中國古代機器人
隨著科學技術的迅速發展,近年來機器人的應用越來越廣。早在中國古代,不少古籍中即有機器人的記載,姑且都稱之為古代機器人。所謂古代機器人,指的是在計算機發明之前,模擬人動作的機器(其外形不一定是人形) 、以及模仿某種動物動作的機器,因其複雜的程度並不亞於模仿人,所以也歸入古代機器人範疇。
古籍中有關古代機器人的記載有卅餘種之多,其中最早關於中國古代機器人的記載,見於戰國時列禦寇所著的《列子》,此外還有《西京雜記》、《傅子》、《晉書》、《鄴中記》、《晉陽秋輯本》、《搜神後記》、《魏書》、《唐類函卷》、《封氏聞見記》、《朝野僉載》、《焦氏說 》、《北史》、《快史拾遺》、《維西見聞紀》、《噴飯集》、《掖庭記》、《事物紀原》、《新儀象法要》、《記篡淵海》、《全唐文卷》、《獨異志》、《夢溪筆談》、《紀聞》、《輟耕錄》、《古跡類編》、《元史》、《新元史》、《明史》、《明實錄》、《歧梅瑣談集》、《古今圖書集成》等。
除上述古籍外,可能還有其它記載,如有人著文認為三國時諸葛亮所做的木牛流馬、東漢時張衡所做的地動儀也是古代機器人,因看法各不相同,本文不予收錄。而有些古籍關於古代機器人的記述可能不止一處,例如《朝野僉載》上,就有四處記有古代機器人。這樣看來,有關古代機器人的記載還是相當多的。
在眾多記有古代機器人的古籍中,《列子》是最早的,其中的「湯問篇」中描述有一個能歌善舞的古代機器人的生動故事。原意說西周時國王周穆王向西巡視,到現甘肅之弇山後,返國途中,遇到能工巧匠偃師前來獻藝說:「造了個東西,讓大王觀之」,穆王命他拿過來,第二天穆王召見時,偃師帶了個人同去,穆王問同來的是何人? 偃師說:「臣之所造能倡者」(倡者即歌舞伎) 。周穆王驚訝地看到「倡者」疾走慢步、抬頭彎腰,如真人一般。碰碰它的下巴「則歌合律」:抬抬它的手「則舞應節,千變萬化,惟意所適。」穆王以為是個真人,即叫姬妃們來看。「倡者」在表演將結束時,竟對穆王的嬪妃眨著眼睛挑逗、引誘,穆王大怒, 立刻要殺偃師。偃師害怕極了, 馬上將「倡者」拆開後請穆王看,原來都是些「革、木、膠、漆、白、黑、丹、青之所為」。「內則肝膽、心肺、脾腎、腸胃,外則筋骨、支節、皮毛、齒髮,皆假物也,而無不畢具者」。將它們合起來又成原樣。穆王「試廢其心,則口不能言;廢其肝,則目不能視;廢其腎,則足不能步。」穆王這才高興起來... ...
