“三十辐同一毂”是本章节中的一句(通行本在第十一章)。余明光教授在其《黄帝四经与黄老思想》
第四章《老学的代表作——帛书》中,谈及“《老子》成书的时代”之时,征用本句,认定“‘三十辐共一毂’的车子在春秋之世是没有的,只是到了战国中期才出现,但不普遍,到了战国晚期才成为定制,据此《老子》书只能产生在战国时代,而不可能产生在春秋之世。”【1】笔者不能同意余先生之说。
《老子》的“三十辐同一毂”则反映了春秋晚期以前我国车制设计的概况。
在我国古代,用車(今简作车)来源甚久。据说黄帝时代便发明了指南车。传说我国夏代已有制车手工业,即“奚仲作车”【2】的传说。据说奚仲为夏初人【3】。到了商代,制车业已日趋成熟。据考古发掘,在3500年前的偃师商城遗址东北部,发现了车辙的遗迹【4】,说明我国至迟在商初已开始使用车了。商代晚期殷墟甲骨文即有“車(今简作车)”的象形字,如【5】、【6】等;商代金文“車”字,如【7】等。虽然其字体有繁有简,但都具备了車(今简作车)的初形,皆为:一辆,两轮,一辕,一衡,甚至还画出了車箱和双轭的形象。在安阳大司空村、孝民屯南地、白家坟西地、小屯东北地等处,都发现了車马坑,出土了商代的車子实物。现把殷墟出土車子情况列表如下:
到西周,陕西长安张家坡、北京房山琉璃河、山东胶县西庵村等地,出土了周的车子实物。现把西周出土的车子实物情况列表如下:
春秋战国时期,河南陕县上村岭、河南淅川下寺、山西侯马上马村、山西太原金胜村、河南洛阳中州路、河南辉县琉璃阁、湖北宜城罗岗、河南淮阳马鞍冢等地出土了这一时期的车子实物。现把春秋战国时期的车子实物(出土文物)情况列表如下:
现特意把山西太原金胜村251号春秋晚期大墓的车马坑,发掘出土的“方舆车”,主要构件的尺寸范围列表于下:
从以上所列考古资料,可知殷周春秋战国所用车子,其基本构造大体相差无几:都有长方形的车舆,两轮之间相当宽,辀(辕)的曲度则相当有限等。就车辐数目而言,各个时代不尽一致。大体说来,殷商、西周的车子,多数每轮装二十二根;殷商有少数装二十六根的,西周有少数装二十四根的。可以概说:殷商、西周的车辐,一般装二十四根左右,尚未形成定制。而春秋战国时代的车子,同殷商、西周相比,其车辐,大致趋于增多。春秋初中期,已经出现装有二十九根或三十根辐条的车子;到春秋晚期,不仅出现装有三十根辐条的车子,而且还出现有装三十二根辐条的车子。战国时期的车子,其车辐数大体与春秋相当。春秋战国时代的车辐数目,大致可以说在三十根左右,当然,也没有形成定制。
《老子》是春秋晚期的著作,书中所说的“三十辐同一毂”,已经用春秋时期的车子或车辐实物给以确证。余明光教授在出版《黄帝四经与黄老思想》一书时的1989年,河南省淅川下寺春秋楚墓早已被发掘,其车马坑楚车的形制情况已公布多年;1986年至1989年,山西侯马上马村墓地车马坑、山西太原金胜村大墓车马坑,相继多次被发掘,出土了一大批春秋车子实物,这些车子的形制情况也相继公布出来。如果余明光先生也能以这些考古报告或文物为据,也许余先生就不会得出“‘三十辐共一毂’的车子在春秋之世是没有的”这一结论。
在我国先秦,交通事业在巩固国防、治理国家、发展生产、繁荣商业中有着极端重要甚至往往是决定性的作用。而车子的发明,则为交通事业的发展提供了最有力的手段。《墨子·节用中》云:“车为服重致远,乘之则安,引之则利,安以不伤人,利以速至,此车之利也。”后梁的甄玄成《车赋》谓:“古今贵其(指车)同轨,华夷获其兼利。尔其利也,天子以郊祀田伐,诸侯以朝聘会盟,庶人以商农工贾,夷狄以致畜迁生。”华夏诸侯各民族各阶级各阶层都离不开车子,车子与人们结下了不解之缘。
