三国原来是这样——迷雾中的木牛流马



中华文明的博大精深让世人为之赞叹，从思想、哲学、文学、经济、军事，以及科学技术等各个范围，都在世界文明发展史上占有非常重要的地位，影响之大，不用多言。

虽然近代中国衰落了，一个重要的原因就是科学技术水平没有跟上西方大工业化时代的步伐，不进反退，最多就是在原地踏步。但无可否认的是，古代中国的科学技术成就非常的灿烂辉煌，为后世留下了一个又一个的骄傲。

科技强国，道理一点都没错，一个没有在科学技术上有重大突破的民族，是很难在竞争极其惨烈的丛林世界中博得一席之地的。现代如此，古代也一样。古代的科技水平自然无法和现代科学相比，也没有形成严谨宏大的学科体系，但这是我们的祖先在未知世界中艰难的开创。我们之所以站得高、看得远，是因为我们站在祖先们的肩膀上。

在中国古代的科学技术史上，汉唐宋明这几个大王朝的科技发展的关注度是比较高的，许多具有重大历史意义的科技发明都产生在这几个大王朝。其实在那些烽火连天的乱世中，中国的科学技术之路也没有被打断，而是艰难地在探索，为后世的科技辉煌铺平了道路，三国的科技创造，就是如此。

说到三国时代的科技发明，我们首先想到的，可能就是诸葛亮发明的大名鼎鼎的木牛流马。在某种意义上，传说中的木牛流马就是三国科技的代名词。不过关于木牛流马，在历史上的争议非常大。

虽然陈寿在《三国志》明确提到了诸葛亮确实制造过木牛流马，裴松之附载的《魏略》更是详细记载了木牛流马的制作方法，但由于没有留下实物和图纸，木牛流马具体是怎么制造的，一直是众说纷纭。

木牛和流马是两种交通运输工具，主要的功能是用来运输粮食。因为益州和汉中的交界地带处在秦岭深处，这里高山峻岭绵延不绝，运输一直是诸葛亮北伐时非常头疼的问题。如果用马力或牛力来运粮，需要大量的粮草成本，而木牛流马不需要吃饭，能省下不少成本粮。

一般观点认为木牛是一种四脚的人力推车，但其中的机械构造相对于普通的两轮或独轮车复杂许多，甚至在特定的环境中还能实现“自动化”行走，大大节省了运输时间。

从物理学角度看，木牛流马属于木制机械，主要是运用了物理学中的杠杆原理。木牛流马的内部构造说起来不算特别复杂，内部由一套连动杠杆，只要扭动机关，杠杆原理发生反应，木牛流马就会自动行走。南北朝伟大的科学家祖冲之曾经按诸葛亮的方法打造了木牛流马，可惜也没有流传下来。

诸葛亮确实是个天才，他不但会搞政治、玩军事、做名士，也是一个优秀的发明家。不过话说回来，搞科技发明，毕竟只是诸葛亮的副业，没有人把诸葛亮当成三国著名的发明家。不过三国确实有一位在历史上极负盛名的伟大发明家，就是魏国扶风人马钧。

马钧在《三国志》中无传，幸亏裴松之在《三国志·方伎传》中附注一篇晋人傅玄的文章，才没有让马钧的绝世才华泯没于历史的尘埃中。马钧有许多伟大的发明创造，其中之一就是指南车（也称司南车）。

我们都知道，四大发明之一的指南针发明于宋朝，对后世的大航海时代产生了重大影响。实际上早在周朝初年，就已经出现了指南车。从周朝开始，到东汉末年，指南车一直是军事重器。有了指南军，军队就不失迷失方向，有利于作战。

东汉末年天下大乱，指南车从此消失，几十年内不见于世。直到魏明帝后期，曹叡命令时任博士的马钧，让马钧依照古法，制作指南车。指南车的具体做法是找来一辆马车，然后雕刻一个木头人，固定在车中心。这个木头人的手平举着，无论车子如何转动方向，木头人的手永远指着南方。

指南车和指南针的科学原理大致相同，指南针利用地球磁极的微弱磁力阴阳相吸原理，通过磁针来完成指南的方向。而指南车原理也是靠地球磁极的引力，内部架构相对复杂一些，指南车的车上还有一个车厢，里面有一套木制齿轮的传动器。车子在转动方向时，车厢内的齿轮会通过不停地调整，使木头人的手保持原指方向不动。

顺便讲一个有趣的小故事，实际上指南车的出现，是马钧赌气制造出来的。有一次马钧在朝会时，可能是提到了指南车的问题，与常侍高堂隆和骁骑将军秦朗当场辩论起来。

高堂隆和秦朗根本不相信世上有什么指南车，实物谁也没见过，所谓指南车不过是上古传闻而已。马钧则认为以前确实出现过指南车，不过是后来失传了而已。高堂隆和秦朗则对马钧冷嘲热讽，马钧被逼急了，干脆说咱们在这斗嘴没意思，我给你们造出一辆指南车，让你们闭嘴。

高堂隆和秦朗一直想出马钧的洋相，就联名找到魏明帝曹叡，说马钧有本事做出指南车，曹叡这才下令让马钧造车。结果马钧真的造出了精美实用的指南车，那两位老先生面对着指南车，面面相觑，无话可说。