這段記載十分重要,也很生動,所記古代機器人的特點可概括為三:
其一,文中的古代機器人故事很早。周穆王當政時約是公元前九或十世紀,迄今三千年左右。
其二,文中所記古代機器人的水平極高,不但能歌舞合乎節律,還能對周穆王的嬪妃眉目傳情,完全是個智能機器人。
其三,文中所記的古代機器人形象逼真,且是個「帥哥」,使看到的人都信以為真。
但是水平這樣高、形象如此逼真的古代機器人,即使在幾千年後的今天,也很難造出來。
綜觀古籍所記中國古代機器人的功用,可以概括為四種用途:
(1) 用於殺傷敵人:有部分古代機器人用於殺傷敵人,如明代焦周著的《焦氏說》中記述:「近有發陸遜(三國時東吳的都督)墓者,叢箭出。又聞某墓,木人運劍殺人。」在《史記》、《山海經》及趙無聲的《快史拾遺》等書中,也有類似的記載。
(2) 用於捕捉野獸:例如宋代沈括著的《夢溪筆談》卷七中,記載了用古代機器人捕捉老鼠:「慶歷中(1041~1048)有一術士,姓李,多巧思。嘗木刻一舞鍾馗,高二三尺。右手持鐵簡(一種兵器) ,以香餌置鍾馗左手中。鼠緣手取食,則左手扼鼠,右手用簡斃之。」
在清代湯球著的《晉陽秋輯本》中,記述了衡陽入區純,做成木室迎賓客。還用機器人捕鼠的情況,「衡陽區純者,甚有巧思。造作木室,作一婦人居其中。人扣其戶,婦人開戶而出,當戶再拜。還入戶內,閉戶。又作鼠市於中,四方丈餘。開有四門,門中有一木人。縱四五鼠於中,欲出門,木人輒以椎椎之(「椎」為錘狀兵器) ,門門如此,鼠不得出」。關於捕鼠之事,東晉大詩人陶淵明所作《搜神後記》一書中,也有記載。
還有用古代機器人捕捉更加兇猛的野獸的記載,如餘慶遠在《維西見聞紀》中,記載了用機器人捕捉虎豹:「地駑,穴地置數弩,張弦控矢,縛羊弩下,線系弩機,絆於羊身。虎豹至,下爪攫羊。線動機發。矢悉中虎豹胸,行不數武皆斃。」文中的弩,指機械控制發射的弓,矢即是箭。
(3) 用於表演:古籍中這類記載比較多,出現也最早,例如上述《列子》所記最早的古代機器人就是為此目的。
西晉時傅玄著的《傅子》中,記述有三國時馬鈞做機器人能夠「擊鼓吹簫」、「出入自在」。「有上百戲者,能設而不能動。帝(指魏明帝,即曹丕之子、曹操之孫曹睿,公元三世紀人)以問先生(指馬鈞) 。『可動否?』鈞曰:『可動。』帝曰:『其巧可益否?』對曰:『可益』。受詔作之。以大木雕構,使形若輪。平地旋之,潛以水發焉,設歌樂舞象,至令人擊鼓吹簫。作山嶽,使木人跳丸、擲劍、緣緪(指粗繩索)倒立,出入自在。百官行署,舂磨鬥雞,變巧百端。」非常巧妙。
在唐代張鷟所著《朝野僉載》中,記載了洛州縣令殷文亮,命人刻木製機器人,可以「歌唱吹笙」,「此亦莫測其神妙也」。而在唐代封演所著《封氏聞見記》卷下中,記述所制古代機器人,可以表現尉遲恭及楚漢相爭中項羽與劉邦的形象。
(4) 用於其它目的:古代機器人還可用於其他目的。如《朝野僉載》中,記述了楊務廉製造的木僧,可以發出聲音,向人乞討,「將作大匠楊務廉甚有巧思,嘗於沁州市內刻木作僧。手執一碗,能自行乞。碗中錢滿,關鍵忽發,自然作聲云:『佈施』。市人競觀。欲其作聲,施者日盈數千。」
