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“中国古代三大奇器”, 为何有图纸流传, 后人还无法成功复制?

 人众众人 2020-09-05

指南车

中国古代有科学吗?不同的学者会有不同的看法,但是中国古代有文献记载的科学仪器,其中有三件即便现在看来,功能都很先进。只不过这三件仪器,其形制、结构等都有文献可查,但是没有实物遗存。不少后世的科学家对它们产生了浓厚的兴趣,无数人进行研究复制,大多数人以失败告终,因此它们颇具神秘色彩,又被称为“中国古代三大奇器”。它们分别是:相传黄帝发明的“指南车”,东汉张衡发明的“候风地动仪”和北宋苏颂设计的“水运仪象台”。

指南车可以说是上古奇器,相传黄帝就是借助它大败蚩尤。它妙就妙在车上有一个木人,无论车往任何方向行驶,车上木人之手永远指着南方。这听上去跟指南针的原理一样,可真要实现可不容易。指南车到宋代已经失传,1924年有位英国人摩尔发表论文,考证《宋史》中关于指南车的记载,并且绘制了机械结构图。1937年,科学家王振铎在摩尔研究成果的基础上,解决了指南车传动系统的自动离合问题,算是复制成功了。


水运仪象台

“候风地动仪”和“水运仪象台”至今没人能复制成功。

根据《宋史》记载,公元1088年,苏颂、韩公廉设计制造“水运仪象台”,这是一件集天体观测、天象演示、计时报时功能于一体的精密天文仪器,据说它能够以水为动力自动运行。苏颂在建成水运仪象台之后,留下一部《新仪象法要》,内含水运仪象台150个部件的详细机械图。要知道,很多古代已经失传的仪器只留存文字,能留下图纸实属罕见。因此,很多现代学者深入研究,想要复制这部神奇的“中国天文钟”,其中还有大名鼎鼎的李约瑟,他撰文称北宋的“水运仪象台”是后世欧洲机械钟的祖先。


水运仪象台构造

但是对于想要复制“水运仪象台”的人而言,难度最大的是《新仪象法要》中的图纸和文字并不是完全匹配,今人无法确定实物构建的比例。众所周知,现代机械制造都依赖于数据精确的图纸,缺乏这个条件,后世人复制出来“水运仪象台”的不过是模型而已,并不能实现文献记载中那些神功能。1958年,王振铎复制了1/5缩小比例的“水运仪象台”,只可惜并不能真正运行。在近半个世纪以来,至少有十几件复制品出现,比例从1/10到1/1都有,大部分都是不能运行的,有的靠内置电动机可以运行,但是靠水力是真的不行。因此,也有人怀疑《新仪象法要》只是理想化的设计标准,北宋建成“水运仪象台”是否真能够达标不好说。


候风地动仪

同样的,出现在不少朋友历史课本上的,东汉科学家张衡设计的“候风地动仪”,至今为止没有一个人能复制成功。地动仪上有八条龙,下有八只蛤蟆。所谓“当大地震动,龙嘴里所含铜丸会落下,掉进蛤蟆嘴里”,似乎除了张衡本人之外,再没有人亲眼目睹地动仪预测地震。公元132年张衡设计了的地动仪,仅在公元138年预测了一次陇西地震后,就再也没有出现在史籍中了。仅凭《后汉书》上区区百字记载,复制“候风地动仪”的难度可比“水运仪象台”大多了。1936年,王振铎也曾经复制过地动仪,但是普遍认为只是模型而已,其原理一直备受国内外科学家质疑。

很多人认为,不能复制的古代科学仪器,是古人夸大了它们的功用,或者是文献记载有失实。因为其中很多功能,依靠现代科技也未必能实现。就比如,现在没有哪一个国家敢说自己掌握了精确的地震预测技术。如果“中国古代三大神器”真的存在过,只能说明中国人真的很聪明,古代的机械工艺已经达到很高的水平。

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