“木牛流马”考
【作者简介】任乃宏，1963年生，河北省作家协会会员，高级工程师。
由于三国故事的家喻户晓、脍炙人口，中国民间破解“木牛流马之谜”的热情始终不减，不断有能工巧匠造出各擅胜场的“木牛流马”，轰动一时。遗憾的是，由于对制作“木牛流马”原理的认识始终未达一致，大家各执一词，聚讼纷纭，以至这一历史的真相至今难以裸露。作为一名历史爱好者，无意之中发现了“木牛流马”的核心秘密，当然不能“敝帚自珍”。故特做“木牛流马考”于下，以就教于大方之家。
一、《三国志》关于“木牛流马”的原始记载
研究“木牛流马”，只能从陈寿《三国志》的记载出发。
《三国志·卷三十三·后主传》：“（建兴）九年（231年）春二月，（诸葛）亮复出围祁山，始以木牛运。……十二年（234年）春二月，亮由斜谷出，始以流马运。秋八月，亮卒于渭滨。”
《三国志·卷三十五·诸葛亮传》：“（建兴）九年，亮复出祁山，以木牛运，粮尽退军，……十二年春，亮悉大众由斜谷出，以流马运，据武功·五丈原，与司马宣王对于渭南。亮每患粮不继，使己志不申，是以分兵屯田，为久驻之基。……亮性长于巧思，损益连弩、木牛、流马，皆出其意。”
南朝·宋·裴松之注：《（诸葛）亮集》载作木牛流马法曰：“木牛者，方腹曲头，一脚四足，头入领中，舌著於腹。载多而行少，宜可大用，不可小使；特行者数十里，群行者二十里也。曲者为牛头，双者为牛脚，横者为牛领，转者为牛足，覆者为牛背，方者为牛腹，垂者为牛舌，曲者为牛肋，刻者为牛齿，立者为牛角，细者为牛鞅，摄者为牛鞦轴。牛仰双辕，人行六尺，牛行四步。载一岁粮，日行二十里，而人不大劳。流马尺寸之数，肋长三尺五寸，广三寸，厚二寸二分，左右同。前轴孔分墨去头四寸，径中二寸。前脚孔分墨二寸，去前轴孔四寸五分，广一寸。前杠孔去前脚孔分墨二寸七分，孔长二寸，广一寸。后轴孔去前杠分墨一尺五分，大小与前同。后脚孔分墨去后轴孔三寸五分，大小与前同。后杠孔去后脚孔分墨二寸七分，后载剋去后杠孔分墨四寸五分。前杠长一尺八寸，广二寸，厚一寸五分。后杠与等版方囊二枚，厚八分，长二尺七寸，高一尺六寸五分，广一尺六寸，每枚受米二斛三斗。从上杠孔去肋下七寸，前后同。上杠孔去下杠孔分墨一尺三寸，孔长一寸五分，广七分，八孔同。前后四脚，广二寸，厚一寸五分。形制如象，靬长四寸，径面四寸三分。孔径中三脚杠，长二尺一寸，广一寸五分，厚一寸四分，同杠耳。”
此外，清·严可均所辑之《全上古三代秦汉三国六朝文·全三国文·卷六十二·蜀六》收录有蒲元的三篇辑文，其一为《与丞相诸葛亮牒》：“元等辄率雅意，作一木牛，廉仰双辕，人行六尺，牛行四步，人载一岁之粮也”。蒲元为丞相诸葛亮的西曹掾。
无疑，根据以上记载可以得出大家都会同意的如下结论：
1、“木牛”和“流马”的发明创意属于诸葛亮。
2、“木牛”和“流马”是两种运输工具；
3、“木牛”和“流马”被诸葛亮的军队用于运粮草，因此，“木牛”和“流马”肯定曾存于世间，绝对不是传说。
以上三点，就是我们展开进一步考证的基础。
至于对《诸葛亮集》所载之《作木牛流马法》词句的具体解读，之所以“仁者见仁、智者见智”，皆因未找到解读的“钥匙”，此处姑且不论。
二、历史上关于“木牛流马”的其他说法
1、祖冲之曾复原木牛流马