中国属于世界上最早发明车子的国家。它是古代国家机械制造工艺水平的集中代表。在上古时期属于“高科技”产业。殷商西周,独辕双轮车的制造技术已相当成熟。春秋战国时期,攻伐征战频仍,对战车和生活用车的需求与日俱增;新式青铜或铁制工具的出现,改进了木工工艺,使制车上的分工日益细密化,使其制造技术趋于规范化和科学化,把车辆制造工艺水平推到了高峰。成书于春秋晚期至战国初期之间的《考工记》【27】”,就相当详尽地记载和总结了春秋晚期和战国初期的车辆制造业的工艺水平。它记述了一套比较完整的官制制车工艺及其规范。比如,它对车的关键部件——轮子,提出了一系列技术要求和进行检验的手段:
(1)“规之以眡其圜”,“欲其微至也,无所取之,取诸圜也。”“不微至,无以为戚速也。”即用规精细地校准轮子,视其外形是否正圆,因为不正圆,轮子与地的接触面就不可能尽量的小,也就转不快。按:“微至”,即车轮正圆,着地面积小,相当于今几何学中的圆与直线相切。这样滚动比滑动的摩阻较小。图解如下(图A):图解:R为轮子半径,Q1、Q2分别为使轮子开始滚动和滑动所需的水平力,两者的比值是:K=Q181R Q2FRR,式中8为滚动摩阻系数,F为滑动摩擦系数。因K远小于1,所以滚动比滑动省力。(参考理论力学中的滚动摩阻理论)
图解:f为转动惯力(或称“转动惯量”),R为车轮的半径,P为轮子自重力,F1为滚动摩阻力,F2为滑动摩擦力,转动惯力与车轮半径成Q,Q2R Rp正比,即:f∝F,F
(2)“萬之以眡其匡也”。即说轮子平面必须平正,检验时将轮子平放在同轮子等大的平整的圆盘上,视其是否彼此密合。
(3)“县之以眡其辐直也”。即说用悬线察看相对应的辐条是否笔直。并要求“轮辐三十条”。按:最早发明的车子,其木轮是整块圆木制成的,无辐,称作“辁”(quán)。发明辐条后,一则可以减少自重;二则车轮可以做得较大些,边上厚重,既坚固,又具有较大的转动惯量(图B),轮子启动后,车子不易随便停下,故车轮装辐是一种技术进步,科技含量高,意义重大。要求“轮辐三十条”,据说是象征每月的三十日;而实际上是古代劳动者在长期的实践中,不断地摸索实验,根据坚固、省力、利转(使转动惯量大)等的原理而设计出来的。车辐太少,比如说二十辐以下,车轮的辋(wǎng)即轮圈就不坚固,因为它要靠辐条来支撑。车辐太多,比如说三十多辐以上【28】,就会加重车轮的重量(古代车轮的辐条常用檀木做成【29】,檀木质地坚硬,比重大),车子运行中就会加大滚动磨阻力。所以用辐三十根左右最为适中。《考工记》卷上所谓“轮辐三十,以象日月也”;贾谊所谓“古(指春秋时期)之为路舆也,盖圜以象天,轸方以象地,三十辐以象日月,二十八撩(应为‘’)以象列星,故仰则观天文,俯则察地理,前视则听鸾和之音,旁观则睹四时之运。”【30】剔除去所附会的神秘的外壳,其合理的内核便指当时的车辐三十根最适中。这已被春秋时期一般车辐为三十根左右所证实。
(4)“水之以眡其平沉之均也”。即要将轮子放在水中,看其浮沉是否一致,以确定轮子的各部是否均衡。
(5)一辆车的两轮的尺寸大小和重量都要相等,其法是“量其薮以黍,以眡其同也;权之以眡其轻重之侔也”。
(7)车毂的长短、粗细要适宜,即所谓“行泽者欲短毂,行山者欲长毂,短毂则利,长毂则安”,就是说要依据利转和稳定原理,对不同用途的车辆,所选用车毂的尺寸也不同。
(8)要求轮子的直径要适中,因为太大,人们上下不便;太小,马拉起来吃力,像常在上坡一样。即所谓“轮已崇,则人不能登也;轮已庳,则于马终古登阤也”。按:用现代力学原理来解释这段话,如下图解:
图解:T为牵引力,P为车重,R为车轮半径,0为斜面与水平面的夹角。根据理论力学分析,T=psin0+Pcos0.式中第一T T项是牵引力中为克服重力所需的部分,第二项是牵引力中为克服滚动摩阻力所需的部分,它的大小与R成反比。当θ=0°时,T。=R P P