在明末姜准著《歧海瑣談集》卷七中,記述了黃子復作了個木人,可以給客人端茶送酒;還刻木犬會咬住客人的衣服,挽留來客,「山人黃子復,擅巧思,制為木偶,運動以機,無異生人。嘗刻美女,手捧茶橐(茶壺) ,自能移步供客。客舉觴啜茗,即立以待; 返於觴,即轉其身,仍內向而入。又刻為小者,置諸席上,以次傳觴。其行止上視甌之舉否,周旋向背,不須人力。其制一同於犬。刻木為犬,冒以真皮,口自開合,牙端攢聚小針。銜人衣裔,掛齒不脫,無異於真。」
中國古代機械運動的原動力通常來源於人力、畜力、風力、水力以及熱力。但畜力、風力、熱力及人力中的重力不適用於古代機器人,人力中的摩擦力也不大用於古代機器人。因此,古代機器人的原動力主要來源於人力中的彈力以及水力,在這方面,古藉多有記載。還有些古代機器人記載中的原動力無法確定。
(1) 應用彈力:前述《維西見聞紀》中用弩張弦放箭,射殺虎豹;在《焦氏說》中,述有古墓叢箭射出,顯然都是利用了弓箭的彈力。這類記載,在《史記》、《水經注》等著作中也都有。
(2) 應用水力:在前述《傅子》中所記馬鈞做的能歌善舞的古代機器人,明確說是「以水發焉」。這一記載,宋代高承的《事物紀原》中也證實:「水戲,典略曰:魏明帝使博士(指馬鈞)作水轉百戲。巨獸,魚龍曼延,美馬列騎,備如漢西京故事。」另在《新元史》中所記古代機器人也說是「引水激之」。中國歷史博物館根據蘇頌所著的《新儀象法要》,復原製作的水運儀象台上報時報刻的機器人,即是利用水力通過齒輪傳動來驅動的。
(3) 原動力不易斷定:另外有些記載,如宋代潘自牧著《記纂淵海》八十四卷中,記載了北齊所做的古代機器人,可以在船上向人獻酒,「北齊有沙門靈昭,有巧思。武成帝令於山亭造流杯池船。每至帝前,引手取杯,船即自往。上有木小兒撫掌。遂與絲竹(指音樂聲)相應。飲訖放杯,便有木人刺還。飲若不盡,船終不去。」
《朝野僉載》中還記載了一種古代機器水獺,可以在水下做很多動作,「梆州刺史王琚刻木為獺,沉於水中,取魚,引首而出。蓋獺口中安餌,為轉關。以石(指重物)縋之則沉。魚取其餌,關即發。口合則銜魚. 石發則浮出。」
這些記載都很有趣,也很神奇,但它的動力在古代都很難實現。因為這些古代機器人的工作環境特殊,又是連續動作。所以對其記載的真實性就增添了疑惑。
中國古代機器人的程序桉古籍記載可分為固定的和可變的。
(1) 固定程序的古代機器人
有不少古代機器人的程序是固定的。《明實錄》記載明代司天監所制的水晶宮刻漏,上有二個木偶人,能按時自擊鉦鼓,可惜的是,這個刻漏被明太祖朱元璋下令擊碎,「洪武元年冬十月甲午,司天監進元主所制水晶宮刻漏,備極機巧。中設二木偶人,能按時自擊鉦鼓。上覽之,謂侍臣曰:廢萬幾之務而用心於此,所謂作無益害有益也。使移此心以治天下,豈至亡滅。命左右碎之。」
再如晉代陸翽所作《鄴中記》,記述晉時作金佛及木道人,其動作雖很複雜,但其程序也應當是固定的,「石虎性好佞佛,眾巧奢靡,不可紀也。嘗作檀車,廣丈餘,長二丈,四輪。作金佛像坐於車上,九龍吐水灌之。又作木道人,恆以手摩佛心腹之間。又十餘木道人,長二尺餘,皆披架裟繞佛行。當佛前,輒揖禮佛,又以手撮香投爐中,與人無異。車行則木人行,龍吐水。車止則止。亦解飛所造也。」
在《快史拾遺》、《傅子》等所記古代機器人運動程序,也是固定的。根據《新儀象法要》的記載,有關專家復原製作之水運儀象台,那些能夠自動報時報刻的古代機器人的運動程序,也是固定的。
這些固定程序的古代機器人,可以用機械自動控制來加以實現。
(2) 可變程序的古代機器人
