機(jī)械工程技術(shù)史研究論文
時(shí)間:2022-10-23 09:49:00
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機(jī)械是人類生產(chǎn)和生活的基本要素之一,是人類物質(zhì)文明最重要的組成部分。機(jī)械的發(fā)明是人類區(qū)別其他動物的一項(xiàng)主要標(biāo)志,機(jī)械技術(shù)在整個(gè)技術(shù)體系中占有基礎(chǔ)和核心地位。機(jī)械技術(shù)與人類社會的歷史一樣是源遠(yuǎn)流長,它對人類社會生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著及其重要的作用,是推動人類社會進(jìn)步的重要因素。中國的機(jī)械工程技術(shù)不但歷史悠久,而且成就十分輝煌,不僅對中國的物質(zhì)文化和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用,而且對世界技術(shù)文明的進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn)。但是由于種種原因,中國的機(jī)械工程技術(shù)史的研究還相對比較薄弱,發(fā)展也不平衡。微觀研究方面的工作較多,而宏觀研究方面的成果較少。一些最基本的概念和范疇的探討沒有受到應(yīng)有的重視,這方面的工作也亟待加強(qiáng)。本文主要探討古今的機(jī)械概念及其演變、中國機(jī)械工程機(jī)械史的范疇與方法、中國古代機(jī)械史的分期與研究現(xiàn)狀等問題,提出一些初步的看法,以就正于專家學(xué)者。
一、機(jī)械的概念規(guī)定與機(jī)械技術(shù)史的范疇
1、機(jī)械的現(xiàn)代定義
研究機(jī)械工程技術(shù)史,首先需要明確機(jī)械的觀念規(guī)定。在我國現(xiàn)代的機(jī)械學(xué)著作中,“機(jī)械”一詞是機(jī)構(gòu)(mechanism)和機(jī)器(machine)的總稱。盡管各種機(jī)械的構(gòu)造、性能和用途各異,但從它們的組成和運(yùn)動形式來看,卻有兩個(gè)共同特征:
1)它們是一種人為的實(shí)物構(gòu)件的組合。
2)它們各部分之間具有確定的相對運(yùn)動。
凡同時(shí)具備上述兩個(gè)特征的構(gòu)件組合體便稱為機(jī)構(gòu)或機(jī)械。機(jī)器除了具備上述兩個(gè)特征外,還必須具備第三個(gè)特征:能代替人類的勞動以完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。所以機(jī)器是能轉(zhuǎn)換機(jī)械能或完成有用的機(jī)械功的機(jī)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)和運(yùn)動的觀點(diǎn)來看,機(jī)構(gòu)和機(jī)器并無區(qū)別,因此泛稱它們?yōu)闄C(jī)械。
機(jī)構(gòu)和機(jī)器的定義來源于西方機(jī)械工程科學(xué),它們都是現(xiàn)代機(jī)械原理中的最基本的概念,但在現(xiàn)代西方機(jī)械學(xué)著作中,并沒有一個(gè)作為機(jī)構(gòu)(mechanism)和機(jī)器(machine)的總稱的專門名詞或術(shù)語。在日本的機(jī)械工學(xué)中,機(jī)械概念是如下定義的:①
凡符合下述三項(xiàng)條件的,則定義為機(jī)械。
①它是物體的組合,假定力加到其各個(gè)部分也難以變形。
②這些物體必須實(shí)現(xiàn)相互的、單一的、規(guī)定的運(yùn)動。
③把施加的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樽钣杏玫男问剑蜣D(zhuǎn)變?yōu)橛行У臋C(jī)械功。
這里,“機(jī)械”一詞定義的是machine概念,這一定義與我國機(jī)械原理著作對機(jī)器的定義相同。mechanism一詞,在日本機(jī)械工學(xué)中譯為“機(jī)構(gòu)”,或音譯為メカニズム。
考慮到機(jī)構(gòu)和機(jī)器均屬現(xiàn)代機(jī)械學(xué)的基本范疇,我們采用能夠同時(shí)涵蓋機(jī)構(gòu)和機(jī)器的機(jī)械概念,也是有其合理性的。
設(shè)計(jì)機(jī)械的目的是完成預(yù)定的機(jī)械運(yùn)動及完成特定的動作,一般來說,一種復(fù)雜機(jī)械都由三大部分組成。一是原動部分,它是機(jī)械動力的來源。二是工作部分,它處于傳動路線的終點(diǎn),完成機(jī)械的預(yù)定動作。三是傳動部分,它是把原動機(jī)件的運(yùn)動和功率傳遞給工作部分的中間環(huán)節(jié)。近代機(jī)械中又有第四個(gè)部分,即自動控制部分。
2、機(jī)械的古代涵義及其演變
(1)中國古代文獻(xiàn)中“機(jī)械”一詞的涵義
“機(jī)械”一詞由“機(jī)”與“械”兩個(gè)漢字組成,探討該詞的涵義,首先須了解這兩個(gè)字在古漢語中的意思。
“機(jī)”在古漢語中原指某種或某一類特定的裝置,后來又泛指一般的機(jī)械。
古代常以“機(jī)”指弩上發(fā)箭的裝置,即弩機(jī)。《尚書·太甲》有“若虞機(jī)張,往省括于度,則釋”。但此篇可能作于西漢。《莊子·齊物論》:“其發(fā)若機(jī)括。”《釋文》稱:“機(jī),弩牙;括,箭括。”按此言張弩發(fā)箭,以括入機(jī),機(jī)動則發(fā)。東漢時(shí)成書的《說文解字》對“機(jī)”的解釋是“機(jī),主發(fā)者也”,說的也是弩機(jī)。由弩機(jī)延伸,觸發(fā)式捕獸器也稱為“機(jī)”。《莊子·山林》道:“豐狐,文豹……不免于網(wǎng)羅機(jī)辟之患。”即指夾子一類的裝置。后來的“機(jī)防阱”和“機(jī)關(guān)”也是這個(gè)意思。
古代又以“機(jī)抒”指織布機(jī)。《淮南子·氾論》載“伯余之初作衣也,……手經(jīng)指掛,其成猶網(wǎng)羅。后世為之機(jī)抒勝復(fù)以便其用。”《史記·酈生傳》有“農(nóng)夫釋耒,二女下機(jī)”。南北朝《木蘭詞》有“不聞機(jī)抒聲,唯聞女嘆息”。《說文解字》:“抒,機(jī)之持緯者也。”宋《集韻》也說:“機(jī)以轉(zhuǎn)軸,抒以持緯。”抒就是梭子,而機(jī)為轉(zhuǎn)軸部件。“機(jī)抒”二字各表織機(jī)一個(gè)特征部件,因而后有只用一個(gè)“機(jī)”字代表織機(jī)的說法。①
由以上所述可知,“機(jī)”之本義當(dāng)指機(jī)械裝置中構(gòu)成轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動構(gòu)件。