《南齐书·卷五十二·祖冲之传》有如下记载：“（祖冲之）以诸葛亮有木牛流马，乃造一器，不因风水，施机自运，不劳人力。”祖冲之（429—500年）与裴松之几乎同时，且南朝·宋、齐更迭并无大的战祸，理论上讲，祖冲之制造“木牛流马”应该也是以《诸葛亮集》的“作木牛流马法”为基础。遗憾的是，祖冲之造“木牛流马”的资料也没有流传下来。祖冲之是中国历史上难得的科技天才，除复原“木牛流马”外，还曾按古法制造过指南车。《南齐书·祖冲之传》：“冲之少稽古，有机思。……初，宋·武平·关中得姚兴指南车，有外形而无机巧，每行，使人于内转之。升明中，太祖辅政，使冲之追修古法。冲之改造铜机，圆转不穷，而司方如一，马均以来未有也。”
任按：祖冲之制造的指南车是一种运用齿轮原理的自动机械，且齿轮为铜质。结合“不因风水，施机自运，不劳人力”的说法，其复原之“木牛流马”似乎也应该是运用齿轮原理制造的一种省力机械。
2、宋·杨允恭的“木牛之制”
《宋史·卷三百九·杨允恭传》载：“杨允恭，汉州·绵竹人。……真宗即位（998年），改西京左藏库使。……俄知通利军，兼黄、御河发运使。会议减西鄙屯兵，以息转饷，召允恭与崇仪副使窦神宝、阁门祗候李允则驰往经度，图上郡县山川之形胜。允恭因建议曰：‘自环州入积石、抵灵武七日程。刍粟之运，其策有三。然以人以驴，其费颇烦，而所载数鲜。莫若用诸葛亮木牛之制，以小车发卒分铺运之。每一车四人挽之，旁设兵卫，加戈刃于其上，寇至则聚车于中，合士卒之力，御寇于外。’寻为议者所沮而止。”
任按：对杨允恭的说法必须给予足够的重视。首先，杨允恭说“木牛”实际上是一种“小车”；其次，“每一车四人挽之”，说明“木牛”前行的动力为人力，且需在前面拉。至于这种小车是“双轮”还是“四轮”，杨允恭没有说。
3、宋·高承的说法
宋·高承《事务纪原·小车》：“蜀相诸葛亮之出征，始造木牛、流马以运饷，盖巴蜀道阻，便于登陟故耳。木牛即今小车之有前辕者，流马即今独推者是。”
任按：高承的说法同样应该重视。因为它印证了杨允恭的“木牛”需要有人在前面拉，而且车辕是在前面。其次，提出了“流马”即独轮车的说法。
据《四库全书总目提要》载：“《事物纪原》十卷，明·正统间南昌·简敬所刊。前有敬序云：‘作者佚其姓名。’考赵希弁《读书附志》云：‘《事物纪原》十卷：高承撰。承，开封人。自博弈嬉戏之微，鱼虫飞走之类，无不考其所自来。双溪·项彬为之序。’”
4、宋·陈师道的说法
宋·陈师道（1053—1102年）《后山集》：“蜀中有小车，独推，载八石，前如牛头。又有大车，用四人推，载十石。盖木牛流马也。”
任按：陈师道与高承为同时代人，一个说（木牛）需要在前面拉，一个说需要在后面推。看来，到宋代，“木牛流马”究竟为何物，已经弄不太清了。不过，陈师道也说独轮车是“木牛、流马”的一种。
三、今人对“木牛流马”展开的研究
1、较早出版的《魏晋南北朝科技史之手工业技术》对“木牛流马”的概述
《蒲元别传》云：“蒲元为诸葛公西曹掾，孔明欲北伐，患粮运难致，元牒与孔明曰：‘元等推意作一木牛，兼摄两环，人行六尺，牛行四步，人载一岁之粮也。’”……自宋代至今，其中比较流行的观点认为它是适应于蜀道运输的一种独轮车。《宋史》卷三○九《杨允恭传》，宋·高承《事物纪原》，清·麟庆《河工器具图说》，今机械工程学家刘仙洲《中国古代农业机械发明史》，历史学家范文澜《中国通史简编》等大体上均持这一观点；陈从周先生等近年又对此说作了进一步阐述，认为木牛（小车）基本形态是：独轮、四足，装置有一个简单的车架，架长约4汉尺，宽近于3汉尺，车架后面有两个推手；前面系绳，可用人、畜拉曳。车架前方的上部安有一个牛头状装饰物。四足是分别用作上坡和下坡时安放小车，以防翻倒的。流马形制与此基本一致，只是没有前辕，且车身稍显细长。我们以为此说大体上是可信的。我国古代独轮车发明于西汉，故木牛流马应是对西汉独轮车的改进和发展。
