引子
最近ChatGPT特别火,大家玩得不亦乐乎,ChatGPT是一种人工智能,人工智能的前身是机器人和自动机械装置。
搜索某度百科,世界上第一台机器人是在1959年 ,由享有“机器人之父”美誉的美国人恩格尔伯格发明的。现代普遍使用的自动机械装置的前身是蒸汽机,一般认为,蒸汽机是英国人瓦特发明或改进的。
某度搜索“蒸汽机”,通篇都是西方人发明的,跟中国一点关系都没有。
某度百科关于蒸汽机发明的说明
经常看到某某东西是西方人先发明的,这跟中国历史记载大相径庭。那么机器人和蒸汽机都是西方人发明的吗?我们熟悉的现代科技产品中有什么是中国人先发明的呢?
中国古代机器人和自动机械装置发明历史
列子(约公元前450年—公元前375年),名御寇。战国前期道家代表人物。郑国圃田(今河南郑州)人,古帝王列山氏之后 。约与郑繻公同时。先秦天下十豪之一,道学家、思想家、哲学家、文学家、教育家。
列子写的《列子·汤问》中记载,周穆王去西方巡视时,遇到了工匠偃师,偃师研制出了一种会唱歌、跳舞的伶人,给周穆王展示。这种伶人不仅能做出很多高难度的动作,还能够与周穆王的嫔妃们“眉目传情”,气得周穆王差点要杀了偃师。幸好工匠偃师及时拆解了机器人给周穆王看,周穆王才知道这是个用木头皮革等材料制成的假人,就原谅了偃师。
《列子·汤问》:周穆王西巡狩,越昆仑,不至弇山。反还,未及中国,道有献工人名偃师......越日偃师谒见王。王荐之,曰:“若与偕来者何人邪?”对曰:“臣之所造能倡者。”穆王惊视之,趣步俯仰,信人也。巧夫顉其颐,则歌合律;捧其手,则舞应节。千变万化,惟意所适。王以为实人也,与盛姬内御并观之。技将终,倡者瞬其目而招王之左右侍妾。王大怒,立欲诛偃师。偃师大慑,立剖散倡者以示王......穆王始悦而叹曰:“人之巧乃可与造化者同功乎?”诏贰车载之以归。
表演歌舞的机器人
西周时期,中国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是中国有记载的最早的机器人。
鲁班(公元前507年—公元前444年),姬姓,公输氏,名班,人称公输盘、公输般、班输,尊称公输子,又称鲁盘或者鲁般,惯称“鲁班”,春秋时期鲁国人,是中国建筑鼻祖木匠鼻祖。
风筝在空中受重力和扬力的作用成功在空中飞翔,后来风筝的制作越来越大,技巧也越来越高明,于是,在历史上出现了风筝载人载物的记载。由此风筝娱乐之外,也成为传递信息的工具,甚至用于军事用途。2000多年前中国人发明的风筝,可以称为飞机的鼻祖。
鲁班用竹子,改进墨翟的风筝材质,演变为多线风筝。东汉时,蔡伦改进造纸术后,坊间才开始以纸做风筝,彼时称为”纸鸢“。
鲁班手艺巧夺天工,非常高明。鲁班和墨子论道,鲁班拿出他的发明:能在空中飞行三天三夜的木鸢。
《公输》里说:“墨子为木鸢,三年而成,蜚一日而败。公输子削竹木以为鹊,成而飞之,三日不下。”
《韩非子》中也有类似记载:“墨子为木鸢,三年而成,蜚一日而败。”
西汉初年,汉高祖刘邦曾被匈奴单于冒顿围困。刘邦的谋士陈平得知匈奴兵精锐骠悍,但冒顿的妻子阏氏心性妒忌。于是陈平就命令工匠制作了一个精巧的木机器人。给木机器人穿上漂亮的衣服,打扮得花枝招展,美貌俊俏。然后把它放在城墙上,发动机关,这个机器人就跳起优美的舞蹈,惹人怜爱。阏氏在城外看到此景,不明真相,信以为真,把这个会跳舞的机器人当作真的汉朝美女,怕破城以后冒顿宠幸这个中原美姬而冷落自己,便说服冒顿弃城而去,刘邦及汉军这才化险为夷。
落下闳(前156年—前87年),复姓落下,名闳,字长公,巴郡阆中(今四川阆中)人。西汉时期的天文学家,浑天说创始人之一,创新中国古代“宇宙起源”学说,在天文学上有较大的影响。他发明“通其率”,影响中国天文数学2000年。创制“太初历”,又称“八十一分律历”。落下闳第一次将24节气纳入历法,此一做法,奠定了春节的基础,被称为春节老人。
