拋石裝置

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拋石裝置 - 古代兵器:曹操在官渡之戰使用一種拋石車,因拋石時聲音很大,所以命名為"霹靂車"。為史書中最早有記載的拋石裝置(資治通鑑:袁紹在營中堆土成山,建立高樓,向曹營射箭…曹操建霹靂車,用巨石攻高樓,一一摧毀)。其原理是利用槓桿原理拋石來攻擊敵方城池或城防設施和人員。南北朝後期發展成一種艦用水上拍竿。隋滅陳的荊門水戰中,隋艦在前後左右裝有六座巨大的拍竿,高可達五十尺,擊沉陳軍戰艦十餘艘,威力驚人。

古代兵器

拋石裝置拋石裝置
曹操官渡之戰使用一種拋石車,因拋石時聲音很大,所以命名為"霹靂車"。為史書中最早有記載的拋石裝置(資治通鑑袁紹在營中堆土成山,建立高樓,向曹營射箭…曹操建霹靂車,用巨石攻高樓,一一摧毀)。其原理是利用槓桿原理拋石來攻擊敵方城池或城防設施和人員。南北朝後期發展成一種艦用水上拍竿。隋滅陳的荊門水戰中,隋艦在前後左右裝有六座巨大的拍竿,高可達五十尺,擊沉陳軍戰艦十餘艘,威力驚人。
古代最早的是石字旁,顧名思義,一定與石頭有關。這種石字旁的炮叫拋石機,是用幾十人甚至上百人拉動槓桿,將石頭拋出去的作戰器械(見圖)。
 早在春秋時期,中國就使用拋石機了。後來,唐朝孫思邈發明了火藥, 並逐漸用於軍事。在北宋年間,出現了突火槍,這是一種竹子做的管狀火器,內安“子巢”,戰時點燃火藥,用火燒敵人。能夠起到震撼敵人的作用。這種火器的出現,對近代火炮的產生具有十分重要的意義。
曹操善用“發石車”。官渡之戰,曹軍堅守營壘,“紹為高櫓,起土山,射營中,營中皆蒙楯,眾大懼。太祖乃為發石車,擊紹樓,皆破,紹眾號曰霹靂車”(《三國志·魏志·袁紹傳》)。馬鈞研究發石車並加以改進,“欲作一輪,縣大石數十,以機鼓輪為常,則以斷縣石飛擊敵城,使首尾電至。嘗試以車輪縣瓴甓數十,飛之數百步矣”(《三國志·魏志·方技傳》裴松之補註)。馬鈞對發石車的改進進一步提高了拋射兵器的威力,但未獲統治者採納。這其實是非常可惜的。
關於馬鈞:
馬鈞
馬鈞,生卒年不詳。字德衡,扶風(今陝西興平東南)人。出身貧寒,不善言談,但極富觀察思索能力。魏明帝時,見當時織機五十條經線者有五十躡(腳踏操縱板),六十條經線者六十躡,便將織機一律改為十二躡,大大提高了功效。在洛陽時,又發明了排灌水車,名叫“翻車”。它利用流水作動力,可連續自動提水,操作方便,效率大增。他還研究製造出指南車,改進了諸葛亮連弩,改進了攻城用的發石車。他製造的“水轉百戲”以水為動力,以機械木輪為傳動裝置,使木偶可以自動表演,構思十分巧妙。由於他在機械製造方面造詣頗深,在當時被譽為“天下名巧”。
馬鈞字德衡。三國時曹魏人。生於扶風(今陝西興平東南),生卒年不詳。機械學。
馬鈞少年遊樂,未認識到自己的才華。當博士時,生活貧困,於是改進綾機,並因此而出名。後來,在魏朝擔任給事中,同時研製機械。
他雖然一生不大得志,但刻苦鑽研,設計製造出多種機械。綾是一種表面光潔的提花絲織品。在曹魏時的舊織綾機上,為了織出複雜、精美的花紋圖案,經線要分成幾十組,每組經線由一“綜”控制,每一“綜”由一“躡”操縱,因此,50綜需要50躡,60綜需要60躡。綜控制著經線的分組、上下開合,以便梭子來回穿織;躡是踏具。考慮到舊綾機“喪功費時”,即勞動強度高、效率低,馬鈞重新設計,把幾十綜的綾機,一律改為12躡,從而簡化了操作工序,降低了勞動強度,提高了生產效率。這種高效的新式綾機傳播到其他地區,被廣泛採用,促進了中國紡織業的發展。
