三国演义木牛流马

三国演义木牛流马 《三国演义》第一百二十回“司马懿占北原渭桥 诸葛亮造木牛流马”其中描写诸葛亮六出祁山，七擒孟获，威震中原，发明了一种新的运输工具，叫“木牛流马”，解决了几十万大军的粮草运输问题，这种工具比现在的还先进，不用能源，不会造成能源危机。《三国演义》第一百二十回“司马懿占北原渭桥 诸葛亮造木牛流马”其中描写诸葛亮六出祁山，七擒孟获，威震中原，发明了一种新的运输工具，叫“木牛流马”，解决了几十万大军的粮草运输问题，这种工具比现在的还先进，不用能源，不会造成能源危机。 造木牛之法云:“方腹曲头，一脚四足;头入领中，舌着于腹。载多而行少:独行者数十里，群行者二十里。曲者为牛头，双者为牛脚，横者为牛领，转者为牛足，覆者为牛背，方者为牛腹，垂者为牛舌，曲者为牛肋，刻者为牛齿，立者为牛角，细者为牛鞅，摄者为牛秋轴。牛仰双辕，人行六尺，牛行四步。每牛载十人所食一月之粮，人不大劳，牛不饮食。”造流马之法云:“肋长三尺五寸，广三寸，厚二寸二分:左右同。前轴孔分墨去头四寸，径中二寸。前脚孔分墨二寸，去前轴孔四寸五分，广一寸。前杠孔去前脚孔分墨二寸七分，孔长二寸，广一寸。后轴孔去前杠分墨一尺五分，大小与前同。后脚孔分墨去后轴孔三寸五分，大小与前同。后杠孔去后脚孔分墨二寸七分，后载克去后杠孔分墨四寸五分。前杠长一尺八寸，广二寸，厚一寸五分。后杠与等。板方囊二枚，厚八分，长二尺七寸，高一尺六寸五分，广一尺六寸:每枚受米二斛三斗。从上杠孔去肋下七寸:前后同。上杠孔去下杠孔分墨一尺三寸，孔长一寸五分，广七分:八孔同。前后四脚广二寸，厚一寸五分。形制如象，靬长四寸，径面四寸三分。孔径中三脚杠，长二尺一寸，广一寸五分，厚一寸四分，同杠耳。” 诸葛亮造木牛流马，用来运送粮草。木牛流马是什么样子，自古以来，莫衷一是。说什么的都有，可是没有一种说法比较符合原状，我想其中的原因，在于搞历史的不通机械，而搞机械的又没有考证这些的习惯。 探索 先看看书上的木牛流马的介绍:方腹曲头，一脚四足，头入领中，舌着于腹，载多而行少，独行者数十里，群行者二十里。垂者为牛舌，曲者为牛肋，刻者为牛齿，立者为牛角，牛仰双辕。人行六尺，牛行四步。 流马:肋长三尺五寸，左右同。前轴孔分墨去头四寸，前脚孔去前轴孔四寸五分，板方囊两枚。 从书上的叙述来看，木牛是相当于发动机的设备，流马只是个装载东西的设备，相当于汽车的车厢。 从木牛的结构上看，它采用了助力机构，里面可能加有飞轮机构。从他的运行来讲，里面采用的有齿轮机构，曲柄连杆机构。人推动木牛时，里面的曲柄连杆机构通过齿轮带动飞轮，飞轮运行起来后，又因为飞轮的惯性，给木牛以助力，这样，就达到了省力的目的。 流马的结构，其实是一辆板车，只不过改变了它的重心和轴承部分，使它比以前的板车用起来省力一些。 关于书上说这个为牛什么，那个为牛什么，这只不过是中国人的习惯，用来增加木牛的神秘性而已，就像周易上说的，什么马像什么之类的。 木牛有四足，其实是轮子，在古代，没有专业的机械术语，所以有些零部件的达，和现在的会不一样。 有猜测木牛是用脚走路的，可是这要用液压机构，在当时的条件下，这是不可能的。用手来摇，也不可能。因为这样用的机构太多，有些机构，在当时还没有发明。 关于扭转牛舌就不能行走，道理很简单，里面有防反转的棘轮机构。 当然，我也只是根据三国演义里的记载推测。不过应该不会差得太远。我现在手头没有详细的关于木牛流马的资料，只是根据我的经验推测。 也可能有复杂化的想象，不过我觉得这样比较合理，这样采用的结构比较简单，符合当时的生产力状况。 我们的先贤似乎是联手保留下一个千古之谜，以考验我们后人的智慧。 研究和发展 古谜从此吸引着世世代代的探谜人。