落下闳是浑天说的创始人之一,经他改进的赤道式浑天仪,在中国用了两千年。浑天仪用来演示天象,为创制“太初历”立下大功。落下闳创制的浑仪(包括浑天仪和浑天象),形象地展示了宇宙模型。他通过长期观测和科学运算,用事实论证了浑天说理论和天体运行规律,最终制定出优于其它17种历法的“太初历”,是浑天说对盖天说的有力的否定。汉代大文学家、天文学家杨雄的论述,《史记》《旧唐书》等记载,均证明是落下闳创造了浑仪。
2004年9月16日,经国家天文学联合会小天体提名委员会批准,中国科学院国家天文台已将其发现的国际永久编号为16757的小行星命名为“落下闳星”。
春节老人落下闳
张衡(78年—139年),字平子,南阳郡西鄂县(今河南省南阳市石桥镇)人 。东汉时期杰出的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家、画家。大发明家张衡发明了地动仪、指南车、用齿轮传动来记载距离的自动装置计里鼓车,改进了浑天仪。
世界最早的飞机发明者是我国东汉时代张衡,张衡发明了能够独立飞行的独飞木雕。
《后汉书》卷59《张衡列传》引《应间》“三轮可使自转,木雕犹能独飞”。
《太平御览》卷752引《文士传》:“张衡尝作木鸟,假以羽翻,腹中机,能飞数里。”
以上两段史料,共同说明以下几个重要事实。
其一、张衡制作了独飞木雕,它和由人牵线放飞的风筝不同,独飞木雕是独自在空中飞行。
其二、张衡的独飞木雕是木制的,“假以羽融”是安装有像鸟一样的翅膀和尾巴,有固定机翼,具有符合飞行的外部形态。
其三、张衡的独飞木雕的飞行能力是来自它自己“腹内施机”的机械动力,是名副其实的机械动力飞行器,即现代所说的飞机。
其四,它所以起名叫独飞木雕,而不是叫做木鹊、木鸦、木鹤,是因为1、它有雕那样大的躯体,2、有雕那样横展着的大翅膀,3、它有雕那样邀游高空翱翔的飞行姿态,和乌鸦喜鹊等类的扑翼飞行不同。
其五,张衡的独飞木雕的飞行能力是能飞数里。这是投掷、弹射、无动力低空滑翔都不能达到的距离。
其六,张衡制作独飞木雕的具体年代不详。但可以推知应当在他初为太史令的公元115年和他在写作《应间》的公元126年之前的12年时间里。
在春秋时期,中国就有了竹蜻蜓,在张衡以前的西汉时期,我国就已开创了竹靖蜓应用的历史,1985年安徽县三国曹操宗族墓中所出土的盛金铜螺旋桨可以为证。
早些年的人们根据历年考古界在各地发现的做工精细的铜铁齿轮和轴承、弓等机械部件、长沙马王堆出土精妙的丝织品、《西京杂记》记载巧工丁缓制作的九层博山炉、被中香炉、七轮宝扇、霍光妻遗淳于衔的一百二十摄提花机、东汉南阳太守制作水排用以鼓铸用力少见功多、辽宁东汉基葬壁画中的风车图,以及其他文献资料证明,西汉时期人们对于斜面、杠杆、齿轮、轴承、弹性和弹性物体、流体和流体力学的技术开发已经达到广泛使用和高度发达的技术水平。
那么张衡利用弹性物体积蓄能量推动螺旋浆向前飞行或者使用多个能量贮蓄器,使螺旋桨得到多次接力,一直送到高空之后,再以滑翔的方法飞到更远的地方,就可能达到“能飞数里”了。
张衡发明了地动仪
张衡继承和发展了前人的成果。任太史令后,他更加勤奋地“研核阴阳”,终于“妙尽璇玑之正”。元初四年(公元117年),一件成就空前的铜铸浑天仪,被张衡造了出来。浑天仪主体是几层均可运转的圆圈,最外层周长一丈四尺六寸。各层分别刻着内、外规,南、北极、黄、赤道,二十四节气,二十八列宿,还有“中”、“外”星辰和日、月、五纬等等天象。仪上附着两个漏壶,壶底有孔,滴水推动圆圈,圆圈按着刻度慢慢转动。于是乎各种天文现象便赫然展现在人们眼前。这件仪器被安放在灵台大殿的密室之中。夜里,室内人员把某时某刻出现的天象及时报告给灵台上的观天人员,结果是仪器上、天上所现完全相符。
