第五章 度量衡是手工業生產的技術基礎 第二節 造車輛離不開度量衡

在甲骨文中就發現「車」字。從商代多次遷都來看,交通工具應該比較發達,考古發掘商代的車馬坑已有多處。車為木製,車身由一輈〔zhou舟〕 、一輿 、一軸 和兩個輪子組成。車的結構複雜,實際上集中代表了某一時期手工業(機械)製造水平。製造一輛車,需要木工、銅工、皮革工的分工合作,各個部件之間,必須相互配合,對木工的技術水平要求很高。《管子·形勢解》中,對車的技術條件有一段描寫:「奚仲之為車器也,方圓曲直,皆中規矩鉤繩,故機旋相得,用之牢利,成器堅固。」論述了要保證車的牢固和車的各個部件配合得好,車輪轉動自如,必須要有嚴格的檢測手段作保證。鉤繩實際上是指車的整體尺寸的設計,規是檢測車輪圓度的工具,矩是檢測車各個部位角度的工具。要比較詳細地分析一輛車從設計、製造到檢驗等方面度量衡所起到的技術保證作用,還可以從《考工記》中找到更具體、更詳盡的文字資料。

《考工記》是先秦古籍中一部重要的科學技術文獻,也是先秦科學技術知識的彙編。據考證,它是春秋至戰國初期士大夫根據手工業生產實踐經驗不斷總結整理成文的。現摘錄其中的有關論述,對古代度量衡技術在手工業生產中所處的地位和作用作些初步的探討。

《考工記》說:「一器而工聚焉,車為多。」這是說一輛車的製造,需要眾多的工人分工合作。我們從一輛車的設計開始,到每一個構件的組合、裝配,以及最後的檢測,來分析度量衡在哪些方面起到技術保證作用。

戰國時車的種類主要包括有:兵車、田車、乘車,從其結構來分大致為兩類,一類是中間有一輈的馬車(駕四馬,用於戰爭、田獵、旅行等)。另一類是兩轅駕一牛的牛車,主要用於在平地運輸載重。各種車輛根據不同的用途首先要作整體設計,車輪的高度、車輿(車箱)的大小都要適中。《考工記》說:車輪如果太高,乘車的人上下很不方便,車輪太小,牲口跑起來就會感到很吃力,就像一直走在不平的斜坡上一樣,所以供人乘坐的車子車輪高度為六尺六寸(半徑三尺三寸),加上車輛底部橫木和車箱下面鉤住車軸的木頭的高度一共是四尺,人高八尺 ,上下車的高度就很合適了。

古代的車最主要的三個組成部分是車輪、車箱和車轅(輈),而這三部分又以車輪最為重要,所謂「察車自輪始」。車輪又由轂〔gu古〕(車輪中心的圓木構件,今俗稱葫蘆頭)輻(車條)牙(車輪的外圈)三部分構成。古代造車對這三部分的技術要求十分嚴格,即轂要圈,圓才利於轉動。輻要直,直才能在裝配入孔時不偏倚。牙內圈要與輻交接得很牢固,外圈還要求著地的面積小,轉動時要求很均勻地接觸地面。車一般有30根輻條,輻條一頭入轂,一頭入牙,因此轂的大小廣狹尺寸一定要合適,如果轂小而長,輻條在轂上就會排得太密,如果轂大而短,輻條又不會牢固,因此轂的尺寸要與輻和牙有一定的比例關係。輻條如何牢固地安裝在轂上,也是一項關鍵的工藝,由於輻下端要插入牙(入牙的一頭稱蚤),上端要入轂(入轂的部分稱菑),牙和轂孔的深度和輻條的蚤和菑〔zi茲〕一定要配合得很好,如果蚤、菑入孔太淺,就容易鬆動,如果入孔太深,而輻條、蚤和菑狹小,雖然與轂、牙相配合得很好了,卻因輻條的蚤和菑太細而容易折斷。所以轂和牙部分的孔與輻條、蚤和菑的尺寸一定要有嚴格的比例。如果二者尺寸配合得很好,雖然沒有楔子,也能達到十分牢固的效果,這樣的車即使重載,輻條也不會折斷,而配合得不好,即使用楔子去加固,也難免要鬆動,那麼再好的工匠也不能使它牢固。

要完成高質量的手工業產品,質量的檢測是不可缺少的重要環節。《考工記》中說:檢測車輪包括以下六道工序:規、萭〔yu雨〕、水、縣、量、權。「規」是用來檢測車輪、車軸等部位圓度的工具。「萭」是檢測角度的工具。「水」是指測量水平度,即取正、定平,相當於今天的水準儀。「縣」即懸繩以測其垂直度。「量」是指測量各部分的長度(包括深度)。「權」是權衡輕重。關於角度的測量,《考工記》「車人之事」一節中還說到,半矩謂之宣,一宣有半謂之欘〔zhu燭〕,一欘有半謂之柯,一柯有半謂之磬折。矩是90°角,這一點已無異義,宣是45°也是很明確的,而欘、柯、磬折如何理解呢?《考工記》「磬氏為磬」一節中又說:「倨〔ju鋸〕句一矩有半」(倨句是指磬頂部的夾角),清代學者程瑤田認為,一矩有半是指一矩半,即135°角。近半個多世紀以來,隨著編磬的大量出土,證明程瑤田的這一解釋是十分正確的,以此類推就可以知道,欘當67°30′,柯當101°15′,磬折當151°52′30″。可見矩、宣、欘、柯、磬折已成為一整套上下關聯的角度定義了。《考工記》說,檢測車輪如果達到了圓者中規,方者中矩,直者中繩,浮沉深淺度均勻,孔的深度與預定所容黍的顆粒相同,權衡輕重都達到要求,製造車輪的工匠就可以稱之為「國工」了。

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