木牛流馬重現江湖

文‧陳雅玲　圖‧薛繼光

1996 11月

成大機械系教授顏鴻森，和學生所復原的第三代「木牛流馬」模型。壓克力的材質雖然缺乏古意，卻可以將連桿機檢視得極為透徹。（薛繼光）

三千一百多年前，希臘人為了奪回被特洛伊王子誘拐的美女海倫，發動了一場長達十年的戰爭。最後，希臘人假裝撤退，留下以一隻裝滿士兵的木馬，不知究裡的特洛伊人將牠拖入城中，這便是著名的「木馬屠城記」。

同樣的，中國在一千七百多年前，著名的軍事家諸葛亮也以木牛為計，與魏國打了幾場勝仗。不過他的木牛可厲害多了，不但會走，還有種種機關設計。近年，膾炙人口的「木牛流馬」，已經在兩岸「重現江湖」……。

孔明辭別後主劉阿斗，六出祈山，北伐曹魏，一心恢復中原，重拾漢家天下。無奈魏軍都督司馬懿高掛「免戰」牌，意圖讓遠來的蜀軍日久糧盡，無功而返。

正當蜀軍為軍糧煩愁，諸葛亮卻早已擬妥妙計。他召來隨軍匠作一千餘人，入地形隱密的葫蘆谷，製造「木牛流馬」。

「此物搬運糧草，甚是便利，既不飲水，又不吃料，可以晝夜運轉不停。」羽扇綸巾的諸葛亮，氣定神閒地秀出他的「秘密武器」。

部屬見了大喜，問：「從何而得？」

「世間萬物皆人之所制，我久觀天南地北車輛，思牛馬行走之原理，方悟出此圖。」……

中國兒童的夢幻玩具

三國的故事，最近隨著大陸連續劇「三國演義」在台播映，又漫天蓋地走紅起來。正如台大教授廖咸浩所形容的：電玩、漫畫、廣告、商業、政治各領域，「彷彿無三國不能成一家之言」。

其實老一輩中國人，尤其是男性，小時候幾乎都有坐在阿公身邊聽三國故事的經驗；孔明最後為攻打魏國，籌運糧草而發明的奇器「木牛流馬」，更曾讓許多的小男孩魂縈夢繫──「木牛流馬究竟是什麼東西？為什麼在它的屁股上拍三下，就會走路，把它的舌頭轉一下，就不能動？」

千古以來，對於這些疑問，許多人好奇一陣子，就丟到一邊去了；卻另有一些人，窮經皓首地找答案。

其中最主要的一派認為，木牛流馬就是獨輪車，並不是什麼了不起的奇器，《三國演義》中「木牛流馬皆造完備，宛如活著一般，上山下嶺，各盡其便」，「一隊神兵擁出，一個個手執旗劍，怪異之狀，驅駕木牛流馬如風擁而去」的描繪，不過是作者羅貫中穿鑿附會，添油加醋之筆。

像是《宋史》與《歷代名臣奏議》，就持這種看法；連精研中國科技史的英國李約瑟博士，也以《天工開物》中的單輪手車與之對照，來證明「木牛流馬」就是獨輪車。

大陸所製作的電視連續劇「三國演義」，編劇原本便是根據主流派說法，以獨輪車來呈現「木牛流馬」，但是導演不同意，認為與民間傳說不符，才重新製作四隻腳的木牛流馬道具。

他們所採的，正是另一派的看法──「木牛流馬」是一種能夠在四川崎嶇山區步行的機械，木牛其形，流馬其勢；否則諸葛亮寫的「作木牛流馬法」，就沒有必要說它「方腹曲頭，一腳四足」了。

羅貫中「三國演義的政治與謀略觀」一文中，也有「以木為獸，能使之活」的記載。李昉的《太平御覽》更將木牛流馬列於「巧部」而非「車部」。

天津三結義

光是爭辯無益，後一派人士更投入實際復原工作，來證明他們的論點。南北朝的祖沖之是第一個將木牛流馬復原成功的人。《南齊書•祖沖之傳》就說他「以諸葛亮有木牛流馬，乃造一器，不因風水，施機自運，不勞人力。」可惜祖沖之所復原之物，也沒有實物或圖形留下。