铜仪的两侧附有玉虬(龙)各一,吐水入壶,左为夜,右为昼。壶上分别立着金铜仙人和胥徒,“皆以左手抱箭,右手指刻,以别天时早晚”。更有妙者:台阶下还有内装机关与两壶相联的瑞轮、荚,靠着滴水的推动,依照月亮出入圆缺的变化,不停地旋转开合,表示着朔、望、弦、晦等日期,有如活动日历一般,可见这件浑天仪及其附器,与近世的假天仪有许多相似之处。
在此仪诞生的前一年,张衡先用竹篾制成一个模型,名曰“小浑”,进行了一系列的试验和校正,然后才铸作大仪。浑天仪是张衡血汗的结晶。他接着写了《浑天仪图注》和《漏水转浑天仪注》两本说明书,又撰成《灵宪》一部,绘制《灵宪图》一份。
紫金山天文台的浑天仪
张衡发明的地动仪、浑天仪、指南车、记里鼓车和他发明的独飞木雕一样 ,都有着开创世界文明史的重要意义 ,都是我们中华民族的光荣和骄傲 。
张衡为中国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献,发明地动仪、改进浑天仪,是东汉中期浑天说的代表人物之一。后人誉其为“木圣”、“科圣”。由于他的贡献突出,国际天文学联合会将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。后人为纪念张衡,在南阳修建了张衡博物馆。
木牛流马最远可追溯到春秋末期。据王充在《论衡》中记载:鲁国木匠名师鲁班就为其老母巧工制作过一台木车马,且“机关具备,一驱不还。”
三国时期蜀汉丞相诸葛亮发明的运输工具木牛流马,分为木牛与流马。史载建兴九年至十二年(231年-234年)诸葛亮在北伐时所使用,其载重量为“一岁粮”,大约四百斤以上,每日行程为“特行者数十里,群行三十里”,为蜀汉十万大军运输粮食。不过,真实的样式、样貌现在亦不明,对其亦有不同的解释。
《三国志·诸葛亮传》:“(建兴)九年(231),亮复出祁山,以木牛运,粮尽退军……十二年春,亮悉大众由斜谷出,以流马运,据武功五丈原,与司马宣王对于渭南。”
又过了200多年,南北朝时的科技天才祖冲之在木牛流马的基础上,造出更胜一筹的自动机械。
《南齐书·祖冲之传》说:“以诸葛亮有木牛流马,乃造一器,不因风水,施机自运,不劳人力。”
木牛流马
马钧是三国时期的传动机械大师,马钧制造了用差动齿轮装置驱动车上方指示方向的小人的指南车。他还发明了一种名为“水转百戏”的木偶玩具,在水力的作用下,木偶人竟能做出吹、弹、唱、跳等各种动作。
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。 高堂隆与马钧有嫌隙。高堂隆趁魏明帝欣赏“百戏图”时让皇上下旨,命令马钧让这套木偶动起来。 马钧经过琢磨研究,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“水转百戏图”。只要把机关一开,上层的所有陈设的木人都动起来了。有的击鼓,有的吹箫,有的跳舞,有的耍剑,有的骑马,有的在绳上倒立,还有百官行署,表演变化多端,惟妙惟肖,极为生动有趣。
“水转百戏”的研制成功,说明马钧已能熟练掌握和巧妙利用水利和机械传动的原理。
水转百戏图
祖冲之(429年-500年),字文远,生于丹阳郡建康县(今江苏南京),籍贯范阳郡遒县(今河北省涞水县),南北朝时期杰出的数学家、天文学家、大发明家。他撰写的《大明历》是当时最科学最先进的历法。
