引言

秦始皇陵出土銅車馬的制造工藝，令中外考古界和機(jī)械工程界嘆為觀止，在兩千多年以前的秦朝，為何會(huì)有這么精致的青銅車，這不得不引起許多學(xué)者的思考和研究。在冶金方面，出土的文物有著名的青銅器，如司母戊鼎、四羊尊、龍虎尊等、它們的冶鑄水平十分高超。

一、商賈云集市如海，機(jī)械創(chuàng)新助繁華

商鞅變法打破了奴隸制土地不得隨意買賣的制度，使其變?yōu)榭梢宰杂少I賣的封建土地私有制，現(xiàn)在只要奴隸勤于耕種和勇于戰(zhàn)斗就有機(jī)會(huì)升為庶民。這種生產(chǎn)關(guān)系的變革，有力地調(diào)動(dòng)了農(nóng)民生產(chǎn)的積極性。

秦國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展，不但使勞動(dòng)力得以解放，同時(shí)也使生產(chǎn)工具大為改進(jìn)。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，各國(guó)已廣泛使用鐵制農(nóng)具。如犁、鋅、鋤、鑊撅、鐮、斧等。同時(shí)牛耕的使用與水利事業(yè)都有很大的發(fā)展。

這些綜合因素，對(duì)農(nóng)業(yè)的精耕細(xì)作，土壤改良，荒地開墾和作物產(chǎn)量的提高，提供了極為有利的條件。使整個(gè)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平普遍得到提高，并且促進(jìn)了封建經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

同時(shí)冶鑄技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，成為了當(dāng)時(shí)的一個(gè)重要標(biāo)志，長(zhǎng)沙戰(zhàn)國(guó)楚墓出土的鐵鏟，鏟壁薄而均勻、精致，是采用“高溫液體還原法”澆鑄而成。

到戰(zhàn)國(guó)中后期，工匠們?yōu)榱丝朔T鐵技術(shù)的缺陷，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，使鐵制工具更堅(jiān)固耐用。工具的改進(jìn)，不僅是生產(chǎn)的需要，而且也是技術(shù)工藝發(fā)展與提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要。

《秦律》載：“為器物者，其小大、短長(zhǎng)、廣亦必等。”

秦代商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展十分迅速，這使各地的土特產(chǎn)進(jìn)入流通渠道。城市日益成為手工業(yè)與商品交換的中心，如魏的大梁、韓的榮陽(yáng)、齊的臨淄、秦的咸陽(yáng)等街道店鋪林立，買賣興旺。

在秦代，城市的發(fā)展和商業(yè)的繁榮，對(duì)機(jī)械工程的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。城市的發(fā)展為機(jī)械工程提供了廣闊的市場(chǎng)和需求。隨著城市人口的增加，人們對(duì)各種生活和生產(chǎn)工具的需求也日益增長(zhǎng)。

機(jī)械工程師們看到了這個(gè)商機(jī)，紛紛研發(fā)和改進(jìn)各種機(jī)械裝置，以滿足城市居民的需求。例如，水車、磨坊等機(jī)械設(shè)備的出現(xiàn)，為城市居民提供了便利和效率，促進(jìn)了城市的發(fā)展。

商人們?yōu)榱俗非蟾叩睦麧?rùn)和效益，積極投資于機(jī)械工程的研發(fā)和生產(chǎn)。他們資助了許多機(jī)械工程師進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，提供了資金和資源支持。這種商業(yè)的繁榮激發(fā)了機(jī)械工程師的創(chuàng)造力和激情，推動(dòng)了機(jī)械工程的發(fā)展和進(jìn)步。

秦代城市是各種技術(shù)和知識(shí)的集散地，機(jī)械工程師們可以通過交流和合作，分享彼此的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，共同研究和改進(jìn)機(jī)械裝置。這種技術(shù)傳播和創(chuàng)新的環(huán)境，為秦代機(jī)械工程的進(jìn)步提供了良好的土壤。

為適應(yīng)手工業(yè)發(fā)展的需要，秦國(guó)對(duì)工匠們的工藝技術(shù)提出了更高的要求。這一時(shí)期手工生產(chǎn)行業(yè)分工細(xì)致，如《考工記》記述了“工木”、“工金”、“刮摩”等均由專門作坊生產(chǎn)；重要產(chǎn)品的零、部件如“輪子”、“車輿”、“車轅”的制作，均由匠人負(fù)責(zé)監(jiān)制。

二、天下一統(tǒng)機(jī)械興，創(chuàng)新科技助發(fā)展

在秦朝統(tǒng)一前，各個(gè)國(guó)家之間存在著相互競(jìng)爭(zhēng)和爭(zhēng)奪資源的情況，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)和分散。而秦朝的統(tǒng)一，使得資源能夠集中在一個(gè)中央政府的掌控下，從而更好地利用和管理資源，這為古代機(jī)械工程的發(fā)展提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。

秦政府執(zhí)行的大規(guī)模采礦活動(dòng)，可以為機(jī)械工程提供足夠的金屬材料，修建的水利工程可以為其提供充足的水力能源，因此秦朝的統(tǒng)一使得資源的整合和調(diào)配變得更加高效。

秦朝實(shí)行嚴(yán)格的規(guī)范化生產(chǎn)制度，使得機(jī)械工程能夠更加高效地進(jìn)行。政府實(shí)施了一系列的規(guī)范化措施，例如制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，建立專門的監(jiān)督機(jī)構(gòu)等。