《尚書》:“在璇璣玉衡以齊七政。”伏勝《尚書大傳》云:“旋機(jī)者,何也?傳曰:旋者還也,機(jī)者幾也,微也。其變幾微,而所動者大,謂之旋機(jī)。”這里“機(jī)”為軸動之物。《管子·形勢解》也載:“奚仲之為車器也,方圓曲直皆中規(guī)矩鉤繩。故機(jī)旋機(jī)得,用之牢利,成器堅(jiān)固。”這是講車的部件生產(chǎn)的質(zhì)量檢驗(yàn)工序,“機(jī)旋機(jī)得”是指達(dá)到轉(zhuǎn)動配合的精度標(biāo)準(zhǔn)要求。②
“機(jī)”還引申為許多機(jī)械發(fā)明的泛稱,《戰(zhàn)國策·宋衛(wèi)》說:“公輸般為楚設(shè)機(jī),將以攻宋。”注稱:“機(jī),械,云梯之屬。”《荀子·議兵》有“固塞不樹,機(jī)變不張。”注稱“機(jī)變,謂器械變動攻敵也。”《后漢書·張衡列傳》說;“衡善機(jī)巧。”《南齊書·祖沖之傳》:“初,宋武平關(guān)中,得姚興指南車,有外形而無機(jī)巧,每行,使人于內(nèi)轉(zhuǎn)之。”“機(jī)”字實(shí)際可以泛指各種靈巧和關(guān)鍵的機(jī)械裝置。
“機(jī)”的涵義由此延伸,出現(xiàn)了更具抽象的詞義。《韓非子·十過》:“此存亡之機(jī)也。”《逸周書·大武》:“此七者,伐之機(jī)也。”“機(jī)”在這里指事物之樞要、關(guān)鍵。《莊子·至樂》載:“萬物皆出于機(jī),皆入于機(jī)。”疏曰:“機(jī)者,發(fā)動,所謂造化也。”這是指事物變化之所由。“機(jī)”還指事物變化之跡象、征兆等等。這樣,衍生出大量相關(guān)詞匯,如機(jī)巧、機(jī)先、機(jī)兆、機(jī)密、機(jī)會、機(jī)緣、機(jī)要、機(jī)謀、機(jī)關(guān)和機(jī)衡等。
“械”在古代是指器械、器物等實(shí)物。《莊子·天地》載“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而見功多。”“械”在這里為一般器械或器具。《墨子·公輸》:“公輸般為楚造云梯之械。”這是指兵器。《漢書·司馬遷傳》載:“淮陰(韓信),王也,受械于陳。”“械”在此指刑具。
與“機(jī)”原指局部的關(guān)鍵機(jī)件有所不同,“械”在中國古代原本便指某一整體器械或器具,。這兩字連在一起,組成“機(jī)械”一詞,便成為為一般性的機(jī)械概念了。
在先秦時(shí)期的文獻(xiàn)中,已經(jīng)討論了抽象的機(jī)械概念。《莊子·外篇·天地第十二》有一段關(guān)于機(jī)械技術(shù)思想意義的討論:
(子貢)見一丈人方將為圃畦,鑿隧而入井,抱甕而出灌,然用力甚多而見功寡。子貢曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而見功多,夫子不欲乎?”為圃者仰而視之曰:“奈何?”曰:“鑿木為機(jī),后重前輕,挈水若抽,數(shù)如湯,其名曰槔。”為圃者忿然作色而笑曰:“吾聞之吾師,有機(jī)械者必有機(jī)事,有機(jī)事者必有機(jī)心。機(jī)心存于胸中,則純白不備。純白不備,則神生不定。神生不定者,道之所不載也。吾非不知,羞而不為也。”子貢瞞然,俯而不對。
這段文字是中國技術(shù)思想史的重要史料,后面將進(jìn)行專題討論。這里我們感興趣的是,子貢與老人的對話給出了機(jī)械的概念界定:機(jī)械是能用力甚寡而見功多的器械。
關(guān)于機(jī)械的概念,在《韓非子》卷十五《難》二中有類似的論述:“審于地形、舟車、機(jī)械之利,用力少,致功大,則入多。”這里還有了初步的經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。①
由此可知,中國古代早在戰(zhàn)國時(shí)期就已形成了與現(xiàn)代機(jī)械學(xué)中“機(jī)械”一詞涵義比較相近的機(jī)械概念和術(shù)語了。
(2)西方古今的機(jī)械概念
英文的“machine”一詞,其涵義要比現(xiàn)代機(jī)械學(xué)界定的“機(jī)器”(machine)概念要廣。在一般使用上,它與漢語的“機(jī)械”一詞類同。美國羅伯特·歐布林(RobertObrien)所著《機(jī)器》一書中指出:英文的“machine”(機(jī)械)一詞來源于希臘文mechine及拉丁文mecina,兩者原意都指的是“巧妙的設(shè)計(jì)”。Machine作為一般性的機(jī)械概念的出現(xiàn),主要是為了區(qū)別與手工工具。在西方,一般性的機(jī)械概念的提出,可追溯到古羅馬時(shí)期。
西方最先提出機(jī)械定義的是古羅馬的建筑師維特魯威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十書》(約成書于公元前32-33年)給出了這樣的定義:“機(jī)械是把木材結(jié)合起來的裝置,主要對于搬運(yùn)重物發(fā)揮效力。”他對機(jī)械和工具作了區(qū)別:“機(jī)械(machane)和工具(organon)之間似乎有著以下的區(qū)別。即機(jī)械是以多數(shù)人工和很大的力量而發(fā)生效果的,如重弩炮和葡萄壓榨機(jī)。而工具則是一名操縱人員慎重地處理來達(dá)到目的的,如蝎形輕弩炮或不等圓的螺旋裝置。因此工具和機(jī)械都是利用上不可缺少的東西。”②
亞歷山大利亞城的希羅(HeroofAlexandria,公元1世紀(jì))最早討論了機(jī)械的基本要素,他認(rèn)為機(jī)械的要素有五類:輪與軸,杠桿,滑車,尖劈,螺旋。希羅的論文只是關(guān)系到提升和推動重物,雖不夠全面,但卻反映了古典機(jī)械的特征。③
1724年,德國萊比錫的機(jī)械士廖波爾特(Leopold)給出的定義是:“機(jī)械或工具是一種人造的設(shè)備,用它來產(chǎn)生有利的運(yùn)動;同時(shí)在不能用其他方法節(jié)省時(shí)間和力量的地方,它能做到節(jié)省。”④
馬克思在《資本論》中對充分發(fā)展了的機(jī)械給出了界定:“一切已經(jīng)發(fā)展的機(jī)器,都三個(gè)本質(zhì)上不同的部分——發(fā)動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和工具機(jī)械工作機(jī)——構(gòu)成,發(fā)動機(jī)是整個(gè)機(jī)構(gòu)的動力。”⑤馬克思在《1861—1863年經(jīng)濟(jì)學(xué)手稿》討論了機(jī)器與工具的區(qū)別,他指出:“以上所述已經(jīng)對機(jī)器和工具有什么區(qū)別的問題作出了回答。工具本身一旦由機(jī)械來推動,一旦由工人的工具(它的生產(chǎn)率取決于工人的技巧并需要他付出作為勞動過程的媒介的勞動)變成機(jī)械的工具,——機(jī)器就代替了工具。在這種情況下,機(jī)械應(yīng)該達(dá)到這樣的發(fā)展程度:它既能從人或牲畜,簡言之,從任意動作的那些原動力獲得動力,也能從機(jī)械推動的原動機(jī)獲得動力。”⑥
