曹操发明了什么?

曹魏不是一个人的名字

最著名的职业发明家是马骏。

附加信息:

马钧是三国时期著名的机械制造专家。他凭借高超的制造技艺,发明制造了丝织机、水车、指南针等多种机械,成为中国古代非常著名的机械发明制造专家,为古代机械制造技术的发展做出了巨大贡献。

马军,出生于扶风德恒(今陕西兴平东南)。生活在三国时期的曹魏时期,生卒年不详。他从小不善言辞,话不多,但喜欢读书,喜欢思考,喜欢思考,尤其是学习机械制造。同时,他非常注重实践,勤于动手;就这样,我养成了善于吸收新知识的习惯,具备了相对熟练的实践技能,为从事机械制造打下了一定的基础。他早年生活艰苦贫困,长期生活在农村,这使他有更多的机会接触劳动人民,对他们的苦难和繁重的劳动有了深刻的了解和体会。因此,他更关心生产工具的改革,决心用自己的知识和技术为人民服务,改善人民的生产和生活条件。

马军对机械的研究和制造始于对斜纹织机的改造,斜纹织机是一种用于织造“斜纹”的提花机,斜纹是一种表面光滑的提花丝织品,是在我国传统丝织品基础上发展起来的比较先进的产品。中国的丝织技术历史悠久。早在商代,就用平纹织法和丝织法来编织带有几何图案的丝织品。春秋战国时期,丝织品有几十种,质量大大提高。秦汉时期,中国的丝织技术达到了相当高的水平,这一时期出土了大量的提花纱线和带经线的彩色挂毯。丝织技术的发展是由于织造工具的进步。商朝出现了平纹织布机,周朝出现了提花织布机。战国末期,使用脚踏织布机。这是丝织技术划时代的成就,因为用踏板作为提综口的装置,手可以解放出来投梭,手脚配合的效率大大增加。到了汉代,丝织机有了很大的改进,出现了新的提花机,就是120聂?120织机,完成一批松花斜纹需要60天,效率相当低,织机的结构和操作也相当复杂。三国使用的织布机较汉代有所简化,出现了“五十综”。50”还是60”?60聂”丝织机。但是,这种丝织机仍然过于复杂、笨重,操作不便,劳动强度大,生产效率低。织工要花一个月的时间才能织出一根丝。马军觉得有必要进一步改进和设计一种更简单、更方便、更实用的斜纹织机,以减轻工匠的劳动,织出更多的“斜纹”来满足社会的需求。因此,马军对斜纹织机进行了深入细致的观察和研究,对影响织机运转的因素进行了全面的分析。他发现“斜纹”的许多颜色和图案是对称和重复的,这可以大大简化斜纹织机的结构和操作。为此,他反复试验,终于把原来的斜纹织机改成了12聂,使斜纹织机的结构简化了很多,操作更加方便,劳动生产率提高了几倍,织出的斜纹的颜色、花纹和质量都得到了改善。据说在曹魏景帝元年(公元237年),日本使臣来访,魏明帝向日本赠送了大量的丝织品,其中很多都是用马钧改进的丝织机织成的。这种高效率的斜纹织机很快传播到其他地区并被广泛使用,促进了中国纺织业的发展。

马军的另一个突出成就是制作了失传已久的指南针。南导车又称南导车,是古代帝王出行时的第一驾。一个木头人站在车上,把胳膊伸向南方。无论汽车如何转弯,他的手臂总是指向南方,所以这辆车可以用来指示方向。这是古代劳动人民的一项发明,最晚出现在西汉时期。东汉时期,著名科学家张衡曾经重新制作了指南针。可惜三国时期又失传了,很多人不再知道指南针的结构和原理。魏明帝青龙年间(公元233-236年),马钧在北京担任小官。一天,马军和一些官员在宫中辩论时谈到了南导车,他们为此发生了争执。当时的三侍从高和将军秦朗认为,古籍中关于指南车的记载都是虚构的,不能当真,古代也没有制造指南车。而马军却坚信古代有指南针,不同意他们的说法。他说:“很可能指南针是古代制造的,只是我们没有深入研究;其实并没有人们想象的那么难。只要你肯努力,肯学习,你就能成功。”他的话遭到高和秦朗的嘲笑,他们讽刺说:“君先生名,字德恒。君是器物的模型,用秤来确定物体的重量;但你连自己说话的分量都不知道。可以拿来当范本吗?”(古代Tokisho用的轮子叫陶俊)马俊反驳;“空谈有什么用!自然要分清楚谁对谁错。”高和秦朗同意了马军的请求,并在当时向报告了此事。魏明帝命令马军进行试产以澄清是非。马军仔细研究了古籍的简要记载,经过潜心研究提出了初步设想,然后在众多工匠的帮助下,反复实验,终于在很短的时间内做出了指南针。高和秦朗在事实面前无言以对,只好放弃。马军用自己的实际成绩结束了人们的争论,赢得了大家的信服。从那以后,整个国家都钦佩他的才能和技能。

