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在距今一万年前的冰川世纪,人类所处陆地的大部分区域都被冰川覆盖。那时的交通工具,主要靠人的双腿。在茫茫的雪原、茂密的丛林或松软的沙漠中,车是毫无意义的。轮子只有在坚硬且平坦的表面上才能发挥作用。
新石器时代出现了陶器。当人们开始制陶时,轮子就出现了,用旋转的轮子可以成批制作陶器,大大提高了制陶的效率。制陶的轮子叫做“甄”,陶工将陶器毛坯放在旋转的“甄”上,便可判断毛坯是不是圆的,因此便有了“甄别”一词。(《后汉书·申屠刚鲍勇郅恽列传》。李贤注:“甄也者,陶人旋转之轮也。”)甄别至今还在用,指鉴别或区别。
轮子最早是很珍贵的器物,并不是用于生活和生产,而是用于祭祀。圆形的轮子和有轮车辆主要是祭祀用品。后来又陆续出现了纺轮、石碾、水碾、纺车,这些原始的石器和木器机械是轮子在中国古代社会最普遍的应用。
陶纺轮
制陶用的轮子应该是车轮的前身。正因为轮子可以提高人类移动的速度,才使车的出现成为可能。车轮是轮子最大最广泛的应用,从祭祀逐渐扩大到战争和运输。不论是古代还是现代,车都是一种重要的运载工具,它是一个国家机械制造工艺水平的集中代表。
车轮并不是中国人发明的,可能是古巴比伦人或欧洲人发明的,也可能是世界不同文明地区,在不同的时间,各自独立发明了车轮。正当五千多年前亚洲西部两河流域车轮滚滚的时候,我国恐怕还是“安步当车”的时代。而后来“圆转无穷,司方如一”的指南车,曾使其他文明世界望尘莫及。这两个时代之间,就是我国古代制车技术突飞猛进的时期。
商代晚期,独辕车已相当成熟。最初独辕车是人力推拉的,后来改用为畜力牵引。古代拉车的畜力,最常见的是马,因此马与车并举,提到车就包含马。在距今3000多年的商周时期,马车已经非常普及,作为战争工具和贵族仪仗。
我们在读古代经典的时候,常常会遇到“乘(shèng)”。比如《史记》中写孔子见老子,是“一乘车,两马。”孔子是士大夫级别,只能坐两匹马拉的车。“乘”是车的单位。
再如《论语·先进篇第十一》中写道:“子路率尔而对曰:‘千乘之国,摄乎大国之间,加之以师旅,因之以饥馑,由也为之,比及三年,可使有勇,且知方也。’”子路是孔子的学生,孔子让他的学生各言其志。这句话就是子路的志向,意思是:一个拥有一千辆兵车的国家,夹在大国之间,加上外国军队的侵犯,接着又遇上饥荒;如果让我治理这个国家,等到三年功夫,就可以使人人勇敢善战,而且还懂得做人的道理。
由于西周、春秋时代以车战为主,所以车乘的数量常常被用来衡量兵力的大小强弱。“千乘之国”通常指称国家的战车兵力强大。后来再进一步延伸,不仅指兵力,也与国家土地面积、人口数量以及兵赋税收等密切相关。
战车在速度上给对方造成强大的冲击力,让人躲闪不及,从而形成战争优势。每辆战车,配四匹马,叫“驷”;车上站立三位甲士;战车周围还会配一些甲士和徒卒(或称步兵),一起协同作战。
春秋时期的军事著作《司马法》,是现存最古老的兵书,比大名鼎鼎的《孙子兵法》还要古老。两者的区别在于,司马法注重军阵和军礼,而孙子兵法注重谋略。《司马法》中记载了“乘”的两种组成:一种是每辆战车配十位甲士(包括三位立乘于车上)和二十位徒卒,共三十人;另一种是每辆战车配三位甲士(立乘于车上)和七十二位徒卒,共七十五人。
马、甲士、徒卒和车,构成了一个基本的作战单元。一乘就是一辆战车,四匹马和几十人;千乘就是一千辆战车,四千匹马和几万人,规模宏大。一乘就相当于一个标准化的模块,不同的乘之间可以任意组合,从而形成不同的战法和战阵。这是标准化思想在古代军事上的应用,类似于现代标准化中“模块化”的概念。
春秋至战国中期,争霸称雄,对战车的需求与日俱增。新式青铜工具的出现,改进了木工工艺,使战车的制造工艺达到高峰。作为国之重器,战车的大批量生产,使大型手工场开始实行更加细致的专业分工和流水作业。“车工”依靠专业技术,从农业中脱离出来,成为中国最早的产业革命,体现了标准化的思想和实践。