馬克思主要從經(jīng)濟(jì)學(xué)和生產(chǎn)工具發(fā)展的寬廣視角考察機(jī)器和機(jī)械的深刻涵義,力圖說明當(dāng)時(shí)的社會生產(chǎn)從工廠手工業(yè)向大機(jī)器工業(yè)的轉(zhuǎn)變。他認(rèn)為機(jī)器是代替人手操縱工具的機(jī)械系統(tǒng),它從一開始就應(yīng)是“工作部分同傳導(dǎo)運(yùn)動的機(jī)械和推動機(jī)械的原動機(jī)的組合”。馬克思還談到了當(dāng)時(shí)一些學(xué)者中關(guān)于機(jī)械和機(jī)器的概念:“就象在英國的在政治經(jīng)濟(jì)學(xué)家一樣,在英國的力學(xué)家中,可以遇到這樣一些人,他們認(rèn)為,機(jī)器與工具沒有本質(zhì)的區(qū)別;工具是簡單的機(jī)器,而機(jī)器是復(fù)雜的工具,或者說,兩者只有簡單機(jī)器與復(fù)雜機(jī)器之分。從這種意義上說,甚至最簡單的機(jī)械,如杠桿、斜面、滑輪、螺旋、楔、輪子等,也被叫作機(jī)器”①
19世紀(jì)中、后期,西方機(jī)械工程學(xué)家開始從機(jī)械的力學(xué)原理出發(fā)討論機(jī)械或者說機(jī)器的概念,從而給出比較專業(yè)和科學(xué)的定義。下面給出的是早期機(jī)構(gòu)學(xué)的兩部奠基性著作中的定義。
英國機(jī)械學(xué)家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《機(jī)構(gòu)學(xué)原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所給的定義是:“任何機(jī)械(machine)都是由用各種不同方式連接起來的一組構(gòu)件組成,使其一個(gè)構(gòu)件運(yùn)動,其余構(gòu)件將發(fā)生一定的運(yùn)動,這些構(gòu)件與最初運(yùn)動之構(gòu)件的相對運(yùn)動關(guān)系取決于它們之間連接的性質(zhì)。”②
德國機(jī)械學(xué)家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理論運(yùn)動學(xué)》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定義是:“機(jī)械(machine)是多個(gè)具有抵抗力之物體的組合體,其配置方式使得能夠借助它們強(qiáng)迫自然界的機(jī)械力做功,同時(shí)伴隨著一定的確定運(yùn)動。”③
威利斯給出的machine定義實(shí)際是現(xiàn)代機(jī)械原理中的機(jī)構(gòu)。勒洛則最早給出了現(xiàn)代機(jī)械學(xué)中的機(jī)器(即machine)定義。從勒洛開始,機(jī)構(gòu)概念與機(jī)器也被區(qū)分開來。20世紀(jì)的機(jī)械原理著作進(jìn)一步明確了機(jī)構(gòu)和機(jī)器的概念。
勒洛的《理論運(yùn)動學(xué)》建立了機(jī)械運(yùn)動學(xué)的基礎(chǔ),書中的許多概念、觀點(diǎn)和研究方法被沿用至今。20世紀(jì)初,出現(xiàn)了把機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動力學(xué)合在一起的機(jī)械原理著作。當(dāng)時(shí)西方的機(jī)械原理教科書中有如下的定義:
(1)“機(jī)械者,固定部分與運(yùn)動部分之組合體,介乎能力與工作之間,所以使能力變?yōu)橛杏弥ぷ髡咭病!保?912年,Keown)④
(2)“機(jī)械者,兩個(gè)以上物體之組合體,其相對運(yùn)動皆繼續(xù)受一定之限制,使一種能力由之變化或傳達(dá),以作一種特別之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤
1930年,我國機(jī)械學(xué)家劉仙洲在編寫中國最早的機(jī)械原理教科書時(shí),參考西方這類教科書給出了一個(gè)定義:“機(jī)械者,兩個(gè)以上之物體之組合體。動其一部則其余各部各發(fā)生一定之相對運(yùn)動或限制運(yùn)動,吾人得利用之使一種天然能力或機(jī)械能力發(fā)生一定之效果或工作者也。”⑥
1955年,烏克蘭奧德薩工業(yè)大學(xué)多布羅沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇論文中給出了一個(gè)定義:“機(jī)械是為人所使用的勞動工具,在這個(gè)勞動工具中,形狀和尺寸適合的部分是由能經(jīng)受很高壓力(阻力)的材料所制成;在引入能量不斷作用下,能完成適合的實(shí)際上有利的運(yùn)動和動作;這些運(yùn)動和動作是人們?yōu)橥瓿杉夹g(shù)的工藝目的所必要的。”⑦
這里定義的“機(jī)械”,更確切地說是機(jī)器,即現(xiàn)代機(jī)械原理中的machine概念。
綜上所述,西方有關(guān)機(jī)械的一般性概念隨著機(jī)械的發(fā)展逐漸發(fā)生了變化,隨著機(jī)械工程科學(xué)的建立和發(fā)展而深化。從區(qū)分機(jī)械與手工工具開始,到區(qū)別復(fù)雜機(jī)械與簡單機(jī)械和工具,進(jìn)而形成了機(jī)械工程學(xué)中最基本的機(jī)器和機(jī)構(gòu)概念。
3、機(jī)械工程技術(shù)史的范疇
機(jī)械工程學(xué)是以機(jī)構(gòu)和機(jī)器為基本對象的科學(xué),各類和各種不同機(jī)械均屬機(jī)械工程技術(shù)的范疇。機(jī)械的種類繁多,可根據(jù)部分機(jī)械在某些方面的類同特性或特征化分類別。如希羅將簡單機(jī)械分為五類:輪與軸,杠桿,滑車,尖劈,螺旋。按馬克思對機(jī)器系統(tǒng)的分類,機(jī)械可分為發(fā)動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和工作機(jī)。劉仙洲在《中國機(jī)械工程發(fā)明史(第一編)》中將機(jī)械分為七類,即:簡單機(jī)械、發(fā)動機(jī)或原動機(jī)、工作機(jī)、傳動機(jī)、儀表、僅用發(fā)動機(jī)原理的機(jī)械、發(fā)電機(jī)與電動機(jī)。
按機(jī)械的使用功能則可分為動力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等;接服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械和化工機(jī)械等;按工作原理又可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、往復(fù)機(jī)械和仿生機(jī)械等。
從動態(tài)觀點(diǎn)看,機(jī)械工程又是一個(gè)技術(shù)過程。它包含了人類的主要技術(shù)活動:(1)發(fā)明與革新;(2)設(shè)計(jì)與測試;(3)制造(加工與制作)(4)使用與維修。因此各種機(jī)械的發(fā)明、設(shè)計(jì)、加工與制造以及使用與維修均屬機(jī)械工程技術(shù)的范疇。發(fā)明和設(shè)計(jì)包含了更多的智力因素和思想與知識內(nèi)涵。制造和使用則包含了更多的體力因素和經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐的內(nèi)容。機(jī)械加工與制作的對象以及加工制作過程無疑屬于機(jī)械工程技術(shù)的基本內(nèi)容,因此,某些通過機(jī)械加工獲得的技術(shù)產(chǎn)品,盡管不能看作是機(jī)構(gòu)和機(jī)器,也常常被認(rèn)為屬于機(jī)械工程的范疇。