清朝民間有不少人嘗試復原，還曾做到初級階段，但都沒有留下資料。大陸橋樑專家李國豪，在初中時期就開始做木牛流馬，但一直沒有成功，後來成為國際知名的橋樑專家。直到十一年前，遠在烏魯木奇的新疆工學院講師王湔，終於以一座由三十三支連桿模擬真牛步態的模型，將諸葛亮的曠世奇器初步復原出來。

「木牛流馬可以說是世界上第一批成功使用的軍用機器人，是我們國家的國寶，我把它復原出來，要讓洋人知道中國科技的偉大，」王湔充滿了恢復民族尊嚴的使命感。

當時媒體向海外作了報導，在美國僑界學人間造成很大的轟動，許多朋友見了面，就彼此探詢「你知不知道木牛流馬復原了？」

一九八六年，王湔又做出第二代木牛流馬，三座放大成原吋的模型，並運到漢中，實地行走在當年諸葛亮運糧的古道上，吸引了外國學者、日本媒體注目。九一年，中影文化城舉辦了一場敦煌古代藝術及科學技術展，其中一座就運到台灣。

在台灣，也有一位對古代機械痴迷的學者──成大機械系教授顏鴻森。在美國讀書的時候，顏鴻森就明白東方人研究西方的東西，文化背景難深入，而決定未來的研究一定要與中國古科技有關。

大陸連續劇「三國演義」在台熱演，使得以道具復原的「木牛流馬」成為大眾好奇關注的對象。（本圖取材自「三國演義」劇集第七十四集，霖園國際有限公司提供）（本圖取材自「三國演義」劇集第七十四集，霖園國際有限公司提供）

一九九三年他到天津講學，經過天津大學教授查建中引介，認識了當時在北京打工的王湔。三個臭氣相投的「臭皮匠」一拍即合，決定在王湔的研究基礎上繼續改良諸葛亮的木牛流馬。司馬懿吃了仿冒大虧

「我從小就喜歡機械玩具，聽了木牛流馬的故事，就用紙板、木板開始做，中學時代就自己畫圖，大學讀了機械，仍然念念不忘復原木牛流馬，」王湔談到他四十年來復原木牛流馬的過程，主要是參考《諸葛亮集》的「作木牛流馬法」，以及南齊祖沖之留下的文獻資料。

一般人認為「做木牛流馬法」上的記載，不是「肋長三尺五寸」，就是「孔長一寸五分」……，對外型敘述雖詳，但腿部機構卻無著墨，是有意不傳軍事機密。

但王湔認為，這些敘述看似瑣碎，其實其中大有學問，蘊藏著豐富的古代科技信息，「有外型、尺寸、結構、功用。這篇文章我到現在還不能完全參透。」

他舉例，《三國演義》中，有關木牛流馬舌頭被轉，腳就不能動的敘述，「完全是真的，是木牛流馬畫龍點睛的部份。」王湔表示，諸葛亮在「做木牛流馬法」裡，講到「頭入領中，舌著於腹」，為什麼舌頭要與腹部相連？就是因為舌頭是控制四隻腳的機關。司馬懿當年也曾命人仿冒，卻不明白其中奧妙，才會將擄來的木牛流馬複製二千餘隻，學蜀軍拿來運糧，卻無法驅動，待蜀軍殺來，棄木牛流馬而逃，平白將萬餘石的糧食送給了諸葛亮。

「這也是為什麼木牛流馬後來失傳，因為它太高明了，沒有人敢造，造了也牽制不了。」王湔說，正史《三國志》沒有提到這一段，是因為作者陳壽是晉朝人，吃了諸葛亮木牛流馬大虧的司馬懿是當時皇帝的親爺爺，總要給他留點面子。

翻開《三國志》、《資治通鑑》等正史，雖然也有關於諸葛亮做木牛流馬的記載，但十分簡短，絲毫看不出神奇之處。

木人駕車，田馬插秧

《三國志蜀書後主傳》：「九年春二月，亮復出軍圍祈山，始以木牛運。」「十年，亮休士勸農於黃沙，做流馬木牛畢，教兵講武」等。在「諸葛亮傳」中，陳壽所寫的也不出此範圍，只多了一句：「亮性長於巧思，損益連弩，木牛流馬，皆出其意。」