任按：应引起重视的是“元等推意作一木牛，兼摄两环”。此“两环”为何物？这恐怕是揭露真相的一个关键。
2、李迪、冯立升《对木牛流马的探讨》
清华大学科学史与科技管理系教授、东亚科学技术与医学史学会终身荣誉会员李迪和古文献研究所教授冯立升在《对木牛流马的探讨》一文中仍持传统的独轮车观点，除补充了一些素材外，基本无甚新意。
3、曹励华、吴巧静破译《作木牛流马法》的努力
曹励华、吴巧静于2009年在《机械设计与研究》上连续发表了三篇关于“木牛流马”的论文，颇多创获。其主要观点为：
（1）木牛是一轮四脚，四脚支撑重物，一足控制转弯。木牛的四脚为双结构、双功能，轮式前行可随时变为四脚着地以实现制动；四条腿的轮式、步行功能，既可独立使用又可组合使用。在直线、平坦道路使用轮式前行；上坡使用牛奔式步行；下坡使用轮、步行交替以控制加速度；滑地、险地和雨天使用全轮全步行。
（2）流马是改进的木牛，以四轮取代四脚，以纵贯马腹、可前后抽动的“三脚杠”实现流马的制动与取消制动。“三脚杠”是流马上陡坡的保证。在上阶梯途中，流马随时停下，都会得到“三脚杠”反向支撑的保护而留在原地。“后载剋”实为平衡块，可以将流马重心移向后面，使流马满载时也可以轻松地翘起前轮转弯。此外，流马整体密度较低，可在水上漂流，是一种两栖运输工具。
任按：曹励华、吴巧静的努力虽然值得肯定，但通观其三篇论文，内在逻辑混乱：一是说“木牛”非“四轮车”，因为在当时的技术条件下“最关键的是它难以解决转弯的技术问题”；随后却又说“流马”以四轮取代了“木牛”的四脚，自相矛盾；二是按己意将《作木牛流马法》中的“一脚四足”改为“一足四脚”，说“木牛”是一个轮子四条腿；随后在说“流马”时，“四脚”又变成了四个轮子。在笔者看来：曹励华、吴巧静的贡献在于认识到了“三脚杠”另有它用。只不过这个“三脚杠”并非用于支撑，恰恰是控制“流马”转向和制动的操纵杆。
4、旅澳学者康弘对木牛流马提出的新解释
康弘认为，“木牛流马”是齿轮组传动的绞盘索道系统。蜀汉位于今四川，道路崎岖，多为盘山道，在直线距离并不远的山与山之间走盘山道即远且难，而架设绞盘和索道无疑是一种快捷便利的好办法。现在四川、云南的山区索道还是主要的交通工具。诸葛亮在六出祁山之前，曾南征孟获，对于广泛应用于云贵高原的索道应有所闻。按照它们的功能看，“木牛流马”应为具有可变速的伞齿轮组或蜗杆、涡轮传动的绞盘和索道。绞盘需稳固。故而制成牛形，以示其坚。索道上的挂斗需轻便快捷，故而制成马型，以示其捷。也有可能木牛为重型运输机械，既绞盘加索道，流马为轻型运输机械，既单纯的索道。此类结构只适于交通不便的山区，不适合于平原地区运输，所以不能普遍推广。
任按：康弘的研究自有其道理，但对文献中言之凿凿的“一脚四足”、“人行六尺，牛行四步”视而不见、避而不谈，毕竟说不过去。
5、古战场所在地留存至今的木牛流马传说
在陕西省·汉中市·勉县的黄沙镇，史料记载这里是诸葛亮当年造木牛流马的地方。诸葛亮“六出祁山”，有三次使用了“木牛、流马”。从这里出发，走过250公里的栈道，即可到达前线祁山·五丈原。当地的老人是这样描绘传说中的“木牛流马”的：“木头做的马头，再用其他零星的小块组成马身子，再组上马腿，肚子中间安上齿轮，木马后边有一个扳手，操作时一压走一步，再一压走一步。”可见，传说中的“木牛流马”是有齿轮的，而且似乎也运用了杠杆原理。
四、笔者发现的核心秘密和解读“钥匙”
