[拼音]：Zhongguo gudai jixieshi

[外文]：ancient history of machinery in China

中國(guó)是世界上機(jī)械發(fā)展最早的國(guó)家之一。中國(guó)古代在機(jī)械方面有許多發(fā)明創(chuàng)造，在動(dòng)力的利用和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上都有自己的特色。許多專用機(jī)械的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，如指南車、地動(dòng)儀和被中香爐等（見(jiàn)彩圖），均有獨(dú)到之處，古代金屬冶鑄技術(shù)發(fā)明時(shí)間較早，且技術(shù)精湛。如商周青銅器樸質(zhì)雄渾，春秋青銅器纖細(xì)精巧，形成了中國(guó)古代青銅器的獨(dú)特風(fēng)格。已發(fā)現(xiàn)的中國(guó)最早的青銅器如甘肅東鄉(xiāng)馬家窯出土的銅刀，距今已有4800年左右。

春秋以前（公元前770年前）

在中國(guó)大約40～50萬(wàn)年前就已出現(xiàn)加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖狀器等原始工具。4～5萬(wàn)年前出現(xiàn)磨制技術(shù)，許多石器已比較光滑，刃部也較鋒利，并有單刃、雙刃、凸刃、凹刃和圓刃之分。28000年前出現(xiàn)弓箭，這是機(jī)械方面最早的一項(xiàng)發(fā)明。公元前8000～前2800年期間出現(xiàn)了陶輪（制陶用轉(zhuǎn)臺(tái)）。農(nóng)具大約出現(xiàn)在公元前6000～前5000年，除石斧石刀外，還有石鋤、石鏟、石鐮、蚌鐮、骨鐮和骨耜。石斧和石刀上已有用硬質(zhì)砂子磨削而成的孔。

夏代以前和夏代，先后出現(xiàn)了無(wú)輻條的輇和各種有輻條的車輪。殷商和西周時(shí)已有相當(dāng)精致的兩輪車（見(jiàn)中國(guó)古代車輛）。獨(dú)木舟和筏等水上運(yùn)輸工具早就相繼出現(xiàn)。

新石器時(shí)代晚期，人們已能用石范和泥范鑄造簡(jiǎn)陋的工具和武器。商殷時(shí)期，隨著手工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，形成了燦爛的青銅文化。青銅冶鑄技術(shù)得到高度發(fā)展（見(jiàn)中國(guó)古代青銅冶鑄技術(shù)），青銅鑄件司母戊方鼎重達(dá)875千克，春秋時(shí)期的青銅鑄件曾侯乙尊盤(pán)已十分精細(xì)。

春秋至漢魏時(shí)期（公元前770～公元265）

這一時(shí)期是中國(guó)古代機(jī)械開(kāi)始較快發(fā)展的時(shí)期。

春秋時(shí)期鐵器和生鐵冶鑄技術(shù)（見(jiàn)中國(guó)古代鑄鐵技術(shù)）開(kāi)始出現(xiàn)。黑心可鍛鑄鐵、白心可鍛鑄鐵和鍛鋼的出現(xiàn)加速了由銅器向鐵器的過(guò)渡。春秋中期以后發(fā)明了失蠟鑄造法和低熔點(diǎn)合金鑄焊技術(shù)。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期又有了疊鑄和錨鏈鑄造等工藝。西漢中期已煉出灰口鑄鐵，并出現(xiàn)了壁厚3～5毫米的薄壁鑄鐵件。鑄鐵熱處理技術(shù)也有所發(fā)展。

春秋時(shí)期出現(xiàn)弩，控制射擊的弩機(jī)已是比較靈巧的機(jī)械裝置。到漢代，弩機(jī)的加工精度和表面光潔度已達(dá)到相當(dāng)高的水平。漢弩有1石至10石等八種規(guī)格，這些規(guī)格的形成表明機(jī)械制造標(biāo)準(zhǔn)在漢代已初步確立。弩機(jī)上留下了作工、鍛工、磨工等的名字（見(jiàn)弓和弩）。

戰(zhàn)國(guó)時(shí)期流傳的《考工記》是現(xiàn)存最早的手工藝專著，其中記有車輪的制造工藝。對(duì)弓的彈力、箭的射速和飛行的穩(wěn)定性等都作了深入的探索。