远不说，仅从1956年以来，全国各地就自发成立了7个木牛流马研究会。然而，探谜的结果是古谜本身的真实性首先被怀疑和否定，一个“独轮推车说”似成千年定论。早在宋代，高承就在其《事物纪事》一斗中写道:“木牛即今小车有前辕者，流马即今独推者是。”当代史学家范文澜先生认为:“木牛是一种人力独轮车，有一脚四足。”总而言之，大多数研究者、考古者都认为，所谓木牛流马并不是什么造物奇观，而是传说的神化和记载者的夸张与误会。 但总还是有“爱认死理”，坚信古籍的记载不会是虚妄之笔，坚信木牛流马确有其物，并试图将其造出来的人。1986年，新疆工学院王湔高级工程师在学院及所在机械系支持下，由日本商家赞助，做成了三件木牛流马。每一件就是一架四足步行机，手扶后边的双辕就能使之曲迈步行走。美中不足的是，其不具备负重功能，行李一压，就走不动了。负重行走这个难题仍未能解决。 突破的机会似乎留给了陕西汉中市的洋县农民郭统霄。 说起来，他造木牛流马纯属偶然。1997年春节期间，电视连续剧《三国演义》播放，郭统霄天天和朋友们聚在一起观看。当看到木牛流马这一集时，有人见郭统霄异常兴奋，就与他打趣“你爱捣鼓，你能把木牛流马捣鼓出来，我就服你。”他连想都未想就说能。并立即投入紧张的研制工作。 从一开始，他就坚信，木牛流马的行进应当是用腿，而不是用轮子，只有腿才能在栈道上登台阶。可怎么才能使腿迈动呢?他巧妙地利用物理学中的杠杆和惯性的原理，了杠杆连杆结构、平衡结构，调步结构等内部机关，仅用了3个月时间，就试制出了第一批流马。 这匹马长1(4米，高1(1米， 自重17(5公斤，可载重35至40公斤。只需适当加点牵引力或推力，马便可双蹄并进行走，只需把舌头一按，即可将行动机关卡死，这一点，同《三国演义》中描绘一致。 虽然，这第一匹流马的步幅只有20厘米，载重也只有35至40公斤，但它毕竟使一个千古之谜有了一个肯定的:木牛流马不是作家的夸张，不是史家的误会，而是实实在在的历史! 木牛流马之谜 1700多年前，三国时蜀汉丞相诸葛亮发明了木牛流马，可是，木牛流马究竟是一种什么样的运输工具呢,千百年来人们提出各种各样的看法，争论不休。 查考史书，《三国志?诸葛亮传》记载:“亮性长于巧思，损益连弩，木牛流马，皆出其意。”《三国志?后主传》记载:“建兴九年，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。”上述记载明确指出，木牛流马确实是诸葛亮的发明，而且木牛流马分别是两种不同的工具，从木牛流马使用的时间顺序来看，先有木牛，后有流马，流马是木牛的改进版。 给《三国志》作注的南北朝时期的裴松之，在注中引用了现在已经失传的《诸葛亮集》中有关木牛流马的一段记载，对木牛的形象作了描绘，对流马的部分尺寸作了记载，但是因为没有任何实物与图形存留后世，使得后人对木牛流马的认识始终是凤毛麟角、云山雾罩。 诸葛亮造出木牛流马200年后，南北朝时期的科技天才祖冲之据说造出了木牛流马。《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。” 令人难以理解的是，他同样也没有留下任何详细的资料。 但是关于祖冲之造出木牛流马的记载为自动机械的观点提供了佐证，这是关于木牛流马的一个主要观点，认为三国时利用齿轮制作机械已为常见，后世所推崇的木牛流马，应该是一种运用齿轮原理制作的自动机械。 在陕西省汉中市勉县的黄沙镇，史料记载这里是诸葛亮当年造木牛流马的地方。据考证，诸葛亮当年在8年北伐中，木牛流马总共用过3次，木牛流马就是从这里出发，走过250公里的栈道，到达前线祁山五丈原。 