不过马钧最有名的一项发明，是改良了农业灌溉机械，也就是“翻车”，也称龙骨水车。水车是古代农村最常见的灌溉机械，在翻车没有出现之前，农民浇灌庄稼，都是用人力拎水。

后来发明了辘轳，就是在有水处架一个木杠，将舀水工具用绳索拴住，慢慢放在水里，舀水上来浇灌。这样的浇灌方式，虽然比人力取水进步了许多，但有一个重大的缺陷，就是只能从高处往低处取水，而且同样需要人力拉放，人力成本比较高。

在东汉末年，著名发明家毕岚发明了翻车，不过这时的翻车功能主要是浇洒道路，还没有普及于农业灌溉。几十年后，马钧在毕岚翻车的基础上进行改造，成功了制作使用效率非常高的新式翻车。

翻车的形状像一架呈四十五度角倾斜的梯子，由木板链合而成，这是输水槽。翻车的输水槽底部放在农田边的水源里，底部设有刮水板，借助风力，或者人力在上面踩，通过齿轮运转，翻动刮水板，将水不停地刮进输水槽里。

因为翻车的动力主要依靠风力或畜力，人力的蹬踩只是起到辅助力的作用，所以马钧改进的翻车能大大节省人的体力，甚至儿童都可以轻松地蹬踩翻车。在靠天吃饭的农业社会里，人的体力是重要的生产力之一，翻车的出现，在中国农具发展史上具有划时代的意义。

随着古代社会科技整体水平的提高，其应用的范围绝不只是在农业生产上，军事领域也是科学成果重要的展示平台。科技不但能强国，同样可以强军，为什么近代中国在反击外来侵略时会付出这么惨重的代价？一个最重要的原因就是武器落后。不提高军队的科技含金量，是很难取得胜利的。近现代的历史已经证明，绝对的唯武器论是不正确的，但绝对的非唯武器论也是不正确的。

在中国古代的武器发展史上，有一个明显的时代分水岭，就是战国。在历史学界有个说法，将战国以前称为“青铜时代”，战国之后则称为“铁时代”。铁器的出现和成熟运用在经济、军事领域，实现了社会发展的重大跨越。

在冷兵器时代，军队作战最常用的近战武器主要有戈、戟、槊、刀、枪，在铸炼技术运用成熟之后，铁制杀伤器被广泛运用到这些武器上面。特别是西汉以后，生铁冶炼技术已经达到相当高的程度，这时的技术主要先将生铁加热烧熟，形成黏稠状，提粹杂质，然后铸造兵器。

不过上面这种铸钢方法比较麻烦，因为要炼成兵器，至少要经过几十次的锻炼打造，晋人刘琨那句极著名的“百炼成钢”就是受到这种炼钢方法的启发。虽然铸造出来的兵器还是拥有巨大的杀伤力，但质量上还不尽如人意，稍显粗糙，还有很大的技术提高余地。

差不多是在东汉三国时代，中国出现了灌钢技术。灌钢技术的出现，是古代锻炼史上具有划时代意义的重大科技成就，灌钢技术从出现，直到17世纪前，都是世界上最先进的铸造方法。

灌钢法的主要过程是先锻炼出生铁，然后将黏稠状态的生铁浇灌在熟铁板上，经过若干次的锻炼加工，钢铁是怎么炼成的？回答：就是这样炼成的。古代的钢铁需求量非常大，除了制造农业机械、兵器外，达官贵人们也都要配一柄上等好剑，这是身份的象征。

在阶级社会中，人有等级之分，物品也一样，俗话说一分钱一分货，这是客观的经济规律。两汉以来，国人尚武成风，无论文臣还是武将，都有佩剑的。魏文帝曹丕喜欢击剑，他曾经下令魏国的冶工部门，精选上等好铁，“精而炼之”，打造了一柄好剑，供曹丕击剑使用。

一柄上等好剑的市场价值是多少？魏国名将钟会的舅舅、后来成为晋朝权臣的荀勖就有一柄好剑，市值居然高达一百万钱。一百万钱相当于现在的三十多万元，可谓价值不菲，足见造工之精细。钟会早就看上了这柄剑，就利用自己会书法的优势，模仿荀勖的字迹，从保管这柄剑的钟会母亲那里骗走了这柄剑。

三国时代战争不断，所以需要大量的精造武器，吴黄武五年（公元233年），孙权下令大规模掘挖武昌铜铁，打造了十口宝剑，可能留作自己或近臣悬佩的，另外打造了一万口长近一米的上等好刀。每口刀上还刻有“大吴”篆字，可以想见当时冶炼工艺的先进。

最能体现三国先进冶炼工艺的，是蜀后主刘禅曾经打造过一柄剑，这是在蜀汉延熙二年（公元239年）时，刘禅下令冶工部门打造了一柄长达近三米的大金剑。如果没有相当先进的冶炼工艺，这等长度的剑是很难打造精美的，当然这种长剑谁也佩带不了，是用来镇山的，可惜这柄长剑后来不知所踪。

