【正見網2008年01月18日】
摘要
自有人類以來，人們利用許多機械的組合解決許多生活的基本需求，也奠定文明科技發展重要的地位，舉凡工藝、能源、自動控制、機構……等，莫不與之息息相關，對人類社會生產和經濟的發展起著重要的作用。然而中國是世界上機械發展最早的國家之一，且機械的發展中有許多巧妙的發明項目，例如指南車、木牛流馬、候風地動儀及飛天木鳶等，在世界科技學術領域上都令人嘖嘖稱奇，甚至有些古代機械的發明以現今科學理論方式去推導解釋，仍然不知如何探究其原委，所以藉由此文拋磚引玉思考古代科技發展與現代科學本身所存在的問題，及提供新的思考模式，溯本逐源，思索古人「天人合一」的觀念，同時重視起精神與物質之間關係，以開拓現代化科學研究範疇。
一、前言
「機械」一般指機器和機件的總稱，也有靈活、巧妙之意，在古代還常將機械稱之為「奇器」，意味著神奇巧妙的發明，這些發明中不僅解決人們許多生活的基本需求，也帶來中國社會文明與經濟的發展，例如利用簡單槓桿類型器物的衡器或秤計量公平交易的需求，及利用水力推動的紡織機械的「水轉大紡車」，此外還有一些簡單的省力機械組合如繩、鏈、鉸鏈、曲柄、輪、齒輪和彈簧等也都應用在其它工程領域，戰國《墨經》一書早已討論其機械力學的基本原理，明代的《天工開物》一書更把各行各業，尤以農業的生產技術和經驗均有詳細說明，並附有一百二十三幅工藝流程插圖，這些均為古代科技重要的著作。
然而中國古代機械巧妙的發明在現今科學領域當中都是令人稱奇的，英國李約瑟博士就曾著作一本名叫《中國之科學與文明》列舉流傳到歐洲的中國古代的廿六種發明，其中古機械就占有十八種之多，例如候風地動儀、水運儀像台、指南車、諸葛亮的木牛流馬及飛天木鳶等，不僅實用且結構巧妙，故有現今工程或科學家專門在探討古代機械復原研究工作，試圖利用現今科學理論基礎，探究其古機械巧妙的發明，但是許多奧妙的結構還是無法從現有科學觀念得知原因。
然而在中國古代機械發展過程中，人們懂得利用自然且符合宇宙的規律方式思考問題，修煉文化深植人心，各行各業都講淨心調氣，發明中所傳承的不僅僅只有機械機構此物質的東西，其真正所留下的文明尚有精神的內涵，相信神傳給人對判斷人、事、物道德標準，同時探討人體、生命與宇宙之間關係，此外回顧這些古機械發明科學家的背後，例如張衡、魯班、祖沖之及諸葛亮等，在心性上也都有一定的道德規範。然而現代科學經過十八、十九世紀工業革命以後的發展，技術發展看似一日千裡，科學似乎成為人的一種信仰，人們享受科技帶來的成果，近利短視，道德下滑，在表層面上確實給人類帶來進步，可是無形中卻帶來許多人類心靈的空虛，甚至地球能源與環境的危機。故藉由此文拋磚引玉思考古代科技發展與現代科學本身所存在的局限性問題，對於實實在在存在的超常物理現象、與人肉眼看不到的現象總是產生排斥心理，或許要想讓科學繼續發展，中國文化道法觀念也許是個新的思考模式與觀念。
二、發達的古機械
2.1 候風地動儀
張衡發明的地動儀在現今研究古機械復原研究中一直都是熱門的研究主題，特別在於它機械原理和震源的感應方式至今仍無法解釋難解的迷，根據《後漢書》中記載：「地動儀以精銅製成，圓徑八尺，合蓋隆起，形似酒樽。」圖(a)為地動儀外型結構，形狀像酒樽，精銅外殼則以鶴篆文及各種山龜鳥獸等圖案雕飾，儀器外殼對準東、南、西、北和東南、西南、東北、西北八個方向鑄有八條龍，象徵宇宙四面八方，同時也根據張衡對易經的理解，儀蓋為天，內中都柱為地，比擬是一個小宇宙，與天象看似某種對應關聯性，在發生地震前夕就可以預測。此外地動儀的每條龍嘴裡都銜著銅球，當遠在千裡發生地震時，在底座中間的都柱便會以機械傳動方式將對準地震的龍嘴打開，銅球就落在蛤蟆嘴裡，同時可根據銅球聲音而知道在什麼時間什麼方位發生了地震。
圖1地動儀(圖片：國立自然科學博物館)
在當時此項發明也被質疑，可是幾天後預測隴西發生地震的消息，也證實地動儀的可行性。張衡在製作設計時早已深入研究易經、墨子等書籍，古人常把人體比擬一個小宇宙，與宇宙有某種對應聯繫關係，而根據天象變化的規律情況甚至可預測未來；然而在現代量子物理學研究上也有引述微觀粒子為基礎組成的生物或物質本體，本身也會在不同時間內與系統的相互連接感應；如同巴克斯特對細胞的意識感應作過的實驗，如果採集生物主體的細胞後，並連接測謊儀以觀測細胞的組織反應情況，甚至可以感測到另外一個生物主體系統中的行為信號。
2.2 古代智慧型機械人
