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中國古代的「機械人」(下)

中國古代的機械人()

 

    唐代開元年間,有個馬待封(後名吳賜),好道術,善為機巧,曾為皇后造梳妝台。中立鏡檯,台下兩層,皆有門戶。後將櫛沐,啟鏡奩台,台下開門,有木婦人手執巾櫛至。後取已,木人即還。至於面脂妝粉,眉黛髻花,應所用物,皆木人執,繼至,取畢即還,門戶復閉。如是供給皆木人。後既妝罷,諸門皆闔,乃持去。其妝台金銀彩畫,木婦人衣服裝飾,窮極精妙

    又有洛州殷文亮,性巧,好酒,刻木為人,衣以繒采,酌酒行觴,皆有次弟。又作妓女,歌唱吹笙,皆能應節。飲不盡,則木小兒不肯把杯;飲未竟,則木妓女歌管連催。(《太平廣記》卷225引《朝野僉載》)

    還有一位官至將作大臣的楊務廉,甚有巧思, 嘗於沁州市內刻木作僧,手執一碗,能自行乞,碗中錢滿,關鍵忽發,自然作聲云:『佈施!』市人竟觀,欲其作聲,施者日盈數千。(同上書)同一故事又見唐李冗《獨異志》,楊務廉作楊行廉,當是一人。還說錢滿五十於手,則自傾瀉下瓶口。讓機械人發出佈施二字聲音,也許是利用錢的重力作用帶動彈撥機械來實現的。唐代已有用機械人表演戲文的,其機關動作,不異於生。(唐封演《封氏聞見記》卷下)有的學者認為這是傀儡戲,疑有演員在幕後操作。但唐時傀儡多為提線木偶,如梁《傀儡》詩所說:刻木牽絲作老翁,雞皮鶴髮與真同。林滋、謝觀所賦也談及此意。此處既謂機關動作,故有的學者以為是機械自動木人。唐代天文儀器中,已裝有能自動擊鼓報時的木人。開元時著名科學家一行和梁令瓚所制水運渾天銅儀,置木櫃以為地平,銅儀半在地上,注水激輪,令儀自轉,一日一夜,天轉一週。又立二木人於地平上,其一人前置鼓以候刻,至一刻則自擊鼓。另一人前置鐘以候辰,至一辰亦自撞鐘,都由水力帶動。(參見《新唐書•天文志》)

  據《新五代史》卷31《周臣傳》,後周時陶國作木偶耕人之頌,可見當時已造自動木人從事耕種,可惜這篇文章沒有流傳下來。

  宋代天文儀器中,報時機械人的自動化程度越來越高。太平興國時,巴蜀人張思訓作渾儀,為樓數層,高丈餘,中有輪軸關柱,激水以運輪。又有直神搖鈴扣鐘擊鼓,每一晝夜周而始。又有十二神,各值一時,時至則自執牌盾,環環而出報時刻,以定晝夜之長短。至冬水凝,運行凝澀,則以水銀代之。(蘇頌《新儀像法要》)這架機械現已復原陳列於中國歷史博物館。元初年,蘇頌和韓公廉製作水運儀像台,為木閣三層,第一層鐘鼓輪上裝有撥牙(相當於凸輪的傳動部件),每一時辰開始,即有服緋衣木人於左門內搖鈴。每一刻至,即有服綠衣木人於中門內擊鼓。每一時正,即有服紫衣木人於右門內扣鐘。又在木閣第四層設有夜漏金鉦輪,上設夜漏更籌箭,每籌施一撥牙。每更籌至,皆有木人擊金鉦。(參看蘇頌《新儀像法要》及《宋史•天文志》)這和張思訓所都是利用水的恆定流轉,發動水輪做間歇運動,帶動儀器運轉。這架機械也已復原陳列於中國歷史博物館。