漢代已有各類艦艇和大量的三四層艙室的樓船。有些艦船已裝備了艉舵和高效率的推進(jìn)工具櫓。西漢時(shí)的被中香爐構(gòu)造精巧，無(wú)論球體香爐如何滾動(dòng)，其中心位置的半球形爐體都能經(jīng)常保持水平狀態(tài)。

陸上交通運(yùn)輸工具不斷發(fā)展。1980年出土的秦始皇陵銅車馬代表了當(dāng)時(shí)鑄造技術(shù)、金屬加工和組裝工藝的水平。東漢以后出現(xiàn)了記里鼓車和指南車。記里鼓車有一套減速齒輪系，通過(guò)鼓鐲的音響分段報(bào)知里程。三國(guó)馬鈞所造的指南車除用齒輪傳動(dòng)外，還有自動(dòng)離合裝置，在技術(shù)上又勝記里鼓車一籌。自動(dòng)離合裝置的發(fā)明，說(shuō)明傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪系已發(fā)展到相當(dāng)?shù)某潭取?/p>

東漢時(shí)已有不同形狀和用途的齒輪和齒輪系。有大量棘輪，也有人字齒輪。特別是在天文儀器方面已有比較精密的齒輪系。張衡利用漏壺的等時(shí)性制成水運(yùn)渾象，以漏水為動(dòng)力通過(guò)齒輪系使渾象每天等速旋轉(zhuǎn)一周。公元132年張衡創(chuàng)制了世界上第一臺(tái)地震儀，即候風(fēng)地動(dòng)儀。

漢代紡織技術(shù)和紡織機(jī)械也不斷發(fā)展，綾機(jī)已成為相當(dāng)復(fù)雜的紡織機(jī)械。到三國(guó)時(shí)期，馬鈞將50綜（分組提放經(jīng)線的綜片）50躡（踏具）和60綜60躡的綾機(jī)都改成50綜12躡和60綜12躡，提高了生產(chǎn)效率。馬鈞還創(chuàng)制了新式提水機(jī)具翻車，能連續(xù)提水，效率高又十分省力。

漢代的農(nóng)具鐵犁已有犁壁，能起翻土和碎土的作用。漢武帝時(shí)趙過(guò)既已創(chuàng)制三腳耬，一天能播種一頃地。

兩晉至宋元時(shí)期(265～1368)

在這一時(shí)期，大型銅鐵鑄件和大型機(jī)械結(jié)構(gòu)陸續(xù)出現(xiàn)。五代時(shí)鑄造的滄州鐵獅子重約40噸，宋代木結(jié)構(gòu)水運(yùn)儀象臺(tái)高3丈5尺，寬2丈1尺（圖1）。

唐宋時(shí)期機(jī)械制造已有較高水平。如西安出土的唐代銀盒，其內(nèi)孔與外圓的不同心度很小，子母口配合嚴(yán)緊，刀痕細(xì)密，說(shuō)明當(dāng)時(shí)機(jī)械加工精度已達(dá)到新的水平。

在運(yùn)輸工具方面，人力和水力并用，在技術(shù)上有進(jìn)一步發(fā)展。南朝齊祖沖之所造日行百里的所謂千里船和南朝梁侯景軍中的160槳快艇，都是人力推進(jìn)的快速艦艇。南北朝時(shí)期出現(xiàn)了車船。唐代的李皋對(duì)車船的改進(jìn)起了承前啟后的作用。

水力機(jī)械也有新的進(jìn)展，唐代已有筒車，從人力提水發(fā)展為水力提水。南宋末期又創(chuàng)造出先進(jìn)的水轉(zhuǎn)大紡車。三?、 五?(錠)手搖(圖2)紡車曾是當(dāng)時(shí)世界上比較先進(jìn)的人力紡紗機(jī)具。元代薛景石所著《梓人遺制》是木工名家總結(jié)親身經(jīng)驗(yàn)之作，并詳細(xì)記述了當(dāng)時(shí)通行的紡織機(jī)具和車輛，以古代著名的木制機(jī)械技術(shù)專著而留世。