祖冲之算出圆周率(π)的真值在3.1415926和3.1415927之间,相当于精确到小数第7位,简化成3.1415926,祖冲之因此入选世界纪录协会世界第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家。祖冲之对圆周率数值的精确推算值,对于中国乃至世界是一个重大贡献,后人将“这个精确推算值”用他的名字命名为“祖冲之圆周率”,简称“祖率”。
祖冲之设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等。在中国古代指南车的名称由来已久,但其机制构造则未见流传。三国时代的马钧曾造指南车,至晋再次亡失。东晋末年刘裕攻长安,得后秦统治者许多器物,其中也有指南车,但“机数不精,虽曰指南,多不审正,回曲步骤,犹须人功正之”。南朝宋昇明年间(477-479年)萧道成辅政,“使冲之追修古法。冲之改造铜机,圆转不穷而司方如一,马钧以来未有也。”祖冲之所制指南车的内部机件全是铜的,它的构造精巧,运转灵活,无论怎样转弯,木人的手常常指向南方。
祖冲之后人成功再造指南车
祖冲之改良了水碓磨。在西晋初年,杜预改进发明了“连机碓”和“水转连磨”。一个连机碓能带动好几个石杵一起一落地舂米;一个水转连磨能带动八个磨同时磨粉。祖冲之又在这个基础上进一步加以改进,把水碓和水磨结合起来,生产效率就更加提高了。这种加工工具,中国南方有些农村还在使用着。
祖冲之还设计制造过一种千里船,史载“又造千里船,于新亭江试之,日行百余里”。它可能是利用轮子激水前进的原理造成的,一天能行一百多里。
祖冲之曾制造过“欹器”。这种器具用来盛水“中则正,满则覆”,古人常放置在身边以自警,“晋时杜预有巧思,造欹器三改不成”。南齐永明年间竟陵文宣王萧子良“好古,冲之造欹器献之”。
为纪念这位伟大的古代科学家,1967年,国际天文学家联合会把月球上的一座环形山命名为“祖冲之环形山”。1964年11月9日,为了纪念祖冲之对中国和世界科学文化作出的伟大贡献,紫金山天文台将1964年发现的,国际永久编号为1888的小行星命名为“祖冲之星”。
隋炀帝是中国古代帝王中难得的“技术控”,他发明了多种机器人,据《资治通鉴·隋纪》记载,隋炀帝对工程技术、天文历算、医学等科技知识抱有很大兴趣,喜欢收集、编纂书籍,还修建了一所又高又大的“自动化”书库。
为了方便在书库查找书籍,他还让人发明了两个“飞仙”装置,大概是一种机械开关装置。隋炀帝去书库时,由宫女拿着香炉在前面引导,当踩到开关时,“飞仙”就降下来,把幔帘卷上去,书库的门以及书柜的门也随之自动开启。等隋炀帝看完书离开的时候,就再恢复原样。
《资治通鉴·隋纪》:“于观文殿前为书室十四间,窗户床褥厨幔,咸极珍丽,每三间开方户,垂锦幔,上有二飞仙,户外地中施机发。”
《隋书》里还曾记载了一个隋炀帝发明机器人的故事:隋炀帝有个宠臣叫柳抃,两人感情很好,恨不得时时刻刻呆在一起讲文论诗。为了弥补见不到柳抃时的遗憾,隋炀帝让工匠比照柳抃的模样制作了一个木头机器人,开动机关后木头机器人能坐能站还会磕头,可以经常陪伴自己左右对饮欢笑。
《隋书》“……帝犹恨不能夜召,于是命匠刻木偶人,施机关,能坐起拜伏,以像于抃。帝每在月下对酒,辄令宫人置之于座,与相酬酢,而为欢笑。”
唐朝时制造了多种多样的机器人:
会倒酒的机器人:唐朝是一个非常昌盛的时代,娱乐设备非常的多样化,当然也出现了很多巧妙的工匠。唐朝人张骛在《朝野金载》中记载了一件事,洛州的殷文亮曾经当过县令,性格聪巧,喜好饮酒。他制造了一个木头做的女机器人,并为她穿上绫罗绸缎,让这个机器人为他到酒。这个“女招待”酌酒行觞,总是彬彬有礼。
会赚钱的机器人:杨务廉是唐朝时期的能工巧匠,他做了一个僧人模样的乞讨机器人,这个机器人能够像和尚一样化缘,手里捧着化缘钵向路人乞讨,当有人往钵里放钱币后,它能自动收起来,并且向失主鞠躬行礼,设计得非常巧妙。当碗里装满钱时,风琴会自动触发。然后,和尚徐徐说出:“多谢布施。” 当这名和尚出现在集市上时,每个人都争相观看,并且为了听和尚说话,每天有一千名捐助者前来观看,杨务廉因此获利颇丰。