在点校《马文操神道碑》的过程中，“诸葛亮之创铜牙，每多机巧”一句，拦住了笔者的去路。何谓铜牙？苦思数日后方悟：所谓“铜牙”者，乃铜制齿轮也。接下来的问题是：其一，“铜牙”指代的究为何物？其二：这种说法有没有根据？会不会只是贾纬（《马文操神道碑》的碑文作者）的随口一说？
对于第一个问题，只要稍微琢磨一下“亮性长于巧思，损益连弩、木牛、流马，皆出其意。”即可知“铜牙”指代的应该是“木牛流马”。而要回答第二个问题，就必须先了解一下贾纬其人。
据中华书局1975年版《旧唐书》出版说明载：“在具体编撰《旧唐书》时，出力最多的是张昭远、贾纬等人。但当《旧唐书》修成时，恰好是刘昫监修唐史，由他奏上，所以题‘刘昫撰’。”《旧五代史》卷一百三十一，有《贾纬传》如下：“贾纬，真定·获鹿人也。少苦学为文，唐末举进士不第，遇乱归河朔，本府累署参军、邑宰。……纬属文之外，勤于撰述，以唐代诸帝实录，自武宗已下，阙而不纪，乃采掇近代传闻之事，及诸家小说，第其年月，编为《唐年补录》，凡六十五卷，识者赏之。后晋·天福（936—941年）中，入为监察御史，改太常博士。纬常以史才自负，锐于编述，……明年春，敕修《唐史》，纬在籍中。……苏逢吉监修国史，以纬频投文字，甚知之，寻充史馆修撰，判馆事。乾祐（948—950年）中，受诏与王伸、窦俨修后汉·高祖实录，……广顺二年（952年）春，纬卒。……纬有集三十卷，目曰《草堂集》，并所撰《唐年补录》六十五卷，皆传于世。”可见，贾纬是一个严谨的史学家，是《旧唐书》的主要撰著者之一。此其一。查《旧唐书·经籍志》，存《诸葛亮集》二十四卷，《诸葛亮隐没五事》一卷（郭冲撰）。作为国家的史馆修撰，贾纬是可以看到而且也应该读过这些资料的。此其二。以“铜牙”指代“木牛流马”，显然因为“铜牙”是“木牛流马”的核心部分，而且是比前人高明的部分，否则何谈“巧思”？此其三。
至于“铜牙”在小车中所处的部位和所起的作用，在未见到更可靠的资料之前，只能合理想象。但是，笔者以为，“木牛流马”的真相之所以纠缠不清，最根本的一点就是被西方科技知识洗脑的现代知识分子对中国古代科技水平缺乏起码的信任和尊重，即使面对事实，也常常疑神疑鬼。譬如，“一脚四足，双者为牛脚，转者为牛足”已经清楚地告诉我们“木牛”是“有一条倒‘丫’形的支撑腿，四个轮子”的四轮车，我们偏偏不信！为什么不信呢？我们以为“三国时代不可能有如此高超的四轮车转向技术”。事实真的如此吗？当然不是！
据史料记载，远在公元前400—前200年的战国时代，中国古人就已开始使用齿轮，在山西·侯马铸铜遗址（距今2400多年）出土的青铜齿轮，是迄今已发现的最古老齿轮。而作为反映古代科学技术成就的指南车（最迟西汉已发明，利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向），就是以齿轮机构为核心的机械装置。可见，如果诸葛亮把齿轮机构应用于运粮车的转向和制动，并不需要跨越多么巨大的技术障碍。
只要克服了这一心理障碍，“木牛”的真相立即就真相大白，因为裴松之引用的诸葛亮《作木牛流马法》，本身就是一份很好的设计说明书：
方腹曲头——车厢是方的，牛头是弯曲的；
一脚四足——有一个倒“丫”形的支撑脚和四个轮子；
头入领中——弯曲的牛头伸入了前杠后面的车厢中（因为转向连杆在牛头内）；
舌著于腹——具有止行键功能的“牛舌头”设置在车厢内；
载多而行少，宜可大用，不可小使——载重量大，但行走慢，最好满载使用；