《資治通鑑》中，提到的就更簡略了，只有：「諸葛亮勸農講武，做木牛流馬，運米集斜谷口。」

但是從《資治通鑑》中可以看到，在當時的戰爭中，使用的戰略十分爾虞我詐。諸葛亮攻打陳倉的那一次，以雲梯、衝車攻打郝昭。郝昭也不以兵寡而輕易投降，「以火箭逆射其梯」，將梯上蜀兵燒死；諸葛亮以土丸填城溝，要直接攀上城牆，郝昭就在城牆內再築一道牆；諸葛亮要挖地道入城，郝昭就在城內穿地橫截。

除了戰爭的時代背景，促使當時發明各種精巧的武器外，「木牛流馬也不是歷史上的偶然，它是一系列科技發明的其中之一。」王湔興致勃勃地說起中國機械史：在春秋時代，巧匠魯班替母親發明了一部木車馬，由木人駕駛，結果母親坐上，就再也回不來了。因此有魯班「巧亡其母」的故事。

「這個故事至少證明了在那個時代，我國的機械設計水準已經如此超前。」王湔說，再往前看，四千六百年前，黃帝蚩尤大戰，黃帝發明指南車，得以在大霧中指引方向，而大敗蚩尤。

在變導螺桿上有世界性突破研究成果的顏鴻森表示，中國在機械發展上，有許多領先世界的成就。像是滑輪、齒輪、滾柱軸承、鍊條等，都是中國最早使用的。在自動機械方面，漢朝的陳寶光之妻改良了提花織機、張衡發明了候風地動儀、蘇頌發明了水運儀象台，都遠遠超越西方。此外，北宋的蘇軾曾寫過一首詩「秧馬歌」，描述田中有一匹馬在自動插秧。「活生生的馬不會用腳插秧，這一定是人工機械，」顏鴻森認為秧馬歌中大有學問，是一個值得研究的好題目。

既然北宋可能出現自動插秧的機械馬，那麼，三國時代發明由人推而行走的木牛流馬，也就不是不可能的了。

挑戰「有憑無據」的神話

王湔復原木牛流馬，證實了這個傳說。「但坦白說，我還沒有完全復原成功，只能說有突破，跟諸葛亮的還差一截，」王湔表示，他的桿數太多，結構複雜，走得不輕鬆，載重能力也還不夠，「我用現代的方法，卻不如諸葛亮的簡單巧妙。」

長於實務的王湔，以基本的機械原理自己摸索，解決了很多難題，但要再改良，就需要以系統理論來分析。學理專精的顏鴻森正好可以與他互補，把已有的成果以電腦分析、改進，在台灣繼續發展第三代、第四代模型。

「我研究古科技純粹是個人的興趣。不是為經濟上的價值，也不是技術上的價值，而是文化的價值。許多老祖宗的發明，都是『有憑無據』，也就是有記載，但沒有實物或圖形流傳。將這種東西復原出來，最有挑戰性。」顏鴻森說。

（左至右）史前黃帝的指南車、戰國魯班的木車馬，及三國諸葛亮的木牛流馬，是中國機械史上一系列震古爍今的發明。（中、右圖實物為王湔所復原，右圖為劉昭民提供）（中、右圖實物為王湔所復原，右圖為劉昭民提供）

他的興趣得到台灣麗偉機械公司董事長張堅浚和俊銘基金會李克讓教授的支持，並提供研發經費，讓他可以在沒有交差的壓力下，天馬行空地去做。在成大，顏鴻森一年收一個研究生，持續性地做這方面的研究。讓它特技表演？

學生不能像王湔，憑直覺做。為了研究真牛的步態，還去拍V8，分析牛在各階段運動的特性、著地瞬間前後腳離地高度、足部軌跡，比較真牛與木牛流馬模型在步態上的差異。

研究發現，王湔的原型機，越野跨步能力還不夠理想，著地時帶給機架的衝擊太大，後退動作也無法順利完成。尤其是單側同步的步態，與真牛不符，容易傾倒。這些缺點都可以在改變各桿尺寸下，獲得很大幅度的改善。