指南車至晚在西漢時已出現,東漢張衡再次製造,三國時已失傳。馬鈞擔任給事中時,一天在朝房裡,與散騎常侍高堂隆、驍騎將軍秦朗辯論,談到了指南車。高、秦認為,古書上關於指南車的記載是虛構的。馬鈞則堅信古代有指南車,只要肯鑽研,是可以造出來的。但他遭到了高、秦的譏笑和挖苦。馬鈞反駁說,空口爭論,不如試製一下容易分清是非。於是,高、秦奏準魏明帝,下詔命馬鈞造指南車。經過鑽研,他果然製造成功,以實際成果結束了這場爭論。從此,全國都信服他的智巧。
據《後漢書·張讓傳》記載,東漢中平三年(公元186年),畢嵐曾製造翻車,用於取河水灑路。馬鈞在京城洛陽任職時,城內有地,可闢為園。為了能灌溉,他製造了翻車(即龍骨水車)。清代麟慶所著的《河工器具圖說》記載了翻車的構造:車身用三塊板拼成矩形長槽,槽兩端各架一鏈輪,以龍骨葉板作鏈條,穿過長槽;車身斜置在水邊,下鏈輪和長槽的一部分浸入水中,在岸上的鏈輪為主動輪;主動輪的軸較長,兩端各帶拐木四根;人靠在架上,踏動拐木,驅動上鏈輪,葉板沿槽刮水上升,到槽端將水排出,再沿長槽上方返回水中。如此循環,連續把水送到岸上。馬鈞所制的翻車,輕快省力,可讓兒童運轉,“其巧百倍於常”,即比當時其他提水工具強好多倍,因此,受到社會上的歡迎,被廣泛套用。直到20世紀,中國有些地區仍使用翻車提水。
造翻車之後,有人進獻一種“百戲”模型給魏明帝,造型精美,但不能活動。明帝問馬鈞,能否使它活動起來,並變得更精巧?馬鈞回答說,可以。於是,馬鈞奉詔改進“百戲”。他用木材製成水輪,以水力驅動鏇轉,通過傳動機構,使女樂表演歌樂舞蹈,木人擊鼓吹簫;又出現山嶽模型,木人在其間跳丸擲劍,攀繩倒立,出入自在;另有百官行署,舂磨鬥雞,動作複雜,靈活多變。“水轉百戲”的製作再次展示了馬鈞在機械傳動設計與製造方面的才能。
馬鈞還善於製造兵器。諸葛亮出師伐魏時使用了一種連弩,可以連續發射十箭。對此,魏軍頗為驚奇。馬鈞則認為它雖然精巧,但未盡善,聲稱若經過他的改進,功效可提高五倍。三國時官渡之戰,曹操曾使用“發石車”攻擊袁紹的陣地,但只能單發,效率不高。馬鈞擔心敵方在城樓上掛起濕牛皮,就能擋住發石車拋出的石頭。於是他打算製造一種大輪,輪上繫著數十塊大石頭,以機械驅動大輪急速鏇轉,然後切斷系石的繩索,石頭便連續飛擊城樓,使敵方來不及防禦。他曾在車輪上係數十塊磚,進行試驗,結果磚可飛數百步,證明自己的設計可行。然而,這種設計卻遭到地圖學家裴秀的譏笑和發難,但得到文學家傅玄的理解和支持。傅玄對安鄉侯曹羲說,馬先生要製造的是國家之精器、軍隊之要用,只要費一點木材,用兩個人,就能製造,不妨試驗一下,免得埋沒有用的東西。曹羲接受了這個建議,並把情況轉告給武安侯曹爽。但曹爽未予理睬。對此,傅玄感慨地說,試驗一下,本來是極易辦到的事,馬先生是有名的巧人,尚且不受重視,何況那些懷才的無名之輩呢?
馬鈞善於巧思,注重實踐,對技術問題有自信心,但不擅長辭令。

原始文獻

【1】(晉)傅玄:馬先生傳,見《全上古三代秦漢三國六朝文·全晉文》卷五十,中華書局,1958。
【2】(南朝)裴松之引註:馬鈞,見《三國志·魏書》卷二十九,中華書局,1964。

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