会捉鱼的机器人:唐朝的柳州刺史王据,研制了一个类似水獭的机器人。在这个机器人的口中放上鱼饵,并安有发动的部件,用石头坠着它沉入水中。当鱼吃了鱼饵之后,这个部件就发动了,石头就从它的口中掉到水中,它的口就可以合起来,它衔在口中的鱼就被咬住了,然后它的脑袋就可以露出水面。
其实中国古代的机器人和机械装置也是在不断进步和趋向现代化的,一行发明的水运浑天仪就是在张衡浑天仪基础上发明的自动机械装置。
一行(公元683年~公元727年),唐朝僧人。中国唐朝著名天文学家和释学家,本名张遂,魏州昌乐(今河南省濮阳市南乐县)人,谥号“大慧禅师”。曾翻译过多种印度佛经,后成为佛教一派——密宗的领袖。
唐朝开元九年(公元721年),因为李淳风的《麟德历》几次预报日食不准,唐玄宗命一行主持修编新历。一行一生中最主要的成就是编制《大衍历》,他在制造天文仪器、观测天象和主持天文大地测量方面有很大贡献。
一行主张在实测的基础上编订历法。为此,首先需要有测量天体位置的仪器。他于开元九年(公元721年)率府兵曹参军梁令瓒设计制造铜铁的黄道游仪。后来,一行和梁令瓒等又设计制造水运浑象。这个以水力推动而运转的浑象,附有报时装置,可以自动报时,称为"水运浑天"或"开元水运浑天俯视图"。
水运浑天仪是一具依靠水力而使其运转,能模仿天体运行的仪器,并可以测定时间。这个浑天仪改进了汉代科学家张衡的设计,注水激轮,令其自转,昼夜一周,除了表现星宿的运动以外,还能表现日升月落,比张衡的水运浑象仪更加精巧、复杂。所以,当水运浑天仪造成之后,置于武成殿前,文武百僚观看后,无不为其制作精妙,测定朔望、报告时辰准确而叹服,共称其妙。
特别是在水运浑天仪上,还设有两个木人(相关的商州铜佛龛文物遗址仍存),用齿轮带动,一个木人每刻(古代把一昼夜分为一百刻)自动击鼓,一个木人每辰(合现在两个小时)自动撞钟。这两个木人是运用机械原理而制成的古代机器人。这是一个十分巧妙的计时机械,是世界上最早的机械时钟装置,是现代机械类钟表的祖先,比公元1370年西方才出现的威克钟要早六个世纪,这充分显示了中国古代劳动人民和科学家的聪明才智。
一行和梁令瓒却以获得天文钟的发明权而永垂史册。英国著名科技史家李约瑟博士在《中国科学技术史》第四卷中说:高僧一行和梁令瓒所发明的平行联动装置,实质上就是最早的机械时钟,是一切擒纵器的祖先,走在欧洲14世纪第一具机械时钟的前面。
一行发明的水运浑天仪
北宋时期的苏颂制造过非常复杂的水运仪象台,这就是机械钟的先驱,苏颂也被公认为世界钟表鼻祖。
苏颂(1020年-1101年),字子容,原籍福建路泉州同安县(今属厦门市同安区),后徙居润州丹阳县。中国北宋中期官员,杰出的天文学家、天文机械制造家、药物学家。
苏颂所研制的水运仪象台是一座高12米,宽7米,像三层楼房一样的巨型天文仪器。水运仪象台的上层是观测天体的浑仪,中层是演示天象的浑象,下层是使浑仪、浑象随天体运动而报时的机械装置。它兼有观测天体运行,演示天象变化,以及随天象推移而由木人自动敲钟、击鼓、摇铃,准确报时的三种功用。
苏颂的《新仪象法要》:“兼采诸家之说,备存仪象之器,共置一台中。台有二隔,置浑仪于上,而浑象置于下,枢机轮轴隐于中,钟鼓时刻司辰运于轮上,……以水激轮,轮转而仪象皆动。”
水运仪象台的天衡系统对枢轮杠杆的这种擒纵控制与现代钟表的关键机件——锚状擒纵机构(俗称卡子),具有基本上相同的作用。所以说水运仪象台的天衡系统是现代钟表的先驱。