(9)对车轴要求材料质地好,坚固耐久,转动灵便,即所谓“轴有三理:一者以为微也,二者以为久也,三者以为利也”。
(10)必须及时选用坚实的木料,即所谓“斩三材,必以其时”等。
由此可见,制轮技术的要求是很严格的。其设计考虑得周全细密,又符合科学道理。尤其是其中第一项说的就是要使滚动摩擦阻力降到最低限度的问题,第三项说的就是根据合宜的参数装制辐条而使车轮的转动惯量达到最佳状态的问题,第八项说的就是滚动时的阻力和轮子的半径成反比的问题等。
现在,特别要提出的是《老子》的成书当早于《考工记》的成书。不少学者都确证《老子》成书于春秋晚期【31】,而笔者也撰文考论了《老子》成书于春秋晚期的新证【32】。闻人军先生经过细密的考证,证实了《考工记》成书于战国初期之前【33】。准此,是《老子》的作者老聃总结了春秋以前(包括春秋)车轮制造技术的实践经验,首先提出了“三十辐同一毂”的科学结论,在中国科技史上第一次明确提出根据合宜参数,而装制辐条使车轮的转动惯量(或转动惯力)达到最大限度的理论,而《考工记》的作者采用了老聃的科学理论。“三十辐同一毂”的科学理论是春秋时期科技进步的理论表现,也是老聃对中国科技史的重大贡献。
《老子》的“三十辐同一毂,当其无,有车之用也”,不仅是春秋时期进步的科技理论,而且也是春秋时期一种独特的哲学理论表述。
马克思说:“物质生活的生产方式制约着整个社会生活、政治生活和精神生活的过程。不是人们的意识决定人们的存在,相反,是人们的社会存在决定人们的意识。···我们判断这样一个变革的时代,也不能以它的意识为依据。相反,这个意识必须从物质生活的矛盾中,从社会生产力和社会生产关系之间的现存冲突中去解释。”【34】恩格斯说:“科学的发生和发展一开始就是由生产决定的。”【35】《老子》的“三十辐同一毂,当其无,有车之用也”等科技思想的产生是春秋时期至战国初期的社会条件所决定的。
春秋时期至战国初期,是我国社会由奴隶制向封建制过渡的转折时期。这个时期生产力的发展水平、阶级关系、社会政治经济制度都发生了显著的变化。当时,社会生产力有了很大的发展。比如:(1)当时农业发展较快。由于使用铁器和牛耕,劳动生产率大大提高,并能大规模兴修水利和开垦荒地。像楚国的芍陂大型蓄水灌溉工程,周围百里,“陂有五门,吐纳川流”(《水经注·肥水注》),可浇灌良田近万顷;吴国的沟通江淮的大型运河延及千余华里,不仅“通粮道”,还能灌溉农田等,都促进了农业的发展。(2)手工业迅速发展。突出标志就是冶铸业兴旺发达。当时已掌握了生铁冶铸诸种技术,已能炼出和使用中碳钢,已掌握了铸铁柔化术等。《考工记》记述了当时三十项手工业生产的设计规范、制造工艺等技术,手工业生产走向了专门化。
生产力的迅速发展,促进了自然科学诸领域的发展。比如在天文学方面,涌现出了一批天文学家(如鲁国梓慎、晋国卜偃、郑国裨灶、宋国子韦等),像甘德和石申测定了金星和木星会合周期的长度,并定火星的恒量周期为1.9年(应为1.88年),木星为1.2年(应为1.86年)。当时已使用四分历,其岁数是365.25日(比希腊伽利泼斯历早一百余年)。在数学方面,当时已掌握了分数、角度和标准量器容的计算等数学知识。医学方面已创造性地运用了四诊法(切脉、望气、闻声、问病)等。
以上生产力的发展和科学技术的进步,为春秋战国之际“百家争鸣”的学术盛况的形成创造了有利条件。也为《老子》“三十辐同一毂,当其无,有车之用也”等科技理论和哲学理论的产生或形成奠定了深刻的社会经济基础。所以说《老子》“三十辐同一毂··”等科技理论和哲学理论在春秋晚期出现绝不是偶然的。它的许多科技理论和哲学见解,都可以从当时的生产力发展状况和科学技术进步的盛状找到合乎逻辑的说明。比如《老子》多次言“天道”,指出“天道”运行有其自身的固有规律,它“不争而善胜,不言而善应,不召而自来”;“天网恢恢,疏而不失”。