆用金。”
    ·20·

zgjxcad

就可以省掉一部分提水的時同。圖22表示我國礦井上所用的雙轆鑣。這些精
  圃20罩鞭螭
（朵宋應(yīng)星：天工開物）
圃21雙轆豫
    ·21·

zgjxcad

果，總起來祝都是提高勞動生產(chǎn)率。因為在王頑農(nóng)害卜已有關(guān)于雙fr隧的冕或，
可知至少在公元1 31 3年以前早就發(fā)明了‘1）。
    吲22髓并上所用的雙械襤
    (采R.p. Horrunel: China at Work)
    3．校牽
    棱卓實贊上是蟯襤的變相或發(fā)展。不過加力的橫桴（幗當(dāng)羲韞的曲柄）更長，
LL程常是橫OF的數(shù)目更多就是（轆襤曲柄多是一個）。在日常工作中，凡起重引重
需要大力的地方應(yīng)用的很多。惟最早發(fā)明的時期還沒有考祭出來。在正史上，已
耀找到的有關(guān)校卓的記載只有下列一條，吾史卷一百七，石季龍（杓公元336年
左右）：“邯鄂城西石子垌上有趙筒子墓，歪是季龍命發(fā)之。初得炭深丈余，次
得木板厚一尺。積板厚八尺乃及泉。其水清泠非常。作枝卓以牛皮囊汲之，月余
而水不盡，不可發(fā)而止�！�’
    又信公亮（公元998-1078年），武桎總要前集卷_IJ二：“技牽，合大木為
    圖23用被卓使船過踴圊
（采依·弗·麻茲涅佐夫：中網(wǎng)科學(xué)技銜兜）
缸(1)王幘：毪雷锫f-九，“轆箍……或用雙粳f道順交耱，所憋之器虛者下，盈者一b
    更相上一F，次第不輟，覓功甚速。”
    ·22 -

zgjxcad

床，前建二叉手柱，上為校率，下施四睜輸，醬桎壯大，力可挽二千斤�！�
    圖2 3表示我國用較卓使船過嗣的情形。山多數(shù)人同時推轄幾個較長的橫樣
（多用四個），秸果使程橇在中同較徊的立軸上的糨索上發(fā)生很大的力量，提起
船身使之過同。圖24表示用彼圖加以簡化的情形。圖2 5表示宋代所阿捕熙圖
上用技卓搬罾的情形。
同24問前（略圖）
    滴25用被率搬巹蹴
    （采故宮嘲刊鍆二百九l-六期：宋人畫捕焦圃）
  4．較差滑章
  較差滑牽是把一個圓卓由作成粗細(xì)兩段。  用它起重的時候，  使懸掛韃蓬滑卓
的輻索一頭向較粗的一段程耱，  另一頭由幀徊的一段下放。  兩,/JJ-_于和下降差
·23·