水运仪象台的这套装置是现代天文台跟踪机械——转仪钟的远祖。英国科技史家李约瑟对这一点给以高度评价:“苏颂把时钟机械和观察用浑仪结合起来,在原理上已经完全成功。因此可以说他比罗伯特·胡克先行了六个世纪,比方和斐先行了七个半世纪。”
李约瑟在深入研究了水运仪象台之后,曾改变了他过去的一些观点。他在《中国科学技术史》中说:“我们借此机会声明,我们以前关于‘钟表装置……完全是14世纪早期欧洲的发明’的说法是错误的。使用轴叶擒纵器重力传动机械时钟是14世纪在欧洲发明的。可是,在中国许多世纪之前,就已有了装有另一种擒纵器的水力传动机械时钟。”
北宋天文学家苏颂等人创建的世界第一座天文钟“水运仪象台”
王祯 (1271年-1368年),字伯善,元代东平(今山东东平)人。中国古代农学、农业机械学家。《王祯农书》中的“农器图谱”在古农书中是一项创举。它所收集的105种农具都采用图文并重的形式,对它们的发展历史、形制和操作方法都作了详细介绍,特别是对新创制的农具作了大力宣传和推广,这对促进农业生产的发展起到了重要作用。
在《王祯农书》“农器图谱”中,可以看到7种新创制的灌溉机械。水转翻车、水转高车和高转筒车这几种机械用水做原动力。《王祯农书》“农器图谱”中记载的连二水磨、水转连磨、水击面罗、水轮三事等,都是元代新创制的高效率的农产加工机械。如水转连磨“或作碓碾,日得谷食,可给千家”。水轮三事,用一台机械可以发挥磨、砻、碾的作用。
王祯发明的高转筒车
东汉时南阳太守杜诗发明炼铁用的“水排”鼓风技术,水排就是一种水力鼓风机,在我国古代,人们冶铸青铜器或铁器时,多用皮囊进行鼓风,以使炭火更旺,炉温更高。若将好几个皮囊排在一起,同时鼓风,就叫排囊。水排是一种用水力推动排囊的鼓风装置,是东汉人杜诗的一项创举。
到元代时水排鼓风技术已经失传,王祯经过长期反复研究,终于搞清了“水排”的构造原理,并绘制成图,载入“农器图谱”中。在复原过程中,他还把原来用皮囊鼓风,改为类似风箱的木扇鼓风。这既节省了费用,减轻了劳动强度,又提高了冶炼技术。这项复制和改革在我国古代冶铁史上有重大意义。
王祯发明的水排鼓风
水转大纺车发明于南宋后期,元代盛行于中原地区,是当时世界上最先进的纺纱机械。水转大纺车专供长纤维加拈,主要用于加工麻纱和蚕丝。麻纺车较大,全长约9米,高2.7米左右。它与人力纺车不同,装有锭子32枚,结构比较复杂和庞大,有转锭、加拈、水轮和传动装置等 四个部分。用两条皮绳传动使32枚纱锭运转。这种纺车用水力驱动,工效较高,每车每天可加拈麻纱100斤。水转大纺车是中国古代纺织机械方面的一个重大成就。
据王祯《农书》记载:“与水转辗磨之法俱同。”即在临流处安置水激转轮,用水激转轮连轴带动纺车转动,进行纺绩。水转大纺车锭数有达32锭的,主要用来进行麻缕加拈。每天可纺麻纱100余斤,功效是脚踏三锭纺车的30多倍。
王祯《农书》中的水转大纺车
明朝的万户是世界发明火箭第一人。
万户(元末-1390年)本名陶成道,原名陶广义,后被朱元璋赐名“成道”。原是浙江婺城陶家书院山长,喜好钻研炼丹技巧。一次炼丹事故后,转为试制火器。元末,吴王朱元璋下婺州,陶成道率一干弟子献火神器技艺。在历次战事中屡建奇功,受到朱元璋封赏“万户”,从此陶成道被人称为“万户”。
晚年,陶成道把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在上面,双手举着2只大风筝,然后叫人点火发射。设想利用火箭的推力,加上风筝的力量飞起。不幸火箭爆炸,万户也为此献出了生命。
目前,只有火箭才能把人送上太空。以此为标准,最早尝试火箭飞天的应是约600年前的万户。万户是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄。他的努力虽然失败了,但他借助火箭推力升空的创想是世界上第一个,因此他被世界公认为“真正的航天始祖”。他为整个人类向未知世界探索的进程作出了重要的贡献,人们称他为“世界航天第一人”。
