記載
司里車又有“記里車”、“記里鼓車”、“大章車”等別名。有關它的文字記載最早見於《晉書·輿服志》:“記里鼓車,駕四。形制如司南。其中有木人執槌向鼓,行一里則打一槌。”晉人崔豹所著的《古今注》中亦有類似的記述。因此,記里鼓車在晉或晉以前即已發明了。
第一個在史書中留下姓名的記里鼓車機械專家,是三國時代的馬鈞。馬鈞,字德衡,三國時曹魏人,是當時聞名的機械大師。他不僅製造了指南車、記里鼓車,而且改進了綾機,提高織造速度;創製翻車(即龍骨水車);設計並製造了以水力驅動大型歌舞木偶樂隊的機械等,可惜,他的生卒年並無詳盡記載,只知道他當過小官吏,並因不擅辭令,一生並不得志。
到宋代,盧道隆於1027年製成記里鼓車,以及吳德仁於1107年同時製成指南車和記里鼓車的詳情,則被記載於《宋史·輿服志》中。417年,劉裕率軍打敗晉軍,將繳獲的記里鼓車、指南車等運回建康(南京)。後宋太祖平定三秦時又將其繳獲。宋仁宗天聖五年(1027年),內侍盧道隆又造記里鼓車。後來吳德仁又重新設計製造了一種新的記里鼓車。吳德仁簡化了前人的設計,所制記里鼓車,減少了一對用於擊鐲的齒輪,使記里鼓車向前走一里時,木人同時擊鼓擊鉦。
《宋史·輿服志》對記里鼓車的外形構造也有較詳細的記述:“記里鼓車一名大章車。赤質,四面畫花鳥,重台勻欄鏤拱。行一里則上層木人擊鼓,十里則次層木人擊鐲。一轅,鳳首,駕四馬。駕士舊十八人。太宗雍熙四年(公元987年)增為三十人。”由上述文字可知記里鼓車的外形十分精美,充分顯示出當時手工技藝的高超水平。
原理
司里車的基本原理和指南車相同,也是利用齒輪機構的差動關係。當年,張衡製造的記里鼓車可惜沒有較詳細的記載,東漢以後,有關記里鼓車的記載雖然有些零星的字句,但都太簡略。到北宋時的記里鼓車製造方法更有改進,《宋史·輿服志》記載比較詳細,大體說記里鼓車外形是獨轅雙輪,車箱內有立輪、大小平輪、銅鏇風輪等,輪周各出齒若干,“凡用大小輪八,合二百八十五齒,遞相鉤鎖,犬牙相制,周而復始。”記里車行一里路,車上木人擊鼓,行十里路,車上木人擊鐲。總之,指南車和記里鼓車的形狀雖然在歷代製造時都有些改進,但它的差動齒輪原理可以肯定在1800多年前已經被張衡所套用了。記里鼓車的記程功能是由齒輪系完成的。車中有一套減速齒輪系,始終與車輪同時轉動,其最末一隻齒輪軸在車行一里時正好迴轉一周,車子上層的木人受凸輪牽動,由繩索拉起木人右臂擊鼓一次,以示里程。至於“十里擊鐲”的記程
司里車的基本原理和指南車相同,也是利用齒輪機構的差動關係。當年,張衡製造的記里鼓車可惜沒有較詳細的記載,東漢以後,有關記里鼓車的記載雖然有些零星的字句,但都太簡略。到北宋時的記里鼓車製造方法更有改進,《宋史·輿服志》記載比較詳細,大體說記里鼓車外形是獨轅雙輪,車箱內有立輪、大小平輪、銅鏇風輪等,輪周各出齒若干,“凡用大小輪八,合二百八十五齒,遞相鉤鎖,犬牙相制,周而復始。”記里車行一里路,車上木人擊鼓,行十里路,車上木人擊鐲。總之,指南車和記里鼓車的形狀雖然在歷代製造時都有些改進,但它的差動齒輪原理可以肯定在1800多年前已經被張衡所套用了。記里鼓車的記程功能是由齒輪系統完成的。車中有一套減速齒輪系統,始終與車輪同時轉動,其最末一隻齒輪軸在車行一里時正好迴轉一周,車子上層的木人車上木人受凸輪牽動,由繩索拉起木人右臂擊鼓一次,以示里程。至於“十里擊鐲”的記程,這一原理與現代汽車上的里程表的原理相同。記里鼓車的創造是近代里程表、減速器發明的先驅,是科學技術史上的一項重要貢獻。
