诸葛亮发明的木牛流马工作原理

读过《三国演义》的人，大概对诸葛亮造木牛流马之事印象颇深。在书中第102回“占北原渭桥 诸葛亮造木牛流马”中说木牛流马搬运粮米，甚是便利。

“牛马皆不水食，可以转运，昼夜不绝”。如此先进的运输工具并非凭空杜撰，史书上早有明言。《三国志·诸葛亮传》载“(建兴)九年，亮复出祁山，以木牛运……十二年春，亮悉大众由斜谷出，以流马运。”《诸葛亮集》中还载有做木牛、流马之法。两书的材料相印证，可知并非妄言。

，由于古代没有留下任何实物与图形，后人无法复制，加之《三国演义》的润色，更使它添上了神秘色彩。长期以来，人们对木牛流马的解释莫衷一是， 即使是最原始的材料也给人们带来了疑惑，尤其是《诸葛亮集》中记载的关于木牛的说法很容易使人把木牛流马想象成木制的牛马，而且是一种能够不断给予一定动力的、能够连续工作的。但在一千七百年前的三国时期能否达到这样的水平，没有明确记载。于是，又引出了不同的猜想。

木牛流马原理

一、木牛流马是单轮木板车论

其中一种说法是单轮木板车，是一种山路用的带有摆动货箱的运送颗粒货物的木制人力步行机。

设想有一离地三尺、长四尺、高六寸的水平木条，木条左端削成车把形，右端有品字形的三个孔。再设想这样的两条木条被布置成人力车的左右两辕。再设想 在两个品字形的顶孔间插有一条三尺长的轴，在品字形的下面的两个孔中各用小轴铰装着一条可以沿该小轴摆动的、另一端顶地的木柱，这个有四条腿的人力车就是木牛。

流马是一个向上开口的，左右侧壁近上缘的垂直中心线上各有一个孔的木箱。木牛的那根三尺长的轴就穿过流马的这两个孔，流马可以在该轴上前后幌动。为了不使箱中粟、米之类的载荷左右移动，有一块纵向隔板把箱一隔为二，而且粮食是先装入布袋再装入箱中的。

当木牛叉开前后腿时随时可以停在坡地上。叉开度由在该四尺长的车辕上的限位钉限制。把车辕的把手一面拉前一面下压，品字顶孔就移向品字左孔之上，即 重心移到前腿上，此时品字右孔被撬高，即后腿不受力并被凌空提起，在重力作用下或流马上的梢钉推动下向前腿靠拢。当重心移出品字左孔时，木牛已向前移动了半步，再向前就要颠覆了，此时可把手把迅速向上拉起并向前拉，使品字顶孔向后移至品字右孔之上使重心落在后腿上，前拉的结果是使后腿叉开，前腿被流马 上的销钉推向前。木牛就这样走完余下的半步。

流马在木牛的上下动作下会像打踿跹那样产生前后摆动，何时把手把拉上、压下和拉前要和流马的摆动频率配合，所以操作须要有一定的技巧和经验。只 要使流马保持稳定的摇摆，对操作者来说肯定最省力。当木牛流马在直路上下坡时，可以完全自动化。此时可以利用装在流马上的梢钉抬起和压下水平木条和前、后腿。

《三国志·后主传》记载“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。”

《南齐书·祖冲之传》记载“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。”

宋代高承《事物纪原》记载“小车蜀相诸葛亮之出征，始造木牛流马以运饷，盖巴蜀道阻，便于登涉故耳。木牛即今小车之有前辕者；流马即今独推者。”

宋代陈师道《后山丛谈》记载“蜀中有小车独推，载人石，前如牛头。又有大车用四人推，载十石，盖木牛流马也。”

《宋史》记载杨允恭曾向宋真宗建议“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，旁设卫兵，加戈刃于其上，寇至，则聚车子中，合士卒之御寇于外。”

二、木牛流马是四轮车

高承《事物纪原》卷八说 (诸葛亮始造)木牛， 即今小车之有前辕者；流马即今独推者，民间谓之江州车子，这在《诸葛亮集》、《资治通鉴》里也有些根据，范文澜明确提出這个观点，其确凿佐证是羊子山二号汉墓出土的骈车画像砖， 其右下角有人推独轮小车的形象，木牛流马的称呼来历，因为独轮车不用牛马，这正如今人把拖拉机叫做铁牛、叫电驴子一样，但这两种解释也有欠妥之处独轮车、四轮车机械原理十分简单，何劳“长於巧思”的诸葛亮亲自制作？而且独轮车早在2000多年前就有了， 诸葛亮沿用了这种独轮车， 还值得史书上大书一笔吗？

三、木牛流马是奇异的自动机械

此说以《南齐书·祖冲之传》、《太平御览》、《辞源》等为代表， 其主要内容是三国时代， 运用齿轮原理制作机械，己屡见不鲜，东汉时毕岚作翻车是利用齿轮转动来汲水的一种装备，三国时韩暨又制造水排，利用水力驱动水轮来灌水。

《南史·祖冲之传》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，可知祖冲之是亲眼见过木牛流马的，又因木牛流马的启发，他便创造一种机械运行的工具，比木牛流马更胜一筹，由此可知，木牛流马一定是利用齿轮原理来制作， 否则祖冲之不会有兴趣拿它来作参考和对比，可惜的是此论缺乏确凿的论据和实形。

关于诸葛亮的木牛流马是怎么制造的，木牛流马的工作原理至今还未可知，但来我认为诸葛亮利用齿轮原理制造木牛流马的可能性较大，但缺乏实际证据，只能仁者见仁智者见智了。