生产工具的改进与创新
来源:未知 作者:admin 日期:2018年12月02日
 
墨子是积极救世者、实干家,一生不脱离生产劳动,十分注重于工具、工程等方面的改进、创新和发明,成就突出。以下着重介绍他在生产工具、防御武器、防御工事方面的贡献。
 
墨子是一个精通机械制造的大家,在止楚攻宋时与公输般进行的攻防演练中,已充分地体现了他在这方面的才能和造诣。他曾花费了3年的时间,精心研制出一种能够飞行的木鸟。他又是一个制造车辆的能手,可以在不到一日的时间内造出载重30石的车子。他所造的车子运行迅速又省力,且经久耐用,为当时的人们所赞赏。

  值得指出的是,墨子几乎谙熟了当时各种兵器、机械和工程建筑的制造技术,并有不少创造。在《墨子》一书中的“备城门”、“备水”、“备穴”、“备蛾“、“迎敌祠”、“杂守”等篇中,他详细地介绍和阐述了城门的悬门结构,城门和城内外各种防御设施的构造,弩、桔槔和各种攻守器械的制造工艺,以及水道和地道的构筑技术。他所论及的这些器械和设施,对后世的军事活动有着很大的影响。
 
    墨家主张造福于民,最注意生产工具的改进和创新。
    1改进桔槔机
    以桔槔作为提水工具,早在春秋末期已有应用,墨子及其弟子作了深入研究并大力推广使用。〈墨经〉记载了利用桔槔机起重的力学原理,揭示了“举之则轻,废之则重”的科学谜底。《墨经》说:“负(负重)而不翘,说在胜(指杠杆支点另一侧的标端重力矩大于本端和重物的重力合力矩”。
    《墨经》解释为:“横木加重焉,而(标端)不翘,极胜重也(标端重力矩大于本端和重物的重力合力矩)。右校交绳(调节移动支点),无加(重)焉而翘,极不胜重也(标端矩不大于本端重力矩)。衡(平衡),加重于其一旁,必垂。权、重相若也,相衡(平衡)则本短标长。两加焉,重相若,则标必下,标得权也(因为本短标长,在本、标两端加相等的重量,则标端必然下垂,这相当于标端比本端多出一个重量)”。
    这就是桔槔“举之则轻、废之则重”的原因所在。〈墨经〉作者虽然没有像现代科学家一样,以精确的公式表达出杠杆原理,但他们经过反复试验,已在实际上掌握了这一原理的精髓,并将它运用于简单机械的设计和制造。
    2滑轮和轮轴的研究
    《墨子》中有多处关于研究和应用滑轮、轮轴的记载。滑轮和轮轴都是属于杠杆类简单机械,利用它们可以改变作用力的方向或大小,从而减轻人类繁重的体力劳动,并提高工作效率和准确性,那么滑轮的具体工作原理怎样呢.
    《墨经》说:“挈,有力也。……长重者下,短轻者上。上者愈得,下者愈亡。”这是说,向上提升重物时,用一个比重物更重的权牵拉,则重物自动被提升。而重物越往上升,则权越往下落。《墨经》说:“引,无力也。……绳直,权重相若,则止矣。”这是说,当重物与权重量相等时,保持静止牵引状态不变。
    《墨经》又说:“收,上者愈丧,下者愈得。上者权重尽,则遂。”这句是说,当权略轻于重物时,则重物下降而被收取。权越往上升,则重物越向下落。重物降到地面,而权升到顶端,就可以开始下一个提升重物的过程。
    “上者愈得,下者愈亡;上者愈丧,下者愈得”,这种谜语式的表述,正是墨家对于滑轮、轮轴装置妙用的生动写照。
    3斜面原理及其妙用
    以墨子为代表的墨家集团制造器械的技能可媲美于公输般,公输般为楚国制造攻城云梯就是斜面原理的运用,墨子对此有更深的研究。
    《墨经》以车梯为典型,在与垂直和水平的比较中阐明了斜面原理及其妙用。
    车梯,顾名思义,是兼有车子和梯子两种功能于一身的器械。其构造特点,是后边两轮高,前边两轮低,上铺木板以构成斜面。由于车梯重心偏前,所以要在车前加重,即以绳索系在车的前端,下悬重物,以为平衡。当把人或物装上车子时,卸下前悬重物,用人力拉车前行。那么,用车梯搬运重物,与垂直和水平搬运有什么区别呢.墨家对此作出分析:凡重物,上边不提举,下边不牵引,旁边不推拉,则垂直自由下落。而在斜面上滑动的重物,由于受斜面的限制,不能垂直自由降落。以人力引绳拉车行车,就跟用绳子牵引船前面的横木、拉船在水中前进一样。因此,用斜面搬运重物,所用的力只是物体重量沿斜面的分力,所以它要比垂直和水平搬运重物省力,这就是斜面原理的妙用。

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