关于中国机械工程技术史研究的若干问题

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定：“一切已经发展的机器，都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成，发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别，他指出：“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动，一旦由工人的工具（它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动）变成机械的工具，——机器就代替了工具。在这种情况下，机械应该达到这样的发展程度：它既能从人或牲畜，简言之，从任意动作的那些原动力获得动力，也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义，力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统，它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念：“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中，可以遇到这样一些人，他们认为,机器与工具没有本质的区别；工具是简单的机器，而机器是复杂的工具，或者说，两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说，甚至最简单的机械，如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等，也被叫作机器”①

19世纪中、后期，西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念，从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯（R.Willis ,1800－1875）在其《机构学原理》（The Principle of Mechanism,1841年）所给的定义是:“任何机械（machine）都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成，使其一个构件运动，其余构件将发生一定的运动，这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛（F.Reuleaux ,1829－1905）在其《理论运动学》（Theoretische Kinematik ,Grundzüge einer Theorie des Maschienenwesens ,1875年）中的定义是:“机械（machine）是多个具有抵抗力之物体的组合体，其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功，同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器（即machine）定义。从勒洛开始，机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础，书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初，出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义：

（1）“机械者，固定部分与运动部分之组合体，介乎能力与工作之间，所以使能力变为有用之工作者也。”（1912年，Keown）④

（2）“机械者，两个以上物体之组合体，其相对运动皆继续受一定之限制，使一种能力由之变化或传达，以作一种特别之工作者也。”（1915年，Mcksy）⑤

1930年，我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时，参考西方这类教科书给出了一个定义：“机械者，两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动，吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年，乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基（В.А.Добрвольский）在一篇论文中给出了一个定义：“机械是为人所使用的劳动工具，在这个劳动工具中，形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力（阻力）的材料所制成；在引入能量不断作用下，能完成适合的实际上有利的运动和动作；这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”，更确切地说是机器，即现代机械原理中的machine概念。

综上所述，西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化，随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始，到区别复杂机械与简单机械和工具，进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学，各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多，可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类：轮与轴，杠杆，滑车，尖劈，螺旋。按马克思对机器系统的分类，机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史（第一编）》中将机械分为七类，即：简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等；按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看，机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动：（1）发明与革新；（2）设计与测试；（3）制造（加工与制作）（4）使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容，因此，某些通过机械加工获得的技术产品，尽管不能看作是机构和机器，也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系，由有着一定的差别。从认识上看，机械工程技术是第一个层次，机械工程技术史是第二个层次，后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问，与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置，因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说，机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴，而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、 中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式，它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景，各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高，另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高；有的机械成果在某些国家传播和发展较快，而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约，各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展，技术传统与西方有很大不同，有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点，既有很多成功的经验也有不少失败的教训，值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点，揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手，首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果？它们的水平和价值如何？中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同？机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响？这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析，才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说，历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中，即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料，是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外，有关机械工程的文献资料十分零散，大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形，这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中，而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物，主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品，目前在民间仍然尚存不少传统机械，从技术上看属于古机械的遗制，它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值，由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息，它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料，是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是，由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中，各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中，实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内，此外还有大量资料流失国外，因此，对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究，由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重，必须多人接力工作，逐步扩大调查和研究的范围，直到基本掌握整体面貌。