機(jī)械工程技術(shù)史是研究機(jī)械工程技術(shù)發(fā)生、發(fā)展過程及其規(guī)律的一門學(xué)科。機(jī)械工程技術(shù)史的對象和范疇與機(jī)械工程技術(shù)的對象與范疇既有在內(nèi)在的聯(lián)系,由有著一定的差別。從認(rèn)識上看,機(jī)械工程技術(shù)是第一個(gè)層次,機(jī)械工程技術(shù)史是第二個(gè)層次,后者是以前者為基礎(chǔ)的。機(jī)械工程技術(shù)史是研究過去的機(jī)械技術(shù)的學(xué)問,與前者不同的特點(diǎn)是研究者和研究對象在時(shí)間坐標(biāo)上處于不同的位置,因此它重視從時(shí)間關(guān)系研究機(jī)械技術(shù)的特點(diǎn)和演變過程。可以說,機(jī)械工程技術(shù)史的對象是歷史上的機(jī)械成果及其影響機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展的各種主要因素。不僅歷代的機(jī)械發(fā)明、機(jī)械制造技術(shù)以及機(jī)械成果的推廣與應(yīng)用屬于機(jī)械工程技術(shù)史的范疇,而且影響機(jī)械工程發(fā)展的社會的經(jīng)濟(jì)、政治和文化等因素也屬于它考察的對象和范疇。
二、中國機(jī)械工程技術(shù)史的研究對象、任務(wù)和價(jià)值
1、中國機(jī)械史的研究對象與任務(wù)
中國機(jī)械工程技術(shù)史主要研究機(jī)械工程技術(shù)在中國的發(fā)展過程與模式,它的對象是中國歷代的機(jī)械成果及其影響機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展的各種因素。機(jī)械技術(shù)的發(fā)展在許多方面有其一般性的規(guī)律,適用于不同的文化和國家,當(dāng)然也適用于中國。但是每個(gè)國家特別是不同文化傳統(tǒng)的國家有著不同的特殊環(huán)境和背景,各國機(jī)械的發(fā)展是不平衡的。有的國家和地區(qū)在機(jī)械技術(shù)的某些方面發(fā)展水平較高,另一些國家和地區(qū)則在機(jī)械的另一些方面發(fā)展水平較高;有的機(jī)械成果在某些國家傳播和發(fā)展較快,而在另一些國家推廣應(yīng)用十分緩慢。由于不同文化和社會因素的制約,各國機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展模式也并不是千篇一律的。因此不同國家機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展往往呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。尤其是中國古代機(jī)械的發(fā)展,技術(shù)傳統(tǒng)與西方有很大不同,有其獨(dú)特的軌跡。既有許多優(yōu)點(diǎn)也有不少缺點(diǎn),既有很多成功的經(jīng)驗(yàn)也有不少失敗的教訓(xùn),值得認(rèn)真加以總結(jié)。中國機(jī)械史的主要任務(wù)就是要整理和發(fā)掘中國歷代在機(jī)械工程方面的重要成果及其特點(diǎn),揭示機(jī)械工程技術(shù)在中國發(fā)展的規(guī)律性和特殊性。
研究中國機(jī)械史應(yīng)從考察中國歷代的機(jī)械成果入手,首先需要掌握大量的歷史資料。中國歷史上有哪些重要機(jī)械科技成果?它們的水平和價(jià)值如何?中國傳統(tǒng)機(jī)械及其技術(shù)、工藝方法和西方有何不同?機(jī)械工程技術(shù)對中國社會生產(chǎn)有何作用和影響?這些都是需要機(jī)械史研究解決的基本性問題。只有對有關(guān)史料進(jìn)行全面的清理和深入的分析,才能獲得這些問題的答案。對于中國古代機(jī)械史來說,歷代有關(guān)機(jī)械工程的成果主要反映在三類史料之中,即文字資料、圖像與圖形資料和實(shí)物資料。中國機(jī)械工程的文獻(xiàn)史料,是有關(guān)古代機(jī)械的概念名稱、形制、材料、動力、結(jié)構(gòu)原理、工藝方法、應(yīng)用與推廣情況以及相關(guān)的社會歷史文化背景等方面的文字記載和描述。它包括各類典籍中的有關(guān)史料和出土文物上相關(guān)的銘刻資料等。除了少數(shù)一些技術(shù)著作中有關(guān)機(jī)械的專論性記述外,有關(guān)機(jī)械工程的文獻(xiàn)資料十分零散,大都分散在大量的各類古籍之中。圖像與圖形資料主要是古代美術(shù)作品和工程技術(shù)著作及其它典籍中的機(jī)械圖像與圖形,這些資料不僅存在于帛、紙為載體的古代繪畫作品和各類寫本和印刷本書籍中,而且大量存在于古代巖畫、銅器刻畫、磚石刻畫、壁畫等平面繪畫和浮雕作品之中。實(shí)物資料是考古發(fā)掘中出土的和傳世的與古代機(jī)械直接有關(guān)的各種實(shí)物,主要包括大量的古代各類機(jī)械成品、半成品、零部件、機(jī)械模型、明器機(jī)械和機(jī)械加工產(chǎn)品,目前在民間仍然尚存不少傳統(tǒng)機(jī)械,從技術(shù)上看屬于古機(jī)械的遺制,它們也是重要的實(shí)物資料。這些實(shí)物資料具有重大的價(jià)值,由此可以獲得更為確切和可靠的關(guān)于過去機(jī)械技術(shù)的信息,它們與文獻(xiàn)資料同樣屬于中國機(jī)械史的研究對象。搜集、整理和分析古代機(jī)械工程史資料,是中國機(jī)械工程史研究的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。但是,由于多數(shù)文獻(xiàn)史料分散在數(shù)量極大的古籍和銘文中,各類與機(jī)械有關(guān)的古代繪畫作品則更是分散收藏于各地不同的機(jī)構(gòu)和個(gè)人手中,實(shí)物資料同樣分布在十分廣泛的地域范圍內(nèi),此外還有大量資料流失國外,因此,對如此眾多的史料進(jìn)行充分的發(fā)掘、整理和研究,由少數(shù)人在短期內(nèi)顯然是難以完成的。中國機(jī)械工程技術(shù)史的任務(wù)因而也十分繁重,必須多人接力工作,逐步擴(kuò)大調(diào)查和研究的范圍,直到基本掌握整體面貌。