马军之后,很多人做了指南车。比如南北朝时期的大科学家祖冲之,他修了一辆指南车,只有一个外壳,加了一个内部结构。但历代史书对指南车的记载都相当简略,缺乏具体的机械结构和原理,使得后人很难仿制。南导车失传后,后人的制造相当于重新发明。宋代著名仪器专家阎肃于1027年、吴德仁于1107年重新制作了指南针。宋朝的历史详细清晰地记录了他们的制造方法和指南针的内部结构。根据这本书,人们知道了历代指南针的大致结构。解放后,中国历史博物馆根据历史文献复制了南罗盘的模型,陈列在中国通史陈列馆,参观历史博物馆时可以看到。根据文献和现代人的研究,指南针的结构和原理是这样的:指南针有两个直径为6英尺的轮子,两个轮子之间的距离也是6英尺。每个轮子里面都有一个24齿的小齿轮;车上有一个48齿的大平轮。轮子上有一根立轴,轴上有一个人。大平轮上端有小平轮,轮旁有小齿轮,小平轮通过滑轮用绳子与车轴后端连接。当汽车直行时,轴的前端和后端的方向不变。两侧的小平轮悬挂在大平轮和小齿轮的上端,大平轮不转动。立轴上方的小木人指出,南方是不变的。当汽车向左转时,汽车轴的前端向左转,后端向右转,这样绑在汽车轴后端的绳子就会左紧右松,右边的小扁轮就会在铁坠的重力作用下下沉,嵌在大扁轮和轮内的小齿轮之间,与两者的齿轮相啮合。如果转子向左转动90度,汽车右轮向左转动90度,同时轮侧小齿轮向前转动12齿(半周),小齿轮带动小平轮相应向左转动12齿,小平轮带动大平轮向右(反方向)转动12齿,转动角度正好是90度。这个巧妙的设计代表了中国古代机械设计和制造的高超技艺。

马军制造的另一个著名机器是用于农业灌溉的翻车机,这是中国古代灌溉工具的一大创新。东汉以前,中国主要有两种提水工具,一种是桔,一种是滑轮。早在春秋战国时期就使用了柑橘类的水曲柳。它的结构是这样的:一根横木用绳子固定在井边的树上或木架上,横木的一端系上水桶,另一端用石头落下。水桶向上提水时,由于使用了杠杆和落石,更加省力方便。滑轮比橙子更进一步。主要是利用旋转的原理提水,特别适合深井。但这两种灌溉工具都有一个相同的缺陷,就是只能间隔地从低到高提水,不能连续移动,效率低,费力。马军住在都城洛阳的时候,看到城里有一块地可以种蔬菜,但是因为地势比较高,很难解决引水灌溉的问题。为此,马军在查阅古籍、深入研究古代灌溉工具后,设计制造了一种新型灌溉机械——翻车机。

据史书记载,东汉的毕兰在马军之前半个多世纪曾经做过翻车,但这个翻车是用来取河水和喷路的。能否用于灌溉,史书上没有记载。马军做的翻车可以直接用于农业排灌。它结构精巧方便,能连续提水,轻巧省力,连小孩都能转,效率远高于其他提水工具。所以翻车出现后,受到了社会的广泛欢迎,并迅速普及,一直沿用了1000多年,今天在中国的一些地区仍然可以看到。在现代水泵发明之前,翻车机是当时世界上最先进的提水工具。后来经过历代劳动人民的不断改造更新,出现了畜力、水力、风力驱动的牛翻翻车、风翻翻车、水翻翻车,对灌溉农田、发展农业生产起到了巨大的作用。

由于当时缺乏详细的记载,马军所做的翻车具体结构不详。元代王镇所著农书中对翻车有明确的描述,并绘制了翻车图。林青《清代河具图说》记载了翻车的构造。从以上两本书我们可以知道翻车的大致结构如下:车体由三块木板拼成一个长方形的长槽,长约2英尺,宽4至7英寸,高1英尺;长槽的一端安装一根比较大的齿轮轴作为驱动轴,驱动轴比较长,两端安装四根支撑木作为踏板;在木槽的另一端安装一根相对较小的齿轮轴,在两根齿轮轴之间安装一根由龙骨叶片制成的木链,木链上绑着一系列的板,穿过长槽。使用时,将木槽斜放在水边,小轮轴一端浸入水中,人站在架子上,踩着拐杖带动大轮轴,梯级板会将槽内的水擦干净,排出槽端的水,再沿长槽上端回到水中。这样就可以从低处往高处送水,实现连续灌溉。