为纪念万户,国际天文学联合会将月球上的一座环形山以这位古代的中国人命名。20世纪70年代,国际天文联合会将月球背面一座环形山命名为“Wan Hoo”。
清初时的徐正明发明了世界上最早的直升飞机。徐正明是世界上第一架直升机的发明者。
春秋时期,中国人发明了竹蜻蜓。其背后蕴含的空气动力学原理,是“垂直起降”概念最初的源头。中国的竹蜻蜓传入欧洲,被外国人叫做中国陀螺,或者叫做中国飞行陀螺。当前世界螺旋飞机的推进器,都公认是直接来源于中国的飞行陀螺。
苏州香山位于太湖之滨,自古出建筑工匠,擅长复杂精细的中国传统建筑技术,人称“香山帮匠人”,史书曾有“江南木工巧匠皆出于香山”的记载。明代生于香山的北京天安门城楼设计者蒯祥,因其建筑技艺高超而被尊为“香山帮”鼻祖。香山帮中还有一大名师:清初的苏州人徐正明。
清人徐翥先(字鹓清,号劲松,吴县香山人)在《香山小志》一书“人物”中记载,清初顺治年间(1644-1661),苏州吴县有位能工巧匠名曰徐正明,一日闻人谈《山海经》得知商汤时即有“奇肱飞车”,受到启迪,遂立志制造一架“飞车”飞越湖渠港汉,方便交通。
又据《吴县志》记载,清初(1644-1661)吴县能工巧匠徐正明,少时“性敏,志专一,平生不事酒食征逐",其设计、制造的车辆,灵巧牢固,在乡里颇有声誉。据记载,海棠亭、苏州马医科申时行祠堂牌坊(今移至北寺塔前)亦出自徐正明之手。
中国苏州的巧匠徐正明就整天琢磨竹蜻蜓、奇肱飞车,经过十几年的"钻研",他终于制造一架"直升机",把人类也带上天去。它有一个竹蜻蜓一样的螺旋桨,驾驶座是一种栲栳椅,依靠脚踏板带动螺旋桨的转动,试飞的时候,它能够飞离地面一尺多高,还飞过了一条小河,然后才落下来。
根据记载,“栲栳椅”这种飞行器构思精绝,“下有机关,齿牙错合,人坐椅中,以两足击板上下之,机转风旋,疾驰而去”,因此,这是一种人力驱动的旋翼机,而且可以“离地尺余,飞渡港汊不由桥”,令乡人为之叹绝。
徐正明发明的栲栳椅飞行器
在明朝胡爌撰写的《拾遗录》等书中,还记载了登台演戏的机器人、执灯伴瞎的机器人、能挑担的机器人、能唱歌的机器人、会跳舞的机器人、擅于吹笙的机器人,会击剑的机器人等等多种多样的机器人。
清朝还有一个石甘四发明了“木机器人”和“飞床”,石甘四也是飞行器的先驱。
据清光绪十五年(1889)夏五月刊本《湘潭县图志十二篇》、《湘潭县志》卷八之五记载,清嘉庆、道光年间(1796-1851),当地有个年轻人叫石甘四,“有技勇举三百斤,能巧思造奇器,尝读《蜀志》见木牛流马法,日:'此易耳'。遂为木人执器左右,供使令”。
其后,“又以鹅毛作床如乌翅,坐则腾上二十丈横行五里许”。其时“西夷轻气学未传,甘四以重力升之"。
在17世纪初的时候,南怀仁在中国就已经制造了第一辆蒸汽汽车。这些都是在前人的基础上发展进步的成果。
1672年,比利时籍传教士南怀仁在北京为康熙制造出了蒸气动力的机械装置,成为第一辆四轮蒸汽汽车。比瓦特制成的复式蒸汽机早了115年,比西明顿将蒸汽机应用于轮船早123年,比司蒂芬孙用于火车早150年,比布尔用于汽车早200年。
南怀仁制造的这辆汽车只有二尺长,四个轮子,重要的是中部的火炉和汽锅。铜制的汽锅犹如现在的水壶,下平上圆,顶上有一喷气的壶嘴。壶加热后,蒸汽从小嘴里喷吐而出,产生很大能量,射在涡轮叶片上,像水车产生动力,带动汽车后轮,驱动小车行走。车前还装有手动轮,控制行走方向。汽锅里发出的蒸气可以驱动小车行驶10小时以上。
南怀仁手稿于清康熙二十年(1681年)完成,6年后南怀仁的文章《自动机器》发表在德国出版的《欧洲天文学》杂志上,使得这一科技成果留传下来。