中國機(jī)械工程史還要探討影響中國機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展的各種因素。除了研究諸如工匠和技術(shù)人員在機(jī)械工程發(fā)展中的作用、古代的技術(shù)觀和設(shè)計(jì)與管理思想對工程技術(shù)實(shí)踐的影響等內(nèi)部因素外,還應(yīng)分析文化與科學(xué)傳統(tǒng)、社會經(jīng)濟(jì)與政治制度、戰(zhàn)爭與軍事、思維方式、技術(shù)政策與組織管理制度以及對外交流關(guān)系對機(jī)械工程發(fā)展的影響等諸多外部的因素。這些因素對于古代機(jī)械工程的發(fā)展有時(shí)起促進(jìn)作用,也有時(shí)起阻礙作用。有的因素只有短期影響,有些則長期發(fā)揮作用。這方面的研究,涉及領(lǐng)域很多,情況極為復(fù)雜,因而難度也更大,任務(wù)更為艱巨。如果要想在中國機(jī)械史的宏觀研究方面取得突破性的進(jìn)展,就必須在這方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代機(jī)械工程史資料的基礎(chǔ)工作取得重要進(jìn)展后,研究工作的重點(diǎn)應(yīng)逐漸向這方面轉(zhuǎn)移。
2、中國機(jī)械史的價(jià)值
中國的機(jī)械工程技術(shù)在漫長的歷史發(fā)展過程中形成了自己獨(dú)特的風(fēng)格。中國古代機(jī)械工程技術(shù),是世界機(jī)械史的一個(gè)組成部分,在世界機(jī)械工程史上占有重要位置。
中國古代機(jī)械工程技術(shù)成果具有重要的歷史價(jià)值,有許多機(jī)械發(fā)明和技術(shù)成果在世界機(jī)械史上處于遙遙領(lǐng)先的地位,其中不少成果還傳播到了世界各地,對世界機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步起到了直接的促進(jìn)作用。著名科學(xué)史家李約瑟在討論中西科技交流與比較問題時(shí)曾指出:“有少數(shù)幾種基本技術(shù)曾經(jīng)從古代美索不達(dá)米亞朝四面八方傳播,……可是,中國人的發(fā)明就多了。這些發(fā)明在公一元世紀(jì)到十八世紀(jì)期間先后傳到了歐洲和其他地區(qū)。這里包括:(1)龍骨車;(2)石碾和水力在石碾上的應(yīng)用;3水排;(4)風(fēng)扇車和簸揚(yáng)機(jī);(5)活塞風(fēng)箱;6平放織機(jī)(它可能也是印度的發(fā)明)和提花機(jī);(7)繅絲、紡絲和調(diào)絲機(jī);(8)獨(dú)輪車;(9)加帆手推車;(10)磨車;(11)拖重牲口用的兩種高效馬具,即胸帶和套包子;(12)弓弩(13)風(fēng)箏;(14)竹編蜒和走馬燈;(15)深鉆技術(shù);(16)鑄鐵的使用;(17)游動的常平懸吊器;(18)弧形拱橋;(19)鐵索吊橋;(20)河渠閘門;(21)造船和航運(yùn)方面的無數(shù)發(fā)明,包括防水隔艙、高效率空氣動力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火藥以及和它有關(guān)的一些技術(shù);(24)羅盤針,先用于看風(fēng)水,后來又用于航海;(25)紙、印刷術(shù)和活字印刷術(shù);(26)瓷器。我寫到這里時(shí)了句點(diǎn),因?yàn)槎鶄€(gè)字母都已經(jīng)用完了,可有許多例子、甚至還有重要的例子可以列舉。我們決不能認(rèn)為對以上任何一種發(fā)明已經(jīng)沒有話可講了,也不能認(rèn)為在所有例子中,都有足夠的證據(jù)可以充分證明,后來歐洲應(yīng)用的是從較早的中國人的實(shí)踐中得來的。但是所有這些例子有一種共同之點(diǎn),這就是它們在中國應(yīng)用的時(shí)期,確實(shí)早于它們在世界其他部分出現(xiàn)的時(shí)期。有時(shí)甚至要早得多。”①李約瑟博士列舉的這些實(shí)例絕大多數(shù)都是中國古代的機(jī)械發(fā)明或相關(guān)的技術(shù)成果,由此可見,中國古代的機(jī)械技術(shù)成果不僅在中國科技史上占有突出地位,而且在世界機(jī)械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。
中國機(jī)械史的歷史價(jià)值還表現(xiàn)在傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)在中國古代社會經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展中占有十分重要的位置。中國自古以來以農(nóng)業(yè)立國,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在古代歷史發(fā)展進(jìn)程中始終占據(jù)核心地位,因而作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的農(nóng)業(yè)機(jī)械在生產(chǎn)中的作用極為重要。農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)方面的大量發(fā)明、革新及其推廣應(yīng)用對社會生產(chǎn)力的提高起了極大的作用。同樣,機(jī)械在水利工程、建筑工程、交通運(yùn)輸、紡織等領(lǐng)域中也發(fā)揮著重要作用。機(jī)械技術(shù)在軍事上具有舉足輕重的作用,先進(jìn)和精良武器與軍事裝備的制造都要依賴先進(jìn)的機(jī)械技術(shù)。中國古代在天文觀測方面能夠取得許多重要成就,與先進(jìn)天文儀器的作用密不可分,而眾多先進(jìn)天文儀器的出現(xiàn)則反映了中國古代精密機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)達(dá)。明代宋應(yīng)星編著的《天工開物》是一部關(guān)于中國古代工程技術(shù)的百科全書,其中講述機(jī)械技術(shù)的內(nèi)容占了全書一半以上的篇幅,也說明機(jī)械技術(shù)在古代工程技術(shù)中的重要地位。因此,傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)根植于中國古代社會生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域之中,機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步不僅促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展,豐富了古代的社會生活,而且成為推動古代不同領(lǐng)域科技發(fā)展的有力工具。
中國機(jī)械史的研究不僅具有重要的歷史價(jià)值,而且具有較高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和意義。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