当地的老人向我们描绘了传说中的木牛流马:“木头做的马头，再有其他零星的小块组成马身子，再组上马腿，肚子中间安上齿轮，木马后边有一个扳手，操作时一压走一步，再一压走一步。”从这个传说中可以看出，木牛流马是有齿轮的，而且似乎也运用了杠杆原理。 前不久，在河北省泊头有一个普通的乡村教师梁国君说他自己就复原了木牛流马，而且非常成功。我们的记者抱着极大的兴趣专程去那里看了看。 梁国君做的木牛流马形状都是四条腿，肚子中空，可以载重物的木制机械。按下和抬起马的脖子，流马就会迈开腿行走;木牛是通过按压后面的双辕行走。据梁国君 介绍，他做的木牛流马在原理上与史料记载相符:“„木牛牛仰双辕，流马形制如象。?木牛后面有一个长长的省力臂，就是双辕;流马的省力臂就是它长长的马脖子，就是形制如象。”更为巧妙的是，梁国君在他的流马上实现了暗锁功能，把舌头扭转，马头就被锁住，就无法行走，这一点跟《三国演义》中的描绘非常吻合。 但是梁国君复原的木牛流马遭到另一派的反对，陕西省汉中市勉县博物馆馆长、陕西省三国文化研究中心主任郭清华认为，木牛流马不可能是四条腿的:“栈道是木板铺的，中间的缝隙宽窄不一，四条腿怎么能在带缝隙的板上走呢,就是在非栈道的道路上行走，它也是爬坡的，需要前面拉，后边推，四条腿没拉也没办法推。所以木牛流马肯定是带轮子的。” 郭清华为什么认为木牛流马应该是带轮子的呢,这也能从史料记载上找到依据。郭清华认为，木牛流马应该是四轮小车:“制木牛流马法里，介绍流马的时候说，流马有前轴和后轴。大家都知道装轮子的才叫轴，一个轴装两个轮子，所以我认为它应该是四轮。” 木牛流马究竟是带轮子的还是四条腿的呢,北宋的陈师道有下面一段文字记载:“蜀中有小车，独推载八石，前如牛头;又有大车，用四人推，载十石，盖木牛流马也。” 宋代高承写的《事物纪原》中也有记载:“木牛即今小车之有前辕者;流马即今独推者。” 清代满族水利专家麟庆也把当时水利工程中使用的土车说是陈师道记载的木牛流马:“土车，独轮料土，兼载稗编。蜀相诸葛亮出征，始造木牛流马，以运饷。今之土车独推，犹存储葛遗制。”木牛是有前辕的独轮车，流马是没有前辕的独推小车，这也是一种关于木牛流马的主要观点。但是即使是宋代的记载，也离三国时期有了1000多年，这种观点究竟有多大的可信度呢, 清华大学古文献研究所教授冯立升认为，木牛流马基本上可以定论是一个独轮车，因为综合各种史料和各种文献的证据来看，独轮车的可能性最大。 为了弄清三国时期栈道的情况，我们来到了褒河谷口，这里是褒斜栈道的起点，位于汉中市北20公里，1700多年前，诸葛亮的木牛流马就是从这里起程把粮草运往前线。 令人意想不到的是，古代的栈道非常平缓，并不陡峻。原来古代人开通褒斜栈道是非常聪明的，他们选择了在秦岭山中最缓的一条道路，不知不觉就上了山，然后不费劲就下去了。在这样的道路上四条腿的机械无论如何也比不上轮子的效率高，所以当时的木牛流马不太可能是四条腿的行走机械，而四轮车的可能性更小，因为四轮车作为转向控制是更难的，就是在平地上，四轮车的转弯都不是很灵便的，所以放到那个特殊的条件下可能性更小。 从栈道情况分析，似乎只有独轮车才最有可能是历史上的木牛流马。也许有人会问，如果木牛流马是独轮车的话，记载中，木牛是一脚四足，这个四足在独轮车里面怎么体现呢,还有就是一些部件的名称包括暗藏的机关如何解释呢, 最近旅澳学者康弘对木牛流马提出了一种新的解释。认为:木牛流马是齿轮组传动的绞盘索道系统。在云贵川的深山里，同类系统还被使用着。 他的研究主要解决了史书记载中“走”的主体。古籍中记载:“木牛者，方腹曲头，一脚四足，……特行者数十里，群行者二十里也。……人行六尺，牛行四步。日行二十里，而人不大劳。”