精彩傳說中的漏洞:青銅時代的周公如何掌握鐵器時代「黑科技」?

2020-10-18 19:50:39 1819 views
摘要

相傳早在5000多年前的黃帝時代,中國人就已經發明了“指南車”。按照晉代成書的《古今注》記載,“人文始祖”黃帝率領部眾與蚩尤部落在涿鹿交戰。

文|郭曄旻

在諸多冠以「指南」之名的器物中,「指南車」顯得相當引人矚目。顧名思義,「指南車」車上立有一個木人伸出一隻手,不管車子開到哪個方向去,那隻手指都如同「指南針」一樣永遠指向南方。

相傳早在5000多年前的黃帝時代,中國人就已經發明了「指南車」。按照晉代成書的《古今注》記載,「人文始祖」黃帝率領部眾與蚩尤部落在涿鹿交戰。蚩尤不僅野蠻而強悍,還會法術。他在兩軍交戰時造出一場大霧,黃帝的士卒因迷失方向而發生混亂。緊要關頭,黃帝推出了秘密武器——指南車。憑藉指南車在大霧瀰漫的涿鹿戰場上辨明方向後,黃帝率軍一舉戰勝了蚩尤。同一本書里還繼續提到,西周初期,南方「越裳氏」使臣回國迷路,周公曾經派五部「司南車」護送他們歸國。

這兩個故事相當精彩,但其中的破綻亦很明顯。中土出土文物的馬車最早也不過距今3500年左右的殷商時代,比一般車子複雜得多的「指南車」怎麼可能出現於更早1000多年的黃帝時代?西周時代雖然肯定已經有了馬車,周公製造指南車的說法同樣也不可信。其原因在於《古今注》里的記載過於栩栩如生,連車軸是鐵制的細節也沒有放過。問題恰恰在於,中國至春秋時代才進入鐵器時代,生活在青銅時代鼎盛時期的周公又是如何掌握「制鐵」這種黑科技的?

實際上,無論是在《周禮》還是其他先秦文獻里,都檢索不出任何有關指南車的蛛絲馬跡。《竹書紀年》《韓詩外傳》《說苑》等書的確記載了「越裳氏」在周成王時期前來朝貢之事,但都沒有周公賜給「司南車」的文字。以此看來,晚出幾百年的《古今注》所增溢的那段神話,委實令人難以信服。

不過,中國的古人的確曾經發明過「指南車」。按照裴松之注《三國志》的說法,魏明帝(曹睿)時期,博士馬鈞成功製作了指南車。後來的《晉書》詳細記載了這種指南車的功能:「刻木為仙人,衣羽衣,立車上;車雖迴轉,而手掌指南。」

「指南車」為什麼能「指南」呢?由於《古今注》採用了「司南車」的說法,在很長一段時間裡,中西方學者都以為指南車就是載有磁石用來指示方向的車子。可是,從「司南」的復原試驗不難想見,連區區磁勺指南的功能都難以實現,遑論用磁石製成司南仙人,抑或用磁石帶動木製司南仙人呢?中外學者們絞盡腦汁設計、製造了種種類型的機械裝置,都達不到這種技術要求。直到1947年,一位名叫蘭徹斯特(George Lanchester)的西方學者終於利用差速齒輪裝置設計成功可以指南的指南車:「看來,我們歐洲人在近六十年前發明的差速裝置的原理,中國人早在四千年前就已經認識和使用它了。」

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英國工程師喬治·蘭徹斯特(George Lanchester)複製出的指南車模型

這就是說,指南車的工作原理並非利用地球磁場的磁效應,而很可能利用了現代車輛上常用到的齒輪差動裝置。中國歷史上的指南車自從發明以後,反覆失傳。三國時代距離南北朝歷時不久,但馬鈞的製法工藝已然無人知曉。雖有大科學家祖沖之靈光乍現,將一輛只有外殼的指南車,增補了內部機構,予以修復。但製作方法依然未有流傳。到唐代元和年間(806—820),典作官金公立又造出了指南車,可惜其製法又絕。到了遼金以後指南車更是於史籍湮沒無聞。這也從側面暗示指南車在製作原理和製作工藝上都相當複雜。

在中國古代的「正史」里,只有《宋史》留下了「指南車」內部構造的詳細記載。公元1027年,「尤善機械製造」的青州人燕肅再造指南車。這是一輛雙輪獨轅車,車上立一木人,伸臂指南。車中除2個沿地面滾動的車輪外,尚有大小不同的7個齒輪。《宋史·輿服志》分別記載了這些齒輪的直徑或圓周以及其中一些齒輪的齒距與齒數。從中可以推測,由齒輪系構成的傳動機構與車頂站立能轉動的木人相連接,木人舉右手指向南方。當車輛偏離正南方向並向左(即向東)轉彎時,車轅前向左移動,而後端就向右(即向西)移動,即將右側傳動齒輪放落,使車輪的轉動能帶動木人下大輪向右轉動,恰好抵消車輛轉彎的影響,使木人手臂所指方向不變,仍指向南方。而在車輛向正南方向行駛時,車輛和木人下大齒輪是分離的,因此木人不受車輪轉動的影響,仍舊手指南方——一如《南齊書·祖沖之傳》所言,「(指南車)百曲千回,未嘗移變……圓轉不窮,而司方如一。」

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指南車示意圖

儘管這的確是我國古代勞動人民智慧的完美體現,但這樣的指南車雖然與指南針一樣都用來指示方向,但結構和工作原理都截然不同。兩者名雖相似,實則全然無關。有關「指南車」的記載,自然就更不能與「指南針」混為一談了。

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