    此外,宋代還有其他功能的機械人。沈括《夢溪筆談》卷7 記:中,有一術士,姓李,多巧思。嘗木刻一舞鍾馗,高二三尺,右手持鐵簡,以香餌置鍾馗左手中。鼠緣手取食,則左手扼鼠,右手用簡擊斃之。」這比東晉區純的捕鼠木婦人更先進了。宋代各種傀儡戲很發達,其中有「水傀儡」,是古代水轉百戲的發展,由水力帶動木偶表演各種動作,因而具有機械人的性質。這種「水傀儡」的表演比以前的「水飾」複雜,有樂隊伴奏,有真人演員說白,道具也繁多了。其木人的活動,以水力運轉作為主要原動力。

  元代頗重視手工業,各種機械製作技藝較前代有所提高。元初,著名科學家郭守敬曾製作大型水運自動鐘,名叫大明殿燈漏,高一丈七尺,燈毯雜以金寶為之,內分四層:上層列置四神,旋當日月參辰之所在,左轉日一週;次層為龍虎鳥龜之像,各據其一方,依刻跳躍,鐃鳴以應於內;再次一層周分百刻,上列十二神,各執時牌,至其時四門通報,又有一人當門內,常以手指其刻數;下層四隅鐘鼓鉦饒各一人,一刻鳴鐘,二刻擊鼓,三刻敲鉦,四刻擊鐃。時初時正皆如是。其機隱於櫃中,以水激之(參看《元史•天文志》)。這比宋人所造報時木人動作更複雜。元順帝是一位頗為能幹的機械師。據元人陶宗儀《元氏掖庭記》:順帝曾自製宮漏,約高六七尺,為木櫃藏壺其中,運水上下。櫃上設西方三聖殿,櫃腰設玉女擇時刻籌,時至則浮水而上。左右列二金甲神人,一懸鐘,一懸鉦。夜則神人能按更而擊,分毫無爽。鐘鼓鳴時,獅鳳在側飛舞應節。櫃旁有日月宮,宮前飛仙六人,子午之間,仙自耦進,渡橋進三聖殿,已,復退位如常。順帝還自製水晶刻漏,備極機巧,中設二木偶人,能按時自擊鉦鼓。可惜元亡後朱元璋以其無用而打碎了(見《明史•天文志》)。

  元末明初有個詹希元,他覺得水漏至天寒冰凍不能運行,乃五輪沙漏,以沙墜落的重力推動齒輪運轉。輪與沙池皆藏幾腹,盤露幾面,旁刻黃衣童子二,一擊鼓,一鳴鉦,亦運衍沙使之。(見宋濂《五輪沙漏銘》)明人焦周《焦氏說》提到,近有發陸遜墓者,叢箭射出。又聞某墓,木人運箭殺人。這是一個能舞劍殺人的機械人,但不知某墓何時所造。

    明代中葉以後,歐洲科學技術逐漸傳入中國。一些中國學者努力汲取西方文化,並使之與中國古代文化相結合,相繼製造了一批新的機械,其中包括機械人。例如著名機械工程師王徵,陝西涇陽人,天啟二年進士,及第前曾與徐光啟、李之藻以及意大利傳教士利瑪竇等有所交往,並於五十二歲時受洗禮加入耶穌會。不久在瑞士傳教士鄧士函幫助下編寫了一本《遠西奇器圖說錄最》,介紹西方各種機械。他自己製造了自轉磨、虹吸、鶴飲等提水器及刻漏、水鏡、連弩、代耕、輪壺諸器,邑人以為諸葛孔明復出。據說他在未成進士之前,曾於家鄉每年春夏耕播時,多為木偶,以供驅策。或舂者,簸者,汲者,炊者,操餅杖者,抽風箱者,機關轉捩,宛然如生。至收穫時,輒制自行車以捆載禾束,事半功倍(道光十年張鵬重刻《奇器圖說》序)。有的研究文章認為,他可能利用了齒輪和彈簧,能源可能有水力和風力。這些傳說也許經過誇張,但王徵把半自動的機械人應用於農業生產,則是沒有疑問的。

                                  《遠西奇器圖說錄最》內頁

  清代初年,江寧人吉坦然吸收西方鐘錶技術製造了有機械人自動報時的自鳴鐘,外型如塔,又叫通天塔,共三層,置於架上。這種自鳴鐘的材料全用銅鐵,由發條和齒輪組成,可以拆裝,原理與現代鐘錶十分接近。此事記載於《廣陽雜記》,作者劉獻廷與吉坦然認識,而且親自打開看過這座自鳴鐘。吉坦然少年時隨親人扈從南明永曆帝至雲南,永曆八年中舉,授南明大明府知州,後改任姚州知州。