根究这种描写，传统观点认为:木牛流马应为一种木制牛马状运输工具。一天可以走二十里，由于两千年前的科技水平不可能制造出这种水平的运输工具，所以人们普遍认为这只是一种传说。之所以出现这种误判，是因为对日行二十里的主体是人还是木牛的误解。将:“日行二十里，而人不大劳”连贯起来理解就可以清楚“日行二十里”的是人---推绞盘的人，木牛根本没有走。 新的研究首先提出质疑:木牛流马如此好用，它们就应该被大力推广并流传。但木牛流马不仅没有被大众普及，就连诸葛亮当时也并不经常的在所有的地方都使用木牛流马。这木牛流马的使用具有相当的局限性。分析诸葛亮使用木牛流马的情况，可以初步断定这种局限性主要表现在地域环境上。蜀汉位于今四川，道路崎岖，多为盘山道，在直线距离并不远的山与山之间走盘山道即远且难，而架设绞盘和索道无疑是一种快捷便利的好办法。现在四川，云南的山区索道还是主要的交通工具，山民出山，赶集还要靠它。在其它地区绞盘索道不能广泛使用，因此木牛流马没有得到普及。诸葛亮在出祁山之前，曾南征孟获，对于广泛应用于云贵高原的索道应有所闻。按照它们的功能看，木牛流马应为具有可变速的伞齿轮组或蜗杆、涡轮传动的绞盘和索道。绞盘需稳固。故而制成牛形，以示其坚。索道上的挂斗需轻便快捷，故而制成马型，以示其捷。也有可能木牛为重型运输机械，既绞盘加索道，流马为轻型运输机械，既单纯的索道。此类结构只适于交通不便的山区，不适合于平原地区运输，所以不能普遍推广。 依据《诸葛亮集》中的记载，木牛流马的型制为:“木牛者，方腹曲头，一脚四足，头人领中，舌著于腹。载多而行少，宜可大用，不可小使;特行者数十里，群行者二十里也。曲者为牛头，双者为牛脚，横者为牛领，转者为丰足，覆者为牛背，方者为牛腹，垂者为牛舌，曲者为牛助，刻者为牛齿，立者为牛角，细者为牛鞅，摄者为牛鞭轴。牛仰双辕，人行六尺，牛行四步。载一岁粮，日行二十里，而人不大劳。”新的研究据此对史书中木牛的结构分析如下:“方腹”为绞盘的框架， “曲头”指绞盘上端的轴头，“脚”指的是可运行装置，“一脚”是可运行的轮体，“四足”指绞盘的四根立柱，“头人领中”是上端轴头外有一个保护罩或保护圈，避免沙土进入轴头，在古代人们往往把可翻转的肖键等称为“舌”，“舌著于腹”的舌，相当于现在绞盘中的止退键，与自行车飞轮中的两个键同理，现代的绞盘，起重机，甚至手动葫芦吊都有这一装置。“舌著于腹”就是止退键在框架内。 “载多而行少”是指运得多，速度就慢，(这附合力学原理，同功率的情况下，力与距离成反比)。“宜可大用，不可小使”，因为架设绞盘索道是大工程，因此必须大用，不可为了运输少许粮食就架设木牛索道。“特行者数十里，群行者二十里也”，这里“特行者”“群行者”指的都是推绞盘的人而非木牛流马。“特行者”指一人推，由于推力小，需增大主动轮直径，从而使距离增加(数十里)，群行者人多力量大，可以减少距离，注意“群行者二十里也”与“人行六尺，牛行四步。载一岁粮，日行二十里”是一致的，这就是推绞盘的士兵一天的工作量。这也说明，木牛可能使用了一组伞齿轮，类似于今天汽车的变速箱，推的人少时增加距离，推的 人多时减少距离。“曲者为牛头，双者为牛脚”既一个凹轮，包括一个卷筒加两侧挡板。这与现在的绞盘是一样的，它可双向运行，索道沿着凹轮上下槽运行，“横者为牛领”应是上轴轴瓦和轴基座，“转者为丰足”是伞齿轮组，“覆者(罩也)为牛背”，“方者为牛腹”(底框)，“垂者为牛舌”(肖键是下垂的，靠重力自动下垂起到防止倒退的作用，也表明是横轴结构)。“曲者为牛助(是一个弯曲的手柄，类似于现在汽车变速箱的手柄)”，“刻者为牛齿”(与牛舌相配的带齿的防退轮，牛齿也可能是一组将水平方向转的绞盘转为向垂直方向转的主动轮转换装置。