首先,中國古代機(jī)械工程技術(shù)是中國科學(xué)文化的重要組成部分,傳統(tǒng)機(jī)械的技術(shù)成果是我國優(yōu)秀的科學(xué)文化遺產(chǎn),因此中國古代機(jī)械史的研究具有重要的文化價(jià)值。機(jī)械技術(shù)在人類物質(zhì)文化史上一直占據(jù)核心地位,人類文明的發(fā)展階段一般以機(jī)械技術(shù)的重要成果作為主要劃分標(biāo)志,便是最好的說明。而我們的祖先創(chuàng)造了許多杰出的機(jī)械科技成果,為后世留下了大量的物質(zhì)文化財(cái)富,發(fā)掘、整理和研究這些機(jī)械成果對于豐富祖國科學(xué)文化寶庫無疑極為有益。但過去這方面的工作開展得還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,中國機(jī)械工程機(jī)械史仍是一個(gè)有待開發(fā)的領(lǐng)域,在目前情況下進(jìn)一步開展中國機(jī)械史的研究也顯得尤為重要。
第二,技術(shù)發(fā)展有很強(qiáng)的繼承性和規(guī)律性,中國機(jī)械史的研究有助于揭示技術(shù)發(fā)展特質(zhì),可以起到溫故知新、闡明方向和趨勢的作用,因此具有重要的借鑒價(jià)值。中國歷史上在機(jī)械科技方面的成功經(jīng)驗(yàn)和失敗教訓(xùn),對于現(xiàn)今科技的發(fā)展很有借鑒價(jià)值。中國古代與機(jī)械有關(guān)的技術(shù)觀和技術(shù)哲學(xué)思想,對于我們認(rèn)識技術(shù)與人、技術(shù)與環(huán)境以及技術(shù)與社會的關(guān)系仍有參考價(jià)值。中國古代的一些技術(shù)思想和方法與舉措正好與現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代要求相切合,對于認(rèn)識和解決技術(shù)給現(xiàn)代社會帶來的環(huán)境污染,能源和資源的枯竭等一系列負(fù)面效應(yīng)也有積極的參考意義。中國近現(xiàn)代機(jī)械史的研究則對于制定國家的技術(shù)規(guī)劃、技術(shù)發(fā)展與引進(jìn)的政策和戰(zhàn)略更是有著直接的借鑒作用。
第三,研究和學(xué)習(xí)中國機(jī)械工程史,闡明中國傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的興衰歷程,了解科學(xué)家、發(fā)明家的生平、成就和思想,不僅可以學(xué)到科學(xué)和歷史的知識,還可從中獲得啟示和汲取教益,因而中國機(jī)械史還有著比較重要的教育價(jià)值與作用。機(jī)械工程技術(shù)史知識的傳播有助于人們了解機(jī)械工程技術(shù)的概念和原理的來龍去脈,加深對機(jī)械科技的認(rèn)識和理解。培根說;學(xué)史可以使人明智。對于青年學(xué)生與專業(yè)科技人員來講,機(jī)械史的知識則可起到開拓視野的作用。
第四,研究中國機(jī)械史,不難發(fā)現(xiàn)一些古老的機(jī)械技術(shù)、工藝和原理在現(xiàn)代仍然發(fā)揮著作用或具有實(shí)用價(jià)值。中國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械與古農(nóng)具至今在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用,具有極強(qiáng)的生命力。我國的許多傳統(tǒng)金屬工藝仍在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青銅箭鏃表面上有一層含鉻的黑色致密層,埋在地下兩千多年沒有腐蝕。現(xiàn)代金相學(xué)研究證明這樣處理有很強(qiáng)的抗腐蝕能力。此項(xiàng)表面處理技術(shù)顯然具有古為今用的價(jià)值。類似的實(shí)例還有很多。機(jī)械史的研究有助于認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械的現(xiàn)代意義和實(shí)用價(jià)值。
三、中國古代機(jī)械史的分期問題
研究中國機(jī)械技術(shù)的總體發(fā)展進(jìn)程,必須把中國機(jī)械技術(shù)的形成與發(fā)展過程劃分為幾個(gè)不同的歷史階段,因此,中國機(jī)械史的分期問題是進(jìn)行中國機(jī)械工程史宏觀研究的一個(gè)重要問題。合理的分期不但可以反映中國機(jī)械工程發(fā)展的階段性,同時(shí)也應(yīng)反映出中國機(jī)械科技發(fā)展的特點(diǎn)和主要線索。
關(guān)于中國機(jī)械史的分期問題,已有一些學(xué)者有所涉及和討論,但目前尚未進(jìn)行充分的研究,也未得出一致的結(jié)論。1984年,郭可謙、陸敬嚴(yán)先生最早專門討論了這一問題。他們提出了將中國機(jī)械史分為四個(gè)時(shí)期的方案:①
(1)簡單工具時(shí)期,相當(dāng)于原始社會時(shí)期,即石器時(shí)代。分為兩個(gè)階段:粗制工具階段(舊石器時(shí)代),和精制工具階段(新石器時(shí)代)。
(2)古代機(jī)械時(shí)期,大約從四千年到十九世紀(jì)四十年代。包括三個(gè)階段:從古車出現(xiàn)到秦以前為迅速發(fā)展階段;秦到宋元時(shí)期為成熟階段;明代到十九世紀(jì)四十年代為緩慢前進(jìn)階段。
(3)近代機(jī)械時(shí)期,,從一八四○年至新中國成立前夕。
(4)現(xiàn)代機(jī)械時(shí)期,新中國成立后的發(fā)展時(shí)期。
在1985年,筆者提出了關(guān)于中國機(jī)械史的另一種分期意見,將中國機(jī)械史分為六個(gè)時(shí)期:②
(1)形成與積累時(shí)期,從遠(yuǎn)古到西周時(shí)期。
(2)迅速發(fā)展和成熟時(shí)期,從春秋時(shí)期到到東漢末年。
(3)全面發(fā)展和鼎盛時(shí)期,從三國時(shí)期到元代中期。
(4)緩慢發(fā)展時(shí)期,從元代后期到清代中期。
(5)轉(zhuǎn)變時(shí)期,清代后期到中國成立前夕。
(6)復(fù)興時(shí)期,新中國成立后的發(fā)展時(shí)期。
最新出版的《中國科學(xué)技術(shù)史》機(jī)械卷有“中國古代和近代機(jī)械工程發(fā)展概述”一章,論述中基本上采用了第一種分期方案。
1987年出版的《中國的百科全書》機(jī)械工程卷有詞條“中國古代機(jī)械史”、“中國近代機(jī)械工業(yè)”和“中國現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)”分別涉及了中國古代機(jī)械工程技術(shù)、近代機(jī)械工業(yè)和現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)發(fā)展的分期問題。這里僅介紹周世德先生在“中國古代機(jī)械史”條目中采用的古代機(jī)械史分期方案:③
(1)春秋以前(公元前770年前)。
(2)春秋至漢魏時(shí)期(公元前770年前~公元265)。
(3)兩晉宋元時(shí)期(公元265~1368)。
(4)明清時(shí)期(1368~1840)。