    清代還有一位科學家黃履莊(1656—?),原籍不可考,十歲以後寓居江蘇揚州。據他表哥戴榕《黃履莊小傳》(見《虞初新志》卷6)記,他從小就喜出新意, 作諸技巧,後來學習泰西幾何、比例、輪捩、機軸之學,而其巧因以進,先後獨立製作了驗冷熱器(溫度計)、驗燥濕器(濕度計)、千里鏡(望遠鏡)、瑞光鏡(探照燈)等。據說八歲時自製自動木人,長寸許,置桌上,能自動行走,手足皆自動,觀者以為神。有的研究者分析,其製造原理可能與今天的兒童玩具鐵皮企鵝相似。但也有人懷疑可能裝有簡單的發條,因《小傳》說黃履莊已經掌握了發條製造技術。此外,他還製成自動木狗,置於門側,捲臥如常,惟人入戶,觸機則立吠不止,吠之聲與真不異。為此,他曾受到大數學家梅文鼎的稱讚(見陳琰《曠園雜識》卷下)。黃履莊又作有木人擎扇的自動驅暑扇不煩人力而一室皆風

                  

               黃履莊和他發明的自行車 (可惜當時不受重視)

    清代中葉,外國機械人開始傳入中國。據袁枚《新齊諧》卷23記:乾隆二十九年(1764),西洋貢銅伶十八人,能演《西廂》一部。人長尺許,身軀耳目手足,悉銅鑄成,其心腹腎腸,皆用關鍵湊接,如自鳴鐘法。每出插匙開鎖,有一定準程,誤開則坐臥行止亂也。張生、鶯鶯、紅娘、惠明、法聰諸人,能自行開箱看衣服,身段交接,揖讓進退,儼然如生,唯不能歌耳。一出演畢,自脫衣臥倒箱中。臨值場時,自行起立,仍上戲毯。能演《西廂記》,說不定有中國人合作或改造過。

  據國外文章介紹,歐洲的機械人是距今二百年前出現的。現在瑞士的沙特爾市保存了三個機械人,是瑞士鐘錶匠皮埃爾•雅凱.德羅茲(Jaquet Droz)和他的兩個兒子於1768—1774年設計製造的,材料主要是木頭和黃銅,動力主要是發條。其中兩個機械人像三歲的男孩,一個像十六七歲的少女,分別會寫字、畫鉛筆畫、彈鋼琴。

      Jaquet Droz父子的機械人偶總共有三具,分別是:作家畫家音樂家,分別是一對兄弟與他們的姐姐

 

皮埃爾曾經帶著它們到各國表演。在這之前,他還在時鐘上安裝了裝飾性的自動機械:手拿鎚子按時出來敲鐘報時的小人和會鳴叫的小鳥等。(參看《環球》1983年第2 期,詹姆斯•漢森:《最早的機械人》)他們的製造時間與袁枚所記正好相同。

  從以上所舉事實可以看出,我國古代的機械人是源遠流長,品類繁多的。有的是玩具或裝飾品,有的具備一定實用價值。自動化程度簡繁不一,能源來源不同。各種古籍所載,有的比較真實可信,有的出於誇張幻想,還有的真假參半。儘管語焉而不詳,無法究其底蘊,但有一點是可以肯定的:即我國確實早有機械人,雖然是原始的,但在世界科技史上曾經處於領先地位。目前對這方面的研究還很不夠,有些問題也許存在不同理解,相信經過學術界的努力探討,必將會有更多的發現。

 

參考資料:

 

1.譚家健中國古代的機械人」》,《文史哲1986年第4期。

2.朱金榴中國古代機器人定向原理與啟迪》,《上海工程技術大學學報》,2006年第20期。

3.陸啟明 《關於中國古代機械人記載的研究》,《機械設計與研究2006年第22期。

4.劉正生《中國古代各種機械人》,《發明與創新:學生版》 , 2008 5期。

 

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