特行者数十里，群行者二十里也——单独一辆车，一天可以走数十里，多辆车一起走，一天只能走二十里（拉车的人力气大，可以走得快，但一群车一起走，整体速度就决定于最慢者。何况，也会有个别车出毛病的情况，只能等修好再走）；
曲者为牛头——小车正前（内藏转向连杆）的牛头是弯曲的；
双者为牛脚——支撑车厢重量的牛腿设计成倒“丫”字形（利用三角形的稳定性，在小车的尾部，小车上坡时重心后移、车厢上倾，牛腿及地支撑防止车翻）；
横者为牛领——车厢前部的横杠称为牛领；
转者为牛足——会转的轮子称为牛足；
覆者为牛背——车厢上部的盖板称为牛背；
方者为牛腹——盛放粮草的方车厢称为牛腹；
垂者为牛舌——言“垂”者，因其只能上、下行也。由此可知牛舌是止行插键，按下去后，既止进，也止退。其位置应在垂直于键槽的前轮轴的上方。
曲者为牛肋——应该是车厢四周的护栏；
刻者为牛齿——在前轮轴上刻有“齿条”（与转向齿轮机构配合用）；
立者为牛角——言“立”者，以其可“倒”也。由此可知，牛角是控制小车转向的操纵手柄，按倒左牛耳左转，按倒右牛耳右转；
细者为牛鞅——两辕之间有一条供驾辕者使用的牛肩带；
摄者为牛鞦轴——“摄”者，收拢也。可引申为前轮轴的某一个部位逐渐由粗变细（以便安装转向装置），因类似于拴“秋千”的轴，故言“鞦轴”；
牛仰双辕——小车前边两侧各设置一根向上微翘的车辕（使用蒲元的“廉仰双辕”更容易理解。廉：边，侧边。《仪礼·乡饮酒礼》：“设席于堂廉东上。”郑玄注：“侧边曰廉。”宋·苏轼《五月十日与吕仲甫等泛湖游北山》：“世人骛朝市，独向溪山廉。”）；
人行六尺，牛行四步——提示了车轮的大小。轮转一圈为一步，则车轮周长为一尺半，其直径约半尺；
载一岁粮，日行二十里，而人不大劳——每辆小车一次可装载一个人一年的口粮，一天行走二十华里，而人并不十分疲劳。
搞清了“木牛”，对于“流马”的形制就可约而言之了，因为，“流马”肯定是“木牛”的改进型。大致说来，“流马”与“木牛”的区别有以下几处：一是装粮食的方车厢改成了左右两个长方形的“集装箱”；二是改“木牛”的一条倒“丫”形支撑腿为前后各两条支撑腿（上下坡时都能防止车翻，故车快）；三是在小车后部增设了平衡块（后载剋），以便上坡时更容易翘动前轮；四是转向控制机构改为“三脚杠”；五是牛头改成了“象鼻子”。至于轮子是否由四轮改成了两轮或独轮，轮子是否有所增大，《作木牛流马法》中没有交待。笔者倾向于“流马”仍为四轮车。不过，既然范文澜、陈从周、李迪、冯立升等重量级专家一再坚持“流马”为独轮车，其智商也是不容“侮辱”的。因此，关于“流马”是否独轮车，笔者认为可先不忙下结论。
顺便说一下“木牛流马”的命名原则。在笔者看来，今人过于拘泥于“牛”和“马”的外形，甚至猜测“木牛流马”为仿生装备，实在是过于缺乏幽默感。毛泽东时代的手扶拖拉机叫“铁牛”，因为它能像牛一样犁地。诸葛亮把四轮车称作“木牛”，因为其载重量大，但走得慢，像牛一样；而称“流马”者，言其快也（与“木牛”相比），像马一样。仅此而已。
五、结语
笔者并非机械专家，对“木牛”齿轮转向机构及其运行方式的描述不够准确，甚至存在错误，在所难免。但是，采用了齿轮机构以控制转向的“木牛”，“前面有两个仰起的车辕，四个轮子，后部有一条倒‘丫’形支腿”这一形象则是毫无疑问的。至于“木牛”的双辕是否还兼有动力臂的职能以启动“木牛腹内”的杠杆机构，则只能付诸猜测了。而能否破解《蒲元别传》中提到的“双环”究为何物，将是最终解开“木牛之谜”的关键。
来源：作者投稿