「我們現在做木牛流馬，已經脫離復原的層次，而希望運用現代科技，讓它更上一層樓。現在慢走，將來要做到能跑、跳，甚至蹲下、轉身，研究怎麼樣功能會最強──抬腳最高、用最小的動力就可以爬坡、坡面斜度最小就可以自動往下跑。光是做這些就沒完沒了了，」顏鴻森說。

目前他帶學生做出來的改良模型，已經不需要人扶持即可平衡，放在斜坡上，可以自己跑下，而不會翻覆。連續劇「三國演義」中，只要打三下牛的「尊臀」就可以讓它走路，此段情節是根據《三國志平話》而來。對此，王湔甚表不贊同，「木牛流馬是靠人推為動力，它不會自己行走。」但顏鴻森的改良，卻呼應了古代小說的「想像」，倒是十分有趣的發展。

跟著顏鴻森「做牛做馬」的成大機械研究所學生邱正平表示，國中看《三國演義》時，特別對木牛流馬感興趣。後來發現老師研究室有一座木牛流馬模型，就選定這個研究主題。他認為這是一個很好的題目：一般機械論文做得太複雜，太理論，無法得到實際的經驗。這個題目不需要太多研究經費，又可以把理論與實務結合，挑戰性與成就感都高。

諸葛亮是「外星人」？

對於去年獲選「李遠哲傑出人才基金會──傑出人才講座」的顏鴻森埋首「做牛做馬」，學界有人不以為然，認為古時候的東西，已經過去了，何必浪費時間去研究？但顏鴻森的看法不同，「如果往前看不到，何不向後看？說不定可以溫故知新，有所發現。」

他指出，現在工業界使用的「機器人」不是很好的設計，控制的零組件一大堆，又是電腦，又是馬達的，動輒數百萬元，卻只能做一個很簡單的動作。但是如果以類似木牛流馬的機械取代，第一，成本遠低於電腦，只是一組桿件，第二，可靠性高，不易故障，可說優點多多。

事實上，步行機器並不是老掉牙的玩意兒。在美、日等國，也投入很多人力和經費在研究。例如要登陸火星，星球表面崎嶇不平，過去使用的月球車以輪子行走，就無法克服這類的障礙。如果能發明類似木牛流馬這樣純粹以機構、桿件設計的步行機器，就可以派上外太空了。電影《星際大戰第二集》中，滿地冰雪的外星上，就有一隻會走的機械象。

除了登陸外太空星球，步行機械還可能用在義肢的改良上。現在日本新力公司任職的林文祥指出，過去他在東京工業大學念研究所的時候，有老師及同學作步行機械的研究，目的是幫助殘障者行動更便利。因為殘障人士現在多靠輪椅行走，但輪椅只能在平坦的路面使用，無法上下樓梯。要跨越樓梯這類的障礙，一定要靠兩隻腳或四隻腳的步行機械。現在的機器人都是靠馬達來驅動行走，如果能將機械結構設計得更巧妙，就能以最小的動力來做到理想的步行動作。

只是這個道理雖然簡單，但實際的研究結果離理想卻還有段距離。因此，若是木牛流馬能跑、跳、蹲，利用相同的原理，未來肢障者不需要再坐輪椅，就可以擁有和平常人極為接近的活動能力了。

再回過頭來看，「一千七百多年前木牛流馬技術之高，以現代的眼光來看，都覺得深奧難望其項背。我們的結論是，諸葛亮是外星人，」邱正平笑著說。

預示未來

無獨有偶，西方十五世紀文藝復興時期的藝術家、科學家達文西，也被後人說是「外星人」。

諸葛亮「上通天文、下知地理」，軍事、文學一把罩；達文西也是除了藝術成就外，對數學、光學、力學、解剖生理學、動物學、植物學、古生物學都有深入研究。他曾設計出多項飛行載具的構圖，其中包括現代直昇機的基本概念。他還能設計機關砲、戰艦和機動裝甲車。《大美百科全書》說他：「遠遠超出了他所處的時代，在許多方面預示著近代文化的科學態度和成就。」

顏鴻森說的耐人尋味：「當科技發展走到盡頭，看到前面一片白茫茫，不知繼續下去可以走向何處的時候，不妨往回看，或許可以得到啟發。」

而往回看到的，可能正是達文西、諸葛亮等科技先知所預示的未來。