蜀汉境内拥有丰富的铜铁资源，比如南中，所以蜀汉的武器数量很大，这也在最大限度上保障了蜀汉北伐的武器来源。刘备在章武元年（公元221年）从金牛山中精选上等的铁矿石，精心打造了八柄剑，一柄自用，太子刘禅、梁王刘理、鲁王刘永、诸葛亮、关羽、张飞、赵云各得一柄。当时关羽已经被孙权袭杀，可能是把这柄剑赐给了关羽的后人。至于赵云得到这柄剑，可以证明赵云在蜀汉军界的地位并没有想象中的那么低。

古代的兵器一般分为两种，一是近战兵器，比如上面讲的戟、刀、槊等，还有一种就是远战兵器，就是弓箭、弩机，相当于现在的远距离发射器，比如手枪、火箭炮等。三国是远战兵器运用非常广泛的时代，最有名的远战兵器，自然就是天才发明家诸葛亮发明的连弩。

弓是单发的远战武器，每张弓一次只能装上一支箭，而且射击距离不算很远。每次射完后，需要从箭筒里取出箭，搭在弓上，瞄准目标再射，过程比较麻烦，影响作战效率。

早在战国时期，就出现了弩，弩的射程比弓要远得多，能达到五六百米，威力非常巨大。但这种弩的构造原理和弓一样，只能单发。诸葛亮在这种单发弩的基础上进行改造，诸葛亮连弩的优点不在于射程，而在于连续发射能力，这种连弩一次能连续发十支箭。

这种连发弩的正式名称是“元戎弩”，有时也称为“诸葛弩”。不过诸葛弩的用箭明显要比单发弩的箭要短，每支长八寸，箭头是用精铁打造的。这种弩机的样式和单发弩差不多，只是射糟下面有一个箭盒，上面一支箭射出去后，箭盒中的下一支箭会自动顶到箭糟里，这样能最大限度地提高作战效率。

后来马钧不知道从什么地方得到了一只诸葛弩，可能是战场上缴获的蜀军战利品。马钧仔细分析了诸葛弩的内部构造，有些不屑地说：“诸葛孔明的这种弩杀伤力确实很强，不过我能造出连发50箭的连弩。”可惜因为种种原因，马钧没有机会打造这等更加可怕的新式武器。如果五十发连弩真要做出来了，蜀军可就要吃大苦头了。

汉末三国时代的科技发明，除了上面讲的应用在农业、军事等领域外，在生活中的各个方面都产生了重要的作用。比如在文化传承中做出重大贡献的纸张，在汉末三国时就取得了重大的技术突破。

一般观点认为虽然早在西汉时就出现了“灞桥纸”，但灞桥纸还不是真正意义上的纸，而且这种纸表面极糙，难以用来书写文字。直到东汉中期，著名的宦官发明家蔡伦改进了造纸工艺，史称“蔡侯纸”。蔡侯纸的主要原料是树皮、弃用的碎布、麻头还有一些纤维制品，然后将这些原料捣制成浆状，再加上草灰水等辅料，磨铺晾晒，最终做成了纸。

蔡侯纸从质量上来说远胜于西汉的灞桥纸，但纸的洁白度还不太高，手感比较粗糙，这可能是蔡侯纸出现之后，东汉官方还以竹简或帛等作为主要书写材料的原因。到了大约东汉末年的灵帝、献帝时期，一位生活在山东的发明家左伯在蔡侯纸的基础上提高了纸的质量。

左伯造纸的具体操作流程没有流传下来，不过自左伯纸出现之后，受到了社会各界的强烈追捧，好评如潮。左伯纸最大的优点就是手感平滑、洁白可人，纸面上没有杂质。

科技发明的一个根本生存原因就是“优胜劣汰”，左伯纸在运用于社会生活后，迅速淘汰了旧有的纸张，成为当时最主要的书写材料。当然不能因为左伯纸的优质，就否定蔡伦的伟大贡献。还是那句话，左伯之所以看得远，是因为他站在了蔡伦的肩膀上。由于左伯纸的质量相当出色，在魏晋时代，左伯纸是与张芝笔、韦诞墨齐名的三大文化用品，谓为三绝。

还有一件很有意思的发明，利用最后一点篇幅讲一讲。唐朝人段成式的名作《酉阳杂俎》记载了这么一件事，说魏国名臣王肃曾经为了驱赶老鼠，制造出一个“逐鼠丸”。

唐朝之前有两个魏国名臣王肃，一个是三国北魏名臣王肃，一个是南北朝北魏名臣王肃。这两个王肃在历史上同样大名鼎鼎，都是士林中的顶级名士，不知道段成式说的到底是哪一个王肃。不过综合各方面情况来看，制造逐鼠丸的极可能是三国的王肃。

这种逐鼠丸的构造说起来很简单，王肃用精铜打造了一个铜球，然后将铜球固定在一个金属架上。不知道王肃用了什么方法，能让铜球在金属架上昼夜不停地旋转。因为老鼠偷东西最怕旁边有动静，把逐鼠丸放在粮仓等存储食物的地方，就能起到吓跑老鼠的作用。