這一時(shí)期天文和計(jì)時(shí)儀器發(fā)展迅速。北宋蘇頌和韓公廉等制成的木構(gòu)水運(yùn)儀象臺(tái)，能用多種形式表現(xiàn)天體時(shí)空的運(yùn)行。它由水力驅(qū)動(dòng)，其中有一套擒縱機(jī)構(gòu)（見(jiàn)中國(guó)古代計(jì)時(shí)器）。水運(yùn)儀象臺(tái)代表了當(dāng)時(shí)機(jī)械制造的高度水平，是當(dāng)時(shí)世界上先進(jìn)的天文鐘。元代的滾柱軸承也屬當(dāng)時(shí)世界上先進(jìn)的機(jī)械裝置。

明清時(shí)期(1368～1840)

明初的造船業(yè)已有很大進(jìn)展。鄭和下西洋的船隊(duì)是世界上最大的船隊(duì)。鄭和所乘寶船長(zhǎng)約137米，張12帆，舵桿長(zhǎng)11米多，是古代最大的遠(yuǎn)洋船舶。（見(jiàn)彩圖c）

當(dāng)時(shí)的機(jī)械制造主要仍靠手工操作。大者如千鈞錨（圖3），是靠人工先鍛成四爪，然后依次逐節(jié)鍛接。小者如制針用的冷拔鋼絲，也用手工制成。

明代已有活塞風(fēng)箱。它是宋元木風(fēng)扇的進(jìn)一步發(fā)展。風(fēng)箱靠活塞推動(dòng)和空氣壓力自動(dòng)啟閉活門(mén)，成為金屬冶鑄的有效的鼓風(fēng)設(shè)備。

在明中葉或稍前，木帆船已能逆風(fēng)行駛，并擁有全風(fēng)向航行的能力。揚(yáng)州立帆式風(fēng)輪是將八扇縱帆等距裝置在八角形木架上，圍繞一個(gè)垂直軸旋轉(zhuǎn)，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)帆面角度。這是中國(guó)古代獨(dú)具特色的木船風(fēng)帆的進(jìn)一步發(fā)展和運(yùn)用。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)沿海一帶多利用它推動(dòng)翻車，以提取海水曬制食鹽（見(jiàn)中國(guó)古代風(fēng)帆）。

機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了學(xué)術(shù)研究。王徵于1627年編譯和出版了《遠(yuǎn)西奇器圖說(shuō)錄最》，介紹了西方機(jī)械工程的概況。來(lái)自西方的自鳴鐘表和水銃等也在一定范圍內(nèi)得到流傳。1634～1637年宋應(yīng)星編著和出版了《天工開(kāi)物》，記錄了許多先進(jìn)的工藝技術(shù)和科學(xué)創(chuàng)見(jiàn)。它反映出當(dāng)時(shí)的農(nóng)業(yè)和手工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平。記載了不少有關(guān)機(jī)械制造和產(chǎn)品性能的情況。內(nèi)容涉及泥型鑄釜、失蠟法鑄造以及鑄錢等鑄造技術(shù)，還記述了千鈞錨和軟硬繡花針的制造方法、提花機(jī)和其他紡織機(jī)械以及車船等各種交通工具的性能和規(guī)格等?！短旃ら_(kāi)物》被稱為中國(guó)17世紀(jì)的工藝百科全書(shū)。

清乾隆年間宮廷造辦處曾制造大更鐘，它依靠懸錘的重力驅(qū)動(dòng)，并增添了精確的報(bào)更機(jī)構(gòu)，加工精致，富有中國(guó)民族特色。明清兩朝中國(guó)鐘表工匠創(chuàng)制了不少新奇的鐘表。當(dāng)時(shí)的廣州、蘇州、南京、揚(yáng)州等，成為有名的制造鐘表的城市。

參考書(shū)目

1. 劉仙洲編著：《中國(guó)機(jī)械工程發(fā)明史》第一編，科學(xué)出版社，北京，1962。
2. 杜石然、范楚玉等編著：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史稿》上、下冊(cè)、科學(xué)出版社，北京，1982。
3. 自然科學(xué)史研究所主編：《中國(guó)古代科技成就》，中國(guó)青年出版社，北京，1978。

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