中国古代机械发明的历史是怎样的?

在中华民族五千年文明史中,中国古代劳动人民在机械工程领域的发明创造尤为突出。大多数发明来自生存、生活和生产的需要,有些是战争的需要,有些是探索科技的需要。50万年前,中国猿人学会了制造尖头石器。中国周口店古猿人遗址发现了切割角为60° ~ 75°的石器。20万年前,生活在中国四川资阳的类人猿学会了制作骨针、骨锥等骨器。一万五千年前,古人类学会了用骨头、角、牙齿、蚌壳制造形状复杂的器具,学会了打磨技术。五千年前,古人类进入新石器时代。在Xi安半坡遗址中,发现了大量重要的骨器,其制造技术非常高。四千年前,古人发现了金属,学会了冶炼技术。我国已经进入金属时代。不久,发明了铜锡合金制成的青铜器。金属乐器逐渐取代了石头和骨头乐器。两千年前,又发现了铁金属,掌握了冶炼技术和制造技术。早在春秋时期,中国就已经进入铁器时代。各种复杂的工具和简单的机器相继被发明出来,机械工程在中国迅速发展。

从中国古代发明创造的演变可以知道,任何一种机械发明都经历了由粗到精,逐步完善和发展的过程。例如,加工谷物的机器(图2-2)最初是把谷物放在一块大石头上,用手里较小的石头摩擦,然后吹掉谷壳得到大米;第二步发明了杵臼;第三步,发明脚踏锤,利用人体的部分重力工作;第四步发明了利用人力和畜力工作的磨和磨;第五步,我们发明了利用风力和水力的研磨和磨削,不仅实现了连续工作,节省了人力,提高了效率,而且学会了利用自然力完成从工具到机械的进化过程。

图2-2兵器领域的粮食加工工具演变,从弹弓到弓箭,再到弩;火药发明后,从人类的弓箭发展到火箭,直到发展成一枚皱巴巴的导弹和一枚皱巴巴的二级火箭。这些在中国古代战争的大量实战中都有记载。

中国古代机械的发明、使用和发展远远领先于世界水平。但由于长期的封建统治,生产力和科学技术的发展受到限制。最近四五百年,中国在机械工程领域的发展落后于西方列强。新中国成立后,我国人民在短短的十几年时间里,把只能做少量修理和装配工作的机械工业发展成为能生产汽车、火车、船舶、金属切削机床、大型发电机等多种机械设备的机械工业。特别是改革开放以来,机械工业发展更加迅速,与发达国家的差距正在缩小,部分产品已经领先于世界水平。

在过去的几千年里,中华民族在机械工程领域取得了辉煌的成就。不仅发明数量多,而且质量高,发明时间早。我们过去的历史是辉煌的。为了使中华民族再次辉煌,我们的任务是艰巨的。在过去的几年里,机械的发明和使用繁荣了人类社会,促进了人类文明的发展。在高科技飞速发展的今天,机械种类越来越多,性能越来越先进。机械手、机器人、集机、光、电、液于一体的智能机器、办公自动化机器等许多先进的高科技机器正在改变着人类的生活和工作。我希望有志于机械工程的青年人继承先辈的光荣传统,发明创造更多更好的新机械,为把我国建设成为社会主义强国而努力奋斗。

除了造纸术、印刷术、指南针和火药这四大众所周知的发明之外,中国古代在机械工程领域的发明创造也非常辉煌。因为古代中国长期处于封建社会,科技发展相对缓慢。秦汉以前比较重视各种发明创造,这一时期也有不少成果。据《李周考公》记载,智者创造事物,巧匠讲述事物,他所保持的世界被称为作品,他所做的一切都是圣人的作品。但也有不同意见。《老子》说:民多利器,国无意识。人多技能多,怪事生。千万不要放弃利润,小偷什么都没有。自秦汉以来,除了对农业生产有益的发明外,其他发明普遍受到鄙视,甚至因发明而获罪。据《明史》卷二十五记载,天司监明太祖平原发现两个能按时击鼓的木偶人。毛把它弄坏了,因为它没用。由于统治者的偏见,极大地影响了古代劳动人民创造能力的发展。

另外,在中国古代,我们并不重视发明仪器的绘图,很多发明如果没有绘图的帮助是很难理解的。而真正发明创造事物的人或自己,却没有用文字记录下来,或因为社会的忽视而没有记录下来,影响了中国古代科技的进步。尽管如此,中国的古代科技仍然领先于世界,无愧于古代文明大国的称号。以下是对中国各个时期典型发明的简要描述。