這使得機(jī)械工程的生產(chǎn)過程更加有序和規(guī)范，提高了生產(chǎn)效率。在農(nóng)田水利工程方面，統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)可以確保工程的質(zhì)量和效果，提高了農(nóng)田的灌溉和排水能力。

《史記》載：“工師善教之，故工一歲而成，新工二歲而成。”

政府們還對(duì)機(jī)械工程的質(zhì)量和安全，進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)督和檢驗(yàn)，這使得機(jī)械裝置的制造過程更加嚴(yán)謹(jǐn)和精細(xì)，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)和可靠性。例如，在兵器制造方面，統(tǒng)一的制造標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制措施可以確保武器的性能和穩(wěn)定性，提高了軍隊(duì)的戰(zhàn)斗力。

秦朝實(shí)行的“車同軌、行同輪、統(tǒng)一度量衡”制度，這不僅是對(duì)車輛制作的尺寸要求，而且也是對(duì)整體設(shè)計(jì)、材料選擇、制造工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)等一整套的規(guī)范化要求。秦代對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)非常嚴(yán)格，凡不合規(guī)格者，根據(jù)法律，上至督造官，下至制作者，都要受到嚴(yán)刑懲罰。

三、千古銅車馬，國(guó)寶永流傳

秦陵銅車馬仍然是古代一種青銅器，然而當(dāng)考古專家在對(duì)其整體與各部件詳細(xì)考證與研究之后，發(fā)現(xiàn)它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、制作精巧、外觀美麗和轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。秦代不僅把我國(guó)古代青銅器的冶鑄水平推向了歷史的高峰，而且在機(jī)械工程方面也有驚人的發(fā)展。

湖北隨縣出土的戰(zhàn)國(guó)建鼓由青銅鑄成，座上有八對(duì)主龍對(duì)稱地盤繞其上，龍?bào)w與龍尾又有小龍攀附著，構(gòu)成了一幅具有動(dòng)感的立體形象，這無疑是戰(zhàn)國(guó)時(shí)期一件杰出的青銅器。然而秦陵出土的銅車馬，無論從構(gòu)件與工藝等方面，都要比建鼓復(fù)雜得多。

有些銅車馬共有幾百個(gè)零部件組裝成而，其中銅件有一百多個(gè)，金件和銀件有五十多個(gè)。有的零件在鑄造之后，要經(jīng)過銼、磨、削、拋光、焊接、鑲嵌等多道加工，并且工序尺寸要求嚴(yán)格，標(biāo)準(zhǔn)化程度很高。

更主要的是秦陵銅車馬具有兩個(gè)重大的突破，其一它突破了傳統(tǒng)青銅器的“靜”態(tài)模式，在外力的作用下可以轉(zhuǎn)動(dòng)和行駛。我國(guó)古代青銅器自產(chǎn)生以來，從著名的司母戊鼎到各式器皿，幾乎都是“靜態(tài)”物件。

《考工記》載：“秦民大說悅，道不拾遺，家給人足，民勇于公戰(zhàn)，鄉(xiāng)邑大治。”

而銅車馬在四馬的牽引下能夠靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)，這是機(jī)械工程上的一個(gè)了不起的飛躍。因?yàn)槲矬w由“靜態(tài)”變?yōu)閯?dòng)態(tài)它要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合動(dòng)力學(xué)原理，如重心合理，對(duì)稱性與穩(wěn)定性要好，部件與部件之間要保持動(dòng)態(tài)平衡，轉(zhuǎn)動(dòng)的部件要摩擦力小與不同部件要求有不同的合金配比。

銅車馬突破了車輛制作的木質(zhì)結(jié)構(gòu)模式，我國(guó)古代的車，自產(chǎn)生以來，一直是以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，而秦陵銅車馬是由銅、金、銀等金屬材料制成。車輛由木質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)展到金屬結(jié)構(gòu)，這是機(jī)械工程中又一個(gè)了不起的飛躍。

因?yàn)槟举|(zhì)構(gòu)件的制造、加工、由鋸、刨、鉆、鑿等到金屬構(gòu)件的鑄、銼、磨、削、焊等，是完全不同的制造和加工工藝，后者要困難得多。木質(zhì)構(gòu)件用手工能刨出來，金屬構(gòu)件則不能，因此它需要有相應(yīng)的加工工具和加工機(jī)械才能完成。

同時(shí)秦代還產(chǎn)生了完全不同于木質(zhì)構(gòu)件的加工方法與檢驗(yàn)方法，秦陵銅車馬在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選配、鑄造加工等方面對(duì)工匠們的制造技術(shù)要求極高。正是這些制造技術(shù)的突破，使秦陵銅車馬成為一個(gè)時(shí)代的杰出代表。

結(jié)語(yǔ)

秦代機(jī)械工程推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，提高了農(nóng)民的生活水平；加強(qiáng)了軍事力量，保障了國(guó)家的安全；同時(shí)也促進(jìn)了科技創(chuàng)新和社會(huì)進(jìn)步。秦代機(jī)械工程的發(fā)展不僅影響了當(dāng)時(shí)的社會(huì)，也對(duì)后世的科技和工程產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，為中國(guó)的發(fā)展進(jìn)程做出了重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

《秦律》

《史記》

《考工記》