【結構】
根據晉代崔豹所著的《古今注》上的記載,晉安帝時(公元397--414年)劉裕滅秦得到記里鼓車。《晉書·輿服志》和《宋書·禮志》也有記述。此後,在《南齊書》、《隋書》、《唐書》、《宋史》和《金史》等典籍中,都有記里鼓車的記載。《元史》沒有提到,而元代的楊維楨有一篇《記里鼓車賦》,說明“木鐫象以正立,手潛奮以有持。列鼓鐲於上下,各叩擊以司時。”說明元代人對於記里鼓車的構造還是很清楚的。
典籍中,記載最為詳盡的是《宋史·輿服志》。這部書記載著,一是仁宗天聖五年(公元1027年)內傳盧道隆,把記里鼓車的設計送給宮廷,並且仔細敘述了記里鼓車的構造、原理和尺寸;一是大觀年間(公元1107--1110年)吳德仁再造記里鼓車。
歷代關於記里鼓車的記載是有差別的。其中最大的差異就是,除了下文所說的形式以外,還有一種詞層制的記里鼓車,它的報告裡程的部分分上下兩層:下層設鼓,上層設鐲;車子行進一里,下層木偶擊彰一次,車子行進十里,上層木偶擊鐲一次。
科技史學家王振鐸先生根據《宋史》的記載和張蔭麟的齒輪系的排列,經過研究,製得記里鼓車的復原的模型。這個模型現在陳列於北京中國歷史博物館內。
為什麼記里鼓車能夠報告裡程數呢?
記里鼓車的機構是這樣的
車輪(H)的圓周長1丈8尺。車輪轉一圈,則車行1丈8尺。古時以6尺為一步,則車輪轉一圈車行3步。
立輪(齒輪G)附於左車輪,並與下平輪(齒輪 F)相吻合。立輪齒數為18,而下平輪齒數為54,所以前者轉一圈,後者才轉1/3圈。
銅鏇風輪(K)與下平輪裝在同一貫心豎軸(c)之上,並與中立平輪(E)相吻合。銅鏇風輪的齒數為3,而中立平輪的齒數為100;所以前者轉一圈,後者才轉3/100圈。
小輪(L)與中立平輪裝在同一貫心豎軸(B)之上,並與上平輪(D)相吻合。小輪齒數為10,而上平輪齒數為100,所以前者轉一圈,後者才轉1/10圈。
車行一里(即為百步)車輪和立輪都轉100圈,下平輪和銅鏇風輪才轉100/3圈,中立平輪(E)才轉3/100×100/3—1圈。而上平輪才轉1/10圈。也就是說,行車一里,豎軸B才轉一圈;行車十里,豎軸A才轉一圈。而在這兩個豎軸上,還各附裝一個撥子。因此;行車一里,豎軸B上的撥子便撥動上層木偶擊鼓一次;行車十里,豎軸A上的另一撥子便撥動下層木偶擊鼓一次。
失傳
記里鼓車的用途很狹窄,從《宋書·禮志》、《舊唐書·輿服志》、《唐書·車服志》和《金史·儀衛志》等文獻材料來看,它只是皇帝出行時“大駕鹵簿”中必不可少的儀仗之一,沒有實際的用途。其次,是比較笨重。攜帶和使用不便,無益於世。故一經戰亂,其器失傳不存。至元代,此車已不見於鹵簿,明清以降未聞有傳其制者,此車遂絕跡於人間。