马军翻车后不久,有人送给魏明帝一个木制模型,叫“百戏”(相当于现在的木偶)。这款造型精美,设计巧妙,可惜不能动。魏明帝问马军他是否能试着让他动起来,变得比以前更聪明。马军很自信的回答“是”。于是,魏明帝要求马军改进“百戏”。于是,马俊对《百戏》的结构进行了认真的研究,分解了解其中的每一个部分。同时查阅了历史上的相关文献,在此基础上确定了基本思路。马军先用一块木头做了一个大轮子,平放在地上,用水驱动。然后在轮子上放上许多木制人物,设计了一套传动装置,使木制人物活动起来,表演各种节目,如乐师击鼓,吹战术吹口哨;歌手们要么大声唱歌,要么跳舞。马军还设计了不同的模型来表演不同的节目。如山模型,只见一些木头人在山中跳丸,抛刀剑,还有人倒攀绳索,木头人进进出出,一派山村娱乐形象,还有夏天行走的百官模型,有的木头人在春米中磨面,有的杂耍斗鸡,动作复杂,灵活,栩栩如生。这就是古代著名的“水化百戏”。可惜这种机械已经失传了,古代的记载也比较简略。它的具体结构和设计我们无从得知,但可以想象,机械结构一定相当复杂巧妙,才能让这么多木头人不断移动变化,可见马军高超的设计思想和高超的制造技艺。

马军还擅长制造武器,有许多独到的见解。可惜当时的统治者并不重视,很多设计都未能付诸实施。当时,魏、蜀、吴之间战争频繁。有一次,诸葛亮率军攻打魏国,用的是新式弩,可以连续发射几十发,威力比老式弩大很多倍。魏军颇感意外。后来魏军拿了一个给马军看。马军看后认为:弩虽精美,但不是最好的,仍有改进的余地。如果他进行改革,效率可以提高5倍,但马军因为某些原因没能做到。三国时官渡之战,曹操用投石车攻打袁绍的阵地。这种抛石车可以向敌人投掷大型石块,具有一定的威力。但这种送石车也有一些缺陷,如速度慢、单发、连发等。所以如果敌人在塔上挂湿牛皮,就能挡住送石车扔过来的石头。于是,马军对此进行了改进,设计了一种新的攻城机械——旋转式连续投石机。他准备做一个绕轴垂直旋转的大木轮,用绳子把几十块大石头绑在轮子边缘,然后用机械带动轮子快速旋转,轮子上挂着的石头也会一起旋转。转速高的时候,切断绑石头的绳子,石头就会源源不断的发射出来,攻击敌人的塔,让敌人来不及防御。马军曾经用轮子和几十块砖瓦做实验,在轮子上绑上石头。结果砖瓦飞了几百步(1步等于1.45米),证明他的设计是可行的。然而,这个设计遭到了制图师裴秀的嘲讽和攻击。马俊的朋友、作家傅璇欣赏他的才华,支持和理解他的想法,为他揽了很多活动,希望能找到机会支持马俊试产。傅玄把这个发明推荐给安乡的侯曹溪,曹xi拒绝了,理由是马军不善言辞,不能说实话。傅玄又耐心劝说,说:“马军先生正在制作国家需要的精良武器,官兵们正等着急用。找两个人做只需要一点木头。为什么不试一试,以免埋没有用的东西?”在傅玄的劝说下,曹接受了建议,并告诉了掌管军务的武安侯曹爽,但曹爽不予理会。所以,马军的想法一直没有实现,很遗憾。正因如此,马俊的好友傅玄感叹道,“本来尝试一下是很容易的,但是像马先生这样的名城能人,却一直没有受到重视,更别说那些有才华的无名之辈了!子孙后代必须记住这个教训。”

马俊在机械设计和制造方面的能力在当时闻名天下,为百姓所敬仰。他的好友、文学家傅玄称赞他是“天下灵秀之名”,史学家裴松之写道:“有助风马之时,思奇也。”这是对马俊恰如其分的评价,在中国古代科技史上,马构是古代机械制造专家的杰出代表,他的功绩和名字将永载史册,被后人铭记。

非职业发明家包括首相和柳椰(投石机)。

陈林不是。看来他是因为写了反对曹操的檄文而出名的。