上述分期方案都有各自的分期依據(jù),并較好地反映了機(jī)械史與中國通史的關(guān)系。在反映中國機(jī)械工程發(fā)展的內(nèi)部規(guī)律和特點(diǎn)方面,雖然也得到較好的處理,但細(xì)節(jié)方面似乎尚有進(jìn)一步探討的余地。筆者認(rèn)為中國機(jī)械史的分期應(yīng)以機(jī)械科技的重大轉(zhuǎn)變和突破為主要依據(jù),這就需要分析和研究各個(gè)歷史時(shí)期各種機(jī)械在動力、材料、結(jié)構(gòu)原理、工藝和功能等方面的發(fā)展水平和變化情況.此外,還應(yīng)注意考察不同時(shí)期間機(jī)械工程知識的水平和先進(jìn)機(jī)械的推廣與應(yīng)用情況以及機(jī)械的社會功能與作用。中國機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)以波浪式曲線前進(jìn)的過程。常常由于某一方面或幾個(gè)方面(如材料、動力、工藝等方面)的重大轉(zhuǎn)變或突變引起機(jī)械工程技術(shù)的主要內(nèi)容發(fā)生了變化,使其達(dá)到新的水平,這樣就形成了幾個(gè)不同的自然發(fā)展時(shí)期。據(jù)此,我們在又在上述方案的基礎(chǔ)上,提出了如下關(guān)于中國古代機(jī)械史分期的修訂方案:
(1)古代機(jī)械技術(shù)的萌芽時(shí)期,從舊石器時(shí)代開始到新石器時(shí)代。
(2)傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的初步形成時(shí)期,夏、商、西周時(shí)期。
(3)傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展時(shí)期,春秋戰(zhàn)國到三國時(shí)期。
(4)傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的成熟與鼎盛時(shí)期,魏晉南北朝到元代。
(5)傳統(tǒng)機(jī)械的平緩發(fā)展與西方機(jī)械的傳入時(shí)期,明初到十九世紀(jì)中葉。
四、中國古代機(jī)械工程史研究的歷史與現(xiàn)狀
在我國,中國機(jī)械工程技術(shù)史的現(xiàn)代研究發(fā)端于20世紀(jì)二三十年代。張蔭麟、劉仙洲和王振鐸等是早期中國機(jī)械史研究工作的主要開拓者。張蔭麟于1925年翻譯了英國學(xué)者穆爾(A.C.Moule)1924年發(fā)表在ToungPao(通報(bào))上的專題論文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中譯文題目改為“宋燕肅、吳德仁指南車造法考”,發(fā)表在《清華學(xué)報(bào)》第2卷第1期(1925)上。張蔭麟又于1926年在《清華學(xué)報(bào)》第2卷第2期上發(fā)表了“宋盧道隆、吳德仁指南車之造法”一文。此后,他又在1928年發(fā)表了論文“中國歷史上之‘奇器’及其作者”(《燕京學(xué)報(bào)》第1卷第3期)。30年代開始了較為全面的古代機(jī)械的文獻(xiàn)資料發(fā)掘、整理和專題復(fù)原研究。1935年劉仙洲在清華大學(xué)出版了《中國機(jī)械工程史料》(約6萬字)一書,首次依據(jù)現(xiàn)代機(jī)械工程分類方法整理了中國古代機(jī)械工程的史料,初步勾勒出了中國古代機(jī)械工程的基本輪廓。幾乎與此同時(shí)王振鐸也開始了復(fù)原地動儀、指南車與記里鼓車的工作,他于1936年發(fā)表了專題論文“漢張衡候風(fēng)地動儀造法之推測”(《燕京學(xué)報(bào)》第20期,10周年紀(jì)念專號),1937年又發(fā)表了重要論文“指南車記里鼓車之考證及模型”(《史學(xué)集刊》第3期)。40年代,劉仙洲又發(fā)表了“王征與我國第一部機(jī)械工程學(xué)”(見《國立清華大學(xué)學(xué)報(bào)》1期,《真理雜志》1卷2期)和“中國在熱機(jī)歷史上的地位”(《東方雜志》39卷18期)兩篇有影響的論文。
西方學(xué)者早在19世紀(jì)后期就開始關(guān)注中國古文獻(xiàn)中有關(guān)機(jī)械發(fā)明的記載,20世紀(jì)初在歐洲的技術(shù)史著作中已有關(guān)于中國古代機(jī)械發(fā)明的探討。如奧地利著名技術(shù)史家霍維茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技術(shù)史著作中對中國的機(jī)械發(fā)明作了論述。此后直到30年代,在他的不少論著中都有關(guān)于中國古代機(jī)械的討論①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,勞佛爾(B.Laufer)于1912,分別對中國古代指南車進(jìn)行了復(fù)原研究②。穆爾(A.C.Moule)于1924年發(fā)表了研究指南車的專題論文,并根據(jù)《宋史》的文獻(xiàn)記載給出了具體的復(fù)原方案。穆爾的工作引起英國學(xué)者的關(guān)注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差動輪系復(fù)原指南車的設(shè)想(1942年),蘭徹斯特(G.Lanchster)于1947年利用差動輪系制作了復(fù)原模型。美國學(xué)者霍梅爾(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年時(shí)間在中國各地調(diào)查傳統(tǒng)手工業(yè)技術(shù),在進(jìn)行了廣泛的實(shí)地調(diào)查后,寫成專著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在紐約出版,其中包含了大量傳統(tǒng)機(jī)械與工藝方面的內(nèi)容,配有大量實(shí)物照片,是一部具有重要?dú)v史和文化價(jià)值的著作。恰特萊(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上發(fā)表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中國機(jī)械學(xué)的發(fā)展)綜論研究性論文,在西方首次較全面地論述了中國古代機(jī)械的發(fā)展。在國外,對中國機(jī)械史研究最有建樹的學(xué)者還是李約瑟博士。他從50年代開始發(fā)表有關(guān)中國機(jī)械史方面的論文,1965年他的巨著《中國科學(xué)技術(shù)史》的機(jī)械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由劍橋大學(xué)出版社出版,它是第一部英文的中國機(jī)械史的學(xué)術(shù)專著,在國際上影響極大。李約瑟編撰此書時(shí)利用了大量的中國機(jī)械史的原始資料和研究成果,同時(shí)參考了許多世界與西方機(jī)械史的文獻(xiàn)和研究成果,在比較科學(xué)史的視角對中國機(jī)械技術(shù)的發(fā)展及其重要成果進(jìn)行了深入研究。日本和臺灣學(xué)者較早分別將此書翻譯成日文和中文出版,中國大陸的中文譯本也在2000年有科學(xué)出版社和上海古籍出版社出版。