这些理论观点正是对当时天文、历法所取得的科学成就的抽象概括。又如《老子》多次谈水之道,谓“水善利万物而不争”、“天下莫柔弱于水,而攻坚强者莫之能胜”等,这是对当时大规模的水利建设实践经验在哲学上的表述。再如《老子》把“天地之间”比喻为“橐籥”(即鼓风皮囊或风箱),这是当时冶铸业普遍发展,世人对鼓风箱功用比较熟悉这一客观情况在老子思想意识中的一种形象反映。《老子》提倡“善摄生”和“长生久视”之道,这是建立在当时医学迅速发展,人们关于寿命延长有了实践经验和科学依据的基础之上的一种养生理论。《老子》还指出“善数者不用筹策”,这是对当时实用数学发展的一个侧面的反映等。
这里,要郑重论述的“三十辐同一毂··故有之以为利,无之以为用”一段,更是利用当时的科学技术的成果所作的哲学概括。
这一章段,老子从当时制车技术实践和制器、建筑宫室等技术实践,抽象出“无”和“有”两个方面相辅相成、对立统一的关系,并特别强调“无”的作用。王弼注这一章段云:“毂所以能统三十辐者,无也。以其无能受物之故,故能以实(应为‘寡’)统众也。木、埴、壁所以成三者,而皆以无为用也。言无者,有之所以为利,皆赖无以为用也。”据《三国志·钟会传·注》载:王弼往见裴徽,徽问弼曰:“夫无者,诚万物之所资也,而老子申之无已者何?”弼曰:“圣人体无,无又不可以训,故不说也。老子是有者也,故恒言无所不足。”从哲学角度来看,没有绝对之“无”。无疑王弼解释《老子》此段文字比较切合老子本义。
不过,还需要具体说明的是:老子在这里举了三个例子:车子的作用在于运货载人,器皿的作用在于盛物,宫室的作用在于居住。这里车子、器皿、宫室给人便利,所以说:“有之以为利。”但是,如果车子没有毂馆中空的地方可以转轴,就无法行驶;器皿如果没有中空的地方可以容量,就没有办法盛物;宫室如果没有四壁门窗中空的地方可以出入通明,就无法居住。由此可知中空的地方所彰显的巨大作用,所以说:“无之以为用。”老子对当时制车技术实践和制器、建筑宫室等技术实践作出的哲学概括——即抽象出“无”和“有”对立统一辩证关系,尤其强调“无”的作用,把“无”作为主要的对立面,这是他高于当时其他思想家的一种理论表现,也是老子对中国古代哲学辩证法的一种贡献。
综上所述,我的结论是:“三十辐同一毂”反映了春秋晚期以前我国制车设计的情况;《老子》的“三十辐同一毂,当其无,有车之用也”等情况的论述,正是它对春秋时期制车等技术实践的哲学理论概括;“三十辐同一毂”这一制车实践技术,恰恰是《老子》成书于春秋晚期的铁证之一。
【1】见《黄帝四经与黄老思想》第四章的第三节《帛书所证成书的时代》,黑龙江人民出版社1989年版。
【2】《墨子·非儒下》云:“古者羿作弓,仔作甲,奚仲作车,巧垂作舟。”《说文》云:“车,舆轮之总名。夏后时奚仲所造。”《玉篇·车部》云:“车,夏时奚仲造车。”
【3】《汉书·古今人表》把奚仲放在“帝禹夏后氏”时,认为奚仲是夏初人。但郑氏《六艺论》却云:“黄帝佐官有七人,奚仲造车。然则黄帝时自有奚仲,夏后氏之车正与之同名耳。”(引自王筠《说文句读》)谯周《古史考》云:“黄帝作车,引重致远,故号轩辕氏。”
【4】据新华社北京(1996年)12月17日电:“河南商代考古最近获得重大发现。在距今三千五百年前的偃师商城遗址东北部,不仅发掘了一段完整的商代早期城墙,还揭露出城墙外的城壕,城内的文化层和墓葬、陶窑、路土、排水沟等重要遗迹,其中车辙的发现,将我国用车的历史提早了二三百年。”
【5】分别见《铁云藏龟》七二·一和一六0三,抱残守缺斋石印本(1904年)。
【8】中国科学院考古研究所安阳发掘队《安阳殷墟孝民屯的两座车马坑》,《考古》1977年第1期。
【9】中国科学院考古所安阳发掘队《安阳新发现的殷代车马坑》,《考古》1972年第4期。