在《考工记》中,以“轮人为轮”、“轮人为盖”、“舆人为车”、“辀人为辀”四节,以及“国有六职”节的一部分对独辀马车(即小车,又名轻车、戎车)的构造和性能作了较详细的记载,在“车人为车”节中,又对直辕牛车(即大车)的构造和性能作了介绍。这是世界上第一部详述木车设计制造的专著。
《考工记》详细记录了制造车辆的各种分工:专门做车的人叫“车人”,专门制造轮子的人叫“轮人”,专门制造车厢的叫“舆人”,专门制造车辕的叫“辀人”。轮人使用的工具是“规”,车人使用的工具是“矩”,规就是圆规,矩就是直尺。所谓规矩,引申为法度,无规矩不成方圆。在古代的中国,并没有标准这个词,用的是规矩这个词。但是即使到了现在,规矩这个词在我们的日常生活中广泛使用。
《考工记》的第一篇即是《轮人》。开篇就指出,最复杂的工作莫过于车的制造,而造车自轮始。车轮是车辆的关键部位,十分重要。“凡察车之道,必自载于地者始也,是故察车自轮始。凡察车之道,欲其朴属而微至。不朴属,无以为完久也;不微至,无以为戚速也。”意思是:考核车子的要领,必定先从地面的荷载开始,所以考核车子先要从轮子着手。考核车子的要领,要注意它的结构是否缜密坚固,着地的面积是否微少。如果轮子不缜密坚固,那就不坚固耐用;轮子着地的面积不微少,那就不会运转快捷。
《考工记》对官府制车的加工工艺和规范做了详细的记录:第一,要校准轮子的外形;第二,轮子的平面必须平正;第三,检验辐条是否垂直;第四,将轮子浮于水中,以校验其各部分是否均衡;第五,同一辆车的两个轮子,尺寸、大小和轻重是否相等;第六,轮子的整体结构是否坚固;第七,轮毂的长短、粗细要适宜,不同用途的车,选用不同的尺寸;第八,轮子的直径要适中,检查车轮在地上运行时车辕的水平状态;第九,车轴选材必须精美而坚固;第十,必须选用适时采伐的坚实木材制造车辆。此外,《考工记》对车辕、车架的制作,各个部件的连接方法以及不同用途的车辆也有不同要求。从中可以看出,对于车轮的选材和检验,我国从古代开始就有相当高的要求,是一部完整而严格的技术规范和标准。
秦陵俑坑的铜车也体现了标准化的思想和实践,说明标准化在秦朝进一步发展,并对技术进步和提高生产力做出了巨大的贡献。铜车的部件包括车轴、车辕、车舆、车墙、车门、车窗、车轼等,均是按工艺标准铸造而成的。铸造用的是泥制陶范,一些粗大的部件和局部过厚的铸件,则采用填范法铸成中空体。
在各部件分别制造的基础上,再采用嵌铸、焊接、铆接、镶接、子母扣连接、套接等工艺,把3462个零件组装成一体,成为一辆结构严谨、外形美观的铜马车。铜车的组合部件,有长有短,有大有小,长的达260厘米,短的不足1厘米。面积大的达2.5平方米,小的不足1平方厘米。厚薄不一形状各异。把如此众多而繁杂的零部件组合成一体,成为与真车一样的铜车模型,可见秦代的制作工艺和技术标准已达到了很高的水平。
铜车
车轮的加工工艺是按标准化的要求进行的。铜车的车轮,每轮有辐条30根,与《考工记》中规定的“辐条三十根,以象日月也”相符。轮子是圆的,代表太阳;30根辐条,代表每个月的30天。用车轮象征日月,正是器物与自然的对应,体现了古人“天人合一”的哲学思想。日月又代表时间,而历史就是时间老人,于是,“历史的车轮”这个词便应运而生。
战国后期,钢铁兵器的出现和强弩大量用于装备部队,对战车构成了致命的威胁,传统的车战渐渐被步骑战取代,使它不得不逐渐退出历史舞台。现代已无战车的实物。战车虽然消失了,但是轮子时代至今仍未结束,它无处不在。可以说,轮子的历史构成了人类进步发展的历史。
现代社会,轮子在生活、生产中依然发挥重要作用,各种新型的轮子不断出现。我国成立了全国轮胎轮辋标准化技术委员会,建立标准体系并制定标准,例如:GB/T 31548-2023《电动自行车轮胎系列》、GB/T 42356-2023《工业车辆轮胎滚动阻力试验方法》等。
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