“立者为牛角”可能是突出于牛背的立管，如为中空可以理解为注油的润滑装置，“细者为牛鞅”,“摄者为牛鞭轴”，牛仰双辕(是绞盘的两根推杆，现为十字型，木牛可能是使用平行的两根推杆，或穿过中轴孔 的一根推杆的两端。还有一种可能，“牛仰双辕”指的是木牛有两根辕，用来固定木牛于其它固定物，如大树，大石等。今天的绞盘也有两点用来固定之用)，“人行六尺，牛行四步”这句是关键，过去的研究者以为“牛行”是牛在走，其实不然。它的本意是:推动绞盘的人走六尺，木牛的轴转四圈。也可能是:轮上带有齿，象自行车上的齿盘卡住索道以防滑，“人行六尺，牛行四步”就是:推绞盘的人每推六步木牛就转动四个齿。“载一岁粮”(150-200公斤)，“日行二十里”指推绞盘的人每日走二十里，不是木牛走二十里，所以人不大劳。 综合起来木牛是一种重型的运输工具，是绞盘和索道的结合体，其核心部分为一组将水平方向推动的绞盘转为垂直方向转动的一组伞齿轮传动装置。牛头，牛脚，牛领，丰足，牛舌，牛助，牛齿，牛角，牛鞅，牛鞭轴，双辕就是木牛从动力到传动，工作，制动，润滑等一整套设备的各个零部件，“牛足”为基座，“牛腹”为机体，牛背为机罩，索道上挂粮食袋子，用于两山高低差较小的情况，由于落差小，所以盛放粮食的容器不能自动滑落，要靠人推绞盘所以称之为木牛。小说中司马懿的木牛流马舌头翻转后不能动是因为舌是防退装置，当舌头被沿着它的轴翻到另一边时就成了防进装置。这时绞盘只能反向推动而不能正向运行。其实它的功能是:将此处的物资运到彼处牛舌翻到正面，将彼处的物品运到此处来，牛舌翻到反向。由于司马懿不知道这种功能，所以牛舌被翻转后就推不动了。 明白了木牛，流马就好理解了。史书中关于木马的介绍实际上是一个挂在索道上的装粮食的木箱。它可以被理解为一组在高低差较大的情况下，可以靠重力从高处滑落到底处的索道装置，当然也可以理解为木牛流马为一组装置。流马为与木牛配套的粮食装载工具。因为制造木牛较复杂，所以史书中重点介绍它的零部件结构，而流马较简单，所以只详列了它的制作尺寸。 从三国志的记载分析，(建兴)九年，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(另一条道路)，以流马运，据武功五丈原，与司马宣王对于渭南。”我们可以理解为前一次出祁山的路线山间的落差较小，所以用木牛，而三年后出斜谷，山间的落差较大，所以用流马。 如能认定木牛流马为齿轮传动的绞盘索道系统，那它将成为中国的又一大发明。两千年前中国就有了齿轮传动装置和较完整的运输机械系统。(图略) 《木牛流马》可能会打破常规定律: 我们都知道，《三国演义》上的木牛流马一直是一个迷，也让无数人为之痴迷。当时的生产条件简单，远不及现代，但是“木牛流马”的构造看起来简单易行，也符合当时的情况。如果当时把“木牛流马”写的神乎其神，也许我们很早就会把它当成神话的东西而弃之不顾了，但是就因为书上写的符合当时的情况，所以我们就不能不怀疑当时可能真的有木牛流马的问世。可是时代的久远和小说的戏剧性让我们又有些一筹莫展。 就现在来说，“木牛流马”如果真的象书中所描述那样可以不吃不喝还能走，这显然是不符合现在科学上的能量守恒定律的。因为如果“木牛流马”要行走，必定会消耗能量，当时当时肯定没什么石油、天然气之类的能源物质，它又不吃不喝，它从那里得到能量,这是值得考虑的问题。如果要造出象小说里描述的那种木牛流马来，就必须抛弃现在的“能量守恒”定律。同样，要造出“木牛流马”也必定会打破影响我们数代的“能量守恒”定律，必定是一个另世界瞩目的事迹。历史上有无数个迷团需要我们去解决，这可能只是一个虚构的物品，但是在迷团未揭开之前，谁也不能否认它的存在。