17世纪初南怀仁制造的世界上第一辆蒸汽汽车
中国历史上的发明不胜枚举,机器人、蒸汽机、纺织机械、飞机、火箭、钟表等等都是中国首先发明的。在古代中国科技水平也一直领先于世界。
英国著名科学技术史学家李约瑟在《中国科学技术史》中列举了囊括四大发明在内的中国古代26项重要发明,包括: 1龙骨车;2石碾和水力在石碾上的应用;3水排;4风车和簸扬机(旋转风扇或扬谷机);5活塞风箱; 6平放织机和提花机;7缫丝、纺织和调丝机; 8独轮车;9加帆手推车;10磨车; 11马具胸带和套包子;12弓弩;13风筝; 14竹蜻蜓和走马灯;15深钻技术;16铸铁的使用;17游动常平悬吊器;18弧形拱桥;19铁索吊桥; 20河渠闸门;21造船和航运方面的无数发明; 22船尾的方向舵; 23火药以及和它有关的一些技术;24罗盘针; 25纸、印刷术活字印刷术;26瓷器等。
1986年英国科技史专家罗伯特·坦普尔在李约瑟教授的指导下,研究、撰写出版了一本《中国——发现和发明的国度》一书,该书指出:中国不是只有“四大发明”,而是有一百个“世界第一”的科技发明,包括二进位制、古代机器人、化学武器、铸铁术、微型热气球、传动带、滑动测绘仪、自动控制机、火焰喷射器、枪炮、机械钟、水雷、大炮、火箭、眼镜、国际象棋、古代直升飞机等等。
蒸汽机起源于哪里?西方人写的三本著作里都一致认为蒸汽机源于中国:李约瑟《中国科学技术史》、坦普尔《中国——发明与发现的国度》、霍布森《西方文明的东方起源》。
李约瑟认为蒸汽机相当于“水排+风箱”。1313年,《王祯农书》中就已经发明了水排和风箱,而这个技术是东汉人杜诗就发明的技术,失传后由王祯再度改进发明成功。霍布森在《西方文明的东方起源》一书中提到:“不但这种风箱和瓦特的蒸汽机外形近似,而且在17世纪晚期,中国人还发明了蒸汽涡轮。”
17世纪到18世纪,欧洲曾掀起一股由来华传教士引发的介绍和研究中国文化的“中国热”,他们收集了中国的各种科技典籍,大量中国文化典籍在欧洲翻译出版,徐光启的《农政全书》也被引入了欧洲,绘制了大量纺织机图画寄回了法国,现仍存于巴黎国立图书馆。
1735年,法国巴黎的耶稣教徒杜赫德根据在华27名传教士收集的相关信息编撰了系统介绍中国情况的四卷本《中华帝国全志》。详细地刊载了中国纺织机的插图。而这些图完全是从徐光启《农政全书》中描摹下来的。1769年,英国人照着“水转大仿车”的设计图仿制出了“阿克莱水力纺纱机”。
杜赫德编纂的《中华帝国全志》
结语
清政府为了巩固自己的统计,不欢迎民间先进的科技发明,所以对科技类书籍材料大兴文字狱政策。据统计,编纂《四库全书》时销毁了总数大约为13600卷的书籍,焚书总计15万册。清朝还系统性地对明朝档案进行了销毁,估计不少于1000万份,以至于如今存世的明代档案仅有3000余件,不足万分之三。就这万分之三的典籍、档案也是被人系统性删改过的。北京作家王彬主编《清代禁书总述》时,就收录了3236种被清廷禁毁的书籍。
有人认为中国古代的科技水平是非常发达的,遗憾的是这些神奇的技艺没有流传下来。这种认识是将中国古代科技与现代世界科技发展割裂开来,是西方中心论史观制造的伪史观念。
中国古代有大量的科技发明,清朝时大肆焚毁明朝各种科技典籍,使得不少科技发明在中国失传了。明清时期来华的欧洲传教士把中国的很多书籍、文化、科技传给欧洲,欧洲在此基础上开展了思想与科技的启蒙运动,将中国科技文化传承了过去。这才是看起来中国古代神奇技艺"失传"的历史真相。
所幸的是,随着新中国的成立和中华民族复兴事业的发展,中国兼容并包,吸取了世界各国所长,并不断进取创新,又重新屹立于世界科技之巅!
欢迎关注“明文广记”,一起发现新奇的历史文化!
有话要说...