現代科技發展智慧型機械人一直都成為各國努力的發展項目，其關鍵技術則又包含各種工程領域的結合，在現代科技來說要做到有如人類智慧及感性反應的機械人並不容易。但是據考查中國古代機械發展中也有類似智慧型的機械人的記錄，例如《列子・湯問》篇中就記載有一位為偃師的手藝工人，製造如同真人似的機械人給周穆王，這機械人又可唱歌及跳舞，仔細分析其內組織皮膚、內臟、筋骨及支節等組織與人無異；而在其它古代典籍中也有不少相關記載，例如唐代洛州縣令殷文亮曾以木塊雕刻歌女，唱歌吹笙，勸人飲酒，可按預先機械設計程式奏出樂曲；此外，有位楊務廉的匠人，設計手執碗公的行乞木僧，自動能行乞布施，當碗中錢滿，則可發音。值得注意的是類似記載中的機械人都有特定智慧功能且不靠電腦程式控制，自然不需電力，動力的來源似乎只靠巧妙機械設計機構完成，即省能且環保。
2.3 飛行木鳶
1903年萊特兄弟完成人類第一次飛行夢想，奠定今後航空運輸的發展進程，在這之前關於飛行的記載也都有類似記錄，圖2(左)為開羅博物館裡收藏在古埃及陵墓內發現的木鳥，據實際研究，直立的尾端，並且有翼面的橫切面，與今日滑翔機有相同的比例。然而中國古代也曾有類似記載，戰國時代，魯般與墨子都曾製造木鵲或木鳶。《墨子》說：「公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下。」《鴻書》中也記載：「公輸般為木鳶，以窺宋城。」魯班製作木鳶以偵查戰爭的情況，不正如同現代無人飛機偵查敵人情報相似，原來此項技術在古代戰國時期就已有運用。而後到漢代，張衡也創造了飛行木鳥，然而木雕的飛行引擎機械結構一直是個迷團。
2.4 木牛流馬
蜀漢的諸葛亮發明「木牛流馬」在當時可是一項非常了不起的發明，在當時為了解決在四川崎嶇陡峭的山路上運送糧草的交通工具，不過現今被喻為已失傳的奇器，關於「木牛流馬」的功用與形狀，推測被認為是一種省力的步行車，根據宋《陳後山集》中說：「蜀中有小車，獨推，載八石，前如牛頭。又有大車，用四人推，載十石，蓋木牛流馬出。」清《河工器具圖說》認為：「土四，獨輪，料、土兼載。《稗編》蜀相諸葛亮出征，始造木牛流馬以運餉。木牛，即今車之有前轅者，流馬，即今獨推者是。」
「木牛流馬」被現今許多學者專家研究，主要在足部連杆機構部分下功夫，為失傳古機械文物，形似雞頭，一般長4尺，可坐人載物，車身後部有支架，便於停放。有燕尾形手柄，車夫以兩手持之前推。分寬架、窄架兩種。寬架載重量可達500公斤，窄架能載200公斤左右，輕便靈活，製作簡便。
三、現代科技與古代科技關係
中國古代機械的發展似乎有許多現代科技都無法窺探其中的奧妙，因為整個科學論述系統截然不同；就中國古人對物質的認識，基本就屬「五行學說」，認為金、木、水、火、土這五行構成了宇宙中萬事萬物，而五行又因彼此特性產生相生相剋理論，而又有謂「陰陽理論」，所穿了也就是道法的修煉文化。認為物質的發展都有其規律，且符合宇宙特性，物質的特性會在多方面及多維空間與時間的展開，所以只要直接觀察多重空間中物質變化的現象，就可以直接就是針對人體、生命與宇宙之間關係去探討。至於利用何種方式觀察，也就跟科學家自身的心性有密切關係，這也是這些創造發明家例如魯班、張衡等人，在心性上也都有一定的道德規範的原因，做任何事情都事事按照宇宙的道理，不求名不求利，於是中國古代也就在這種理論架構下發展出科技的文明。
近期科學的發展中，科學家一直著眼於物質世界的研究，從微米、奈米、夸克、中微子…等的微觀世界領域中，企圖以新的技術來尋找出物質的局部現象，卻忽視了同屬於物質特性的另一面：精神層面；以定理及公式闡述其物質原理，反而受到其定理及公式的限制，難以就複雜邊界條件整合，也因此需要大膽假設的合理化，對即使有許多實證但尚未符合現代科學理論的現象則產生排斥。表面看似進步卻也限制科學的發展，表面擁有現代化汽車飛機等運輸工具，讓人享受到現代化科技的方便，但是無形中也帶來許多心靈的危機與空虛感，反而導致其它問題產生，像戰爭、社會問題、疾病、饑荒、天災人禍及環境污染問題等。
四、結論
中國古代科學和現代西方科學走的是不同的發展道路，用的也是不同思維方式，在思考現代科學本身所存在的問題，同時思索古人「天人合一」的觀念，從這個構想中，我們預見到一個方向，人們將從物質的精神內涵開始研究，從新認識物質的真正特性，而能夠善用並與物質和諧共存，發展出與自然融合的科技。希望有一天人們會發現與自然融合的科技與生活方式才是人類該走的方向，同時重視起精神與物質之間關係，在透過人類本身所具有「真誠、善良、堅忍」等的美好訊息，會讓未來世界更為美好，也引領下世紀走向新紀元的未來科學發展趨勢。
參考文獻
[1] 正見網，古代科技:機械人，http://big5.zhengjian.org/
[2] 中華古機械研究中心，http://140.116.71.92/acmlab/newpage9.htm
[3] 國立自然博物館，http://www.nmns.edu.tw/nmns/09resource/
[4] 國立科學工藝博物館，http://www.nstm.gov.tw/.
