中国古代科学家的故事:马钧制造指南车

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中国古代科学家的故事:马钧制造指南车插图
指南车是一种辨别方向的工具。四千多年前,黄帝和蚩尤作战,蚩尤为使自己的军队不被打败,便作雾气使黄帝的军队迷失了方向。黄帝制造指南车辨别方向,终于打败了蚩尤。后来,东汉的伟大科学家张衡就曾利用纯机械的结构,创造了指南车,可惜方法失传了。因此,当时很多人都认为,指南车只是一种传说中的东西。

中国古代科学家的故事:马钧制造指南车插图(1)

今人复原的指南车模型

生活在东汉末年的机械大师马钧在魏国作给事中官,他对传说中的指南车极有兴趣,决心要把它重造出来。然而,一些思想保守的人都持怀疑态度。有一天,在魏明帝曹睿面前,一些官员就指南车和马钧展开了激烈的争论。

散骑常侍高堂隆说:“古代据说有指南车,但文献不足,不足为凭,只不过随便说说罢了。”骁骑将军秦朗也随声附和道:“传说不大可信,孔夫子对三代以上的事也是不大相信的,恐怕不能有什么指南车。”马钧坚持自己的意见,说:“指南车很可能是有过的,问题在于后人对它没有认真钻研,就原理方面看,造指南车还不是难事。”

高堂隆和秦朗嘲讽马钧说:“那我们打个赌吧,看看你能不能做出来。”于是魏明帝曹睿做了证人,由魏明帝亲自下令让马钧制作指南车。如果马钧完不成,就要受到一定的处罚。

在没有任何可参考的资料和模型的情况下,马钧利用他的机械知识,用差动齿轮的构造原理很快便制作出了指南车。当马钧制作的指南车出现在众人面前的时候,那些曾经不相信指南车存在过的人哑口无言。马钧胜利地结束了这一场争论。

马钧制成的指南车,在战火纷飞、硝烟弥漫的战场上,不管战车如何地转动,车上木人的手指始终指南,引起了满朝大臣的敬佩。马钧的不少发明创造对当时生产力的发展也起了相当大的作用,因为他在传动机械方面很有造诣,所以当时人们对他的评价很高,称他为“天下之名巧”。

知识链接:指南工具的演变

战国时,聪慧的华夏民族就制造出了最初的指南针——司南。司南用天然磁石雕琢而成,样子像一把勺子,底部圆滑,可以放置在平滑的罗经盘中自由旋转。使用的时候,先把罗经盘放置平稳,把司南放在上面,轻轻一拨,司南就转动起来,等停下来的时候勺头指向的就是北方,勺柄指向的就是南方。

中国古代科学家的故事:马钧制造指南车插图(2)

司南实物图

由于制造司南需要的天然磁石非常少见,所以它并没有被推广。宋代时,人们发明了人工磁化制造指南针的方法,将薄铁片剪成鱼形,放在炭火中加热烧至通红,取出铁片,使鱼尾对着南北方向,然后急速把鱼尾浸入水中。这样,一个指南鱼就制成了。使用时,先将一只碗盛满水,利用水的表面张力使指南鱼浮于水面。待水面平静后,鱼头指向的是北方,鱼尾指向的是南方。
后来,人们发现不一定要制造成鱼的外形,可以用一根小钢针在磁石上反复摩擦,使其磁化,这样使用起来会更方便。于是,指南针诞生了。公元12世纪末13世纪初,指南针由海路传入阿拉伯,又由阿拉伯人传到了西方。

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