【10】中国社会科学院考古研究所安阳工作队《1969—1977年殷墟西区墓葬发掘报告》,《考古学报》1979年第1期。
【11】马德志等《1953年安阳大司空村发掘报告》,《考古学报》1955年第9期。
【13】《考古》1974年第5期所载北京房山琉璃河一号车马坑的材料,转引自许悼云《西周史》第三章《克殷与天命》,台湾联经出版事业公司1989年2月版。
【14】《文物》1977年第4期所载山东胶县西庵车马坑的材料,转引自许倬云《西周史》第三章《克殷与天命》。
【17】【18】指河南三门峡上村岭1051号车马坑1号车,见《上村岭虢国墓地》。
【19】【20】指河南三门峡上村岭1811号车马坑1号车,见《上村岭虢国墓地》。
【21】山西省考古研究所侯马工作站《山西侯马上马墓地3号车马坑发掘简报》,《文物》1988年第3期。
【22】见《淅川下寺春秋楚墓》,文物出版社1991年10月出版。参见《楚文化研究论集》(第1集)所载《谈楚车》,荆楚书社1987年1月第1版。
【23】见《辉县发掘报告》,科学出版社1956年版。参见《楚文化研究论集》(第1集)所载《谈楚车》,荆楚书社1987年1月第1版。
【24】见《湖北宜城罗岗车马坑》,《文物》1993年第12期。
【25】见《河南淮阳马鞍冢楚墓发掘简报》,《文物》1984年第10期。
【26】见《太原金胜村251号春秋大墓及车马坑发掘简报》,《文物》1989年第9期。
【27】郭沫若认为《考工记》成书于春秋末年,参见郭沫若《的年代与国别》,载《天地玄黄》,上海新文艺出版社1954年版;又见人民文学出版社1962年版《沫若文集》第十六卷附录。郭沫若在《十批判书》中又指出:“《考工记》毫无疑问是先秦古书。且看那开首的叙记里说到‘有虞氏上陶,夏后氏上匠,殷人上梓,周人上舆’,可知时已不属西周,而书亦非周人所作。又说到‘郑之刀,宋之斤,鲁之削,吴、越之剑,迁乎其地而弗能为良’;郑、宋、鲁、吴、越等国入战国以后都先后灭亡,其技艺亦早已‘迁乎其地’;可知这所说的还是春秋时代的情形。·.·据此我们尽可以断定:《考工记》是春秋年间的官书。”而闻人军认为《考工记》成书于战国前期(战国初年),见闻人军《成书年代新考》,载《考工记译注》附录第十一,上海古籍出版社1993年3月第1版。故笔者认为《考工记》当成书于“春秋晚期至战国初期之间”。
【28】古人认为车辐以三十根为规范条数。据目前所见考古资料,车辐条数在三十上下。三十辐以上者尚不多见,比如1950年末至1951年初发掘的河南辉县固围村战国中期魏国王族墓第1727号车马坑5号车辐数为34根,第1811号车马坑2号车辐数为44根等。见中国科学院考古研究所《辉县发掘报告》,1956年科学出版社。
【31】参看陈鼓应《老子注译及评介》中的《修订版序》等;詹剑峰《老子其人其书及其道论》的第一章《老子其人》、第二章《老子其书》,湖北人民出版社1982年9月第1版;李学勤《申论《老子》的年代》,载《道家文化研究》第六辑,上海古籍出版社1995年6月第1版;等等。
【32】见李水海《成书时代新证》,载《老子楚语考论》,陕西人民教育出版社1990年1月第1版。
【33】《成书年代新考》,载《考工记译注》附录第十一,上海古籍出版社1993年3月第1版。
【34】《〈政治经济学批判〉序言》,《马克思恩格斯选集》第2卷,人民出版社1972年5月第1版。
【35】《自然辩证法》,《马克思恩格斯选集》第3卷第523页,人民出版社1972年5月第1版。
说明:本文中的图例及有关理论力学滚动摩阻理论等自然科学知识,曾参考了闻人军先生的《考工记译注》,并曾向几个物理学专家、学者请教过,在此一并致谢!
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