20世紀(jì)50年代以來,中國機(jī)械史的研究工作在中國經(jīng)歷了十分曲折的過程。在50年代至60年代前期,劉仙洲做了一系列機(jī)械史專題研究工作,發(fā)表了多篇論文,并主持匯集中國工程史料。1962年他編著的《中國機(jī)械工程史(第一編)》一書由科學(xué)出版社,這是第一部中國古代機(jī)械史的著作,論述了中國古代的主要機(jī)械發(fā)明成就,從機(jī)械原理和原動力的角度出發(fā)整理了中國古代機(jī)械工程發(fā)展的脈絡(luò)。1963劉仙洲年撰寫的《中國古代農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)明史》問世,這是第一部全面歷史中國古代農(nóng)業(yè)機(jī)械成果及其發(fā)展的著作。王振鐸則在發(fā)掘古代文獻(xiàn)和文物資料的基礎(chǔ)上,對許多機(jī)械成果做了深入的專題研究。他在中國歷史博物館主持復(fù)原了水運(yùn)儀象臺、候風(fēng)地動儀、指南車、記里鼓車等一系列古代機(jī)械裝置。他們的杰出工作,奠定了中國機(jī)械工程史這一學(xué)科的基礎(chǔ),在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了重大影響。正當(dāng)中國機(jī)械史的研究被引向深入之時(shí),爆發(fā)了史無前例的“”,導(dǎo)致了科學(xué)文化大災(zāi)難。“”期間,和其他學(xué)科一樣,機(jī)械史的研究也完全處于停頓狀態(tài)。“”以后,中國機(jī)械史的研究得以恢復(fù)和發(fā)展,老一輩學(xué)者也續(xù)有力作刊行,如清華大學(xué)出版了根據(jù)劉仙洲生前匯集的史料編纂而成的《中國科技史資料匯編一農(nóng)業(yè)機(jī)械》(1985年),王振擇先生出版他的論文集《科技考古論叢》(1989年)。同時(shí),同濟(jì)大學(xué)、中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所、北京航空航天大學(xué)等單位,都積極開展了中國機(jī)械史的研究工作和國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流,并通過招收機(jī)械史的研究生,努力培養(yǎng)新一代的專業(yè)研究人員。一些大專院校開設(shè)了機(jī)械史的選修課,取得了良好的效果。從20世紀(jì)80年代起,中國機(jī)械史的研究隊(duì)伍開始形成,研究工作逐漸活躍,數(shù)百篇,涌現(xiàn)了不少具有較高質(zhì)量和較大影響的專題研究成果。如陸敬嚴(yán)先生主持的古代機(jī)械模型復(fù)原等課題,華覺明先生參與主持的曾侯乙編鐘的復(fù)原研究,楊青、錢小康等先生參與主持的秦陵銅車馬技術(shù)研究等都取得了突出成果。綜合性與系統(tǒng)性的整理與研究工作也有重要進(jìn)展,如1986年機(jī)械工程師進(jìn)修大學(xué)刊行了郭可謙、陸敬嚴(yán)合著的《中國機(jī)械史講座》,1986年文物出版社出版了華覺明等撰寫的《中國冶鑄史論集》,和,1992年北京理工大學(xué)出版了張柏春撰寫的《中國近代機(jī)械簡史》,1995年山東科技出版社出版了蘇榮譽(yù)等編撰的《中國上古金屬技術(shù)》,1998年清華大學(xué)出版社出版了張春輝編著的《中國古代農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)明史》(補(bǔ)編),1999年大象出版社出版了華覺明撰著的《中國古代金屬技術(shù)》。此外,臺灣中央文物供應(yīng)社也在1987年出版了萬迪棣編撰的《中國機(jī)械科技之發(fā)展》一書,此書被收入中華文化叢書中。90年代初期,中國科學(xué)技術(shù)史叢書委托陸敬嚴(yán)、華覺明主編《中國科學(xué)技術(shù)史》的機(jī)械卷,錢小康、張柏春、何堂坤、楊青、趙豐、黃麟雛、劉克明和馮立升等多位學(xué)者參加編寫,于1997年完成全書的編撰工作。此書于2000年由科學(xué)出版社出版,全書約69萬字,與前面幾部通史性中國機(jī)械史著作有所不同,它突破了簡史的范疇,是一部較大型的中國機(jī)械工程學(xué)術(shù)著作。此書對中國機(jī)械工程的歷史發(fā)展做了比較系統(tǒng)的論述和討論,對已有的研究成果進(jìn)行了一次較全面的總結(jié)。這表明,中國機(jī)械史的研究已走出初創(chuàng)階段,進(jìn)入了一個(gè)新的歷史發(fā)展時(shí)期。
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①真保吾一著,董萬友譯,機(jī)械工學(xué)概論,國際文化出版公司,1986,3。原作書名為“緿綐機(jī)械工學(xué)”,由日本理工學(xué)社1984年出版。
①②李志超,機(jī)發(fā)論—有為的科學(xué)觀,自然科學(xué)史研究,1990,9(1):2。
①劉仙洲,中國機(jī)械工程發(fā)明史(第一編),科學(xué)出版社,1962,5。
②維特魯威著,高履泰譯,建筑十書,這個(gè)建筑工業(yè)出版社,1986,224-225。
③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.
④轉(zhuǎn)引自①。
⑤馬克思,資本論(第一卷),人民出版社,1963,396。
⑥馬克思,機(jī)器。自然力和科學(xué)的應(yīng)用,人民出版社,1978,91-92。
①馬克思,機(jī)器。自然力和科學(xué)的應(yīng)用,人民出版社,1978,52。
②③轉(zhuǎn)引(譯)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117
④⑤⑥⑦見劉仙洲:中國機(jī)械工程發(fā)明史(第一編),科學(xué)出版社,1962,5-6。
①李約瑟,中國科學(xué)技術(shù)史·總論(中譯本第一卷),科學(xué)出版社,1975,545-547。
①郭可謙、陸敬嚴(yán),關(guān)于中國機(jī)械史的分期意見,機(jī)械設(shè)計(jì),1984,1(2)。
②馮立升,中國機(jī)械史的分期意見,科學(xué)、技術(shù)與辯證法,1986,(3)。
③周世德,“中國古代機(jī)械史”,見:中國大百科全書·機(jī)械工程Ⅱ,
①②J.Needham,ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering,CambridgeUniversityPress,1965,3,291.
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