另外有些古代機器人,其運動程序不可能固定。例如前述《列子》中的表演機器人;《朝野僉載》中乞討佈施的木僧人;《歧海瑣談集》中為客捧茶的古代機器人,以及咬住客人衣服的機器狗,其程序都不可能固定。
又如清代柯劭著《新元史·歷志二》中記述了在元代郭守敬制的可以照明、計時的「燈漏」,極為新奇、巧妙,結構及動作都極複雜。記錄時間的「漏」的水面上,做有二龍戲珠,可根據水平面的高低自動調節。又做有龍虎鳥龜根據時間自動跳躍。同時還做有十二神及鍾、鼓等可以自動報時報刻。原文說:「大明殿燈漏之制,高丈有七尺。架以金為之。其曲梁之上,中設雲珠,左日右月。雲珠之下復懸一珠。梁之二端,飾以龍首。張吻轉目可以審平水之緩急。中梁之上有戲珠龍二,隨珠倪(即俯)仰,又可察准水之均調。凡此皆非徒設也。燈球雜以金寶為之。內分四層,上環布四神,旋當日月參辰之所在。左轉日一周。次為龍虎鳥龜之象,各居其方,依刻跳躍。饒嗚以應於內。又次周分百刻,上列十二神,各執時牌,至其時四門通報。又一人當門內,常以手指其刻數。下四隅鐘鼓鉦饒各一人。—刻鳴鐘,二刻鼓,三鉦,四饒。初五皆如是。其機發隱於櫃中,以水激之。」
在宋代李等撰《太平廣記》所錄唐代牛肅著《紀聞》中,記唐代開元年間(公元713—741) ,馬待封做的木人幫助皇后妝梳「窮極精妙」。製作的「木婦人」會將手巾、脂粉、眉筆、髻花等一應物品向皇后送上,等用畢。再一一拿走。原文:「開元初修法駕,東海馬待封能窮伎巧。於是指南車、記裡鼓、相風鳥等,待封皆改修,其巧逾於古。待封又為皇后妝具。中立鏡台,台下二層,皆有門戶。後將櫛沐(極洗頭髮) 。啟鏡奩(此處指梳妝台)後。台下開門,有木婦人手執巾櫛至,後取已,木人即還。至於面脂、妝粉、眉黛、髻花,應所用物,皆木人執。繼至,取畢即還,門戶復閉。如是供給皆木人。後既妝罷,諸門皆闔,乃持去。其妝台金銀彩畫,木婦人衣服裝飾,窮極精妙焉。」
這些古代機器人都需要隨機應變,根據對方的變化,隨時做出相應的變化,其運動程序必然不可能固定。
古籍所記中國古代機器人的可信程度可分為三類:即可信的,不可信的,以及難以斷定的。
(1) 可信的記載:前述《維西見聞紀》及《焦氏說 》中的弩,《新元史》、《傅子》、《明實錄》以及《新儀象法要》中能夠報時的古代機器人等,其原動力可以解決,程序也固定不變,這些記載都是可信的。
(2) 不可信的記載:有些記載,顯然不可信。例如《列子》中用於跳舞的古代機器人;《朝野僉載》中能發聲佈施的木僧、水下活動的水獺;《記篡淵海》中船上敬酒的古代機器人;《紀聞》中幫皇后化妝的機器人以及《北史》中能與帝「月下對飲」的古代機器人等,這些古代機器人可以變化無窮,就不可信。形成這種局面有兩種可能:一種是本無其事;另一種可能是基本事實是有的,但在記錄時作了誇大。
(3) 難以斷定真假的記載:也有些記載,不能一下子斷定其是否可信。如《晉陽秋輯本》中迎賓的「婦人」、能捕鼠並將鼠擊死的「鼠市」;《鄴中記》中的「佛」及繞佛而行的「道人」;《焦氏說 》中能「運劍殺人」的古代機器人等,因為資料不周詳,無法斷定其真實程度。中國古代,即使是科技方面的記載,也多出自一些不懂科技人之手,所以造成這些記載殘缺不全。大部分科技古籍上沒有圖,而有關科技的記載,沒有圖是難以說明。也有誇張、資料不一定正確的可能,對這些記載,要通過進一步的研究,最好通過復原製作,才能判斷是否可行,確定其真實性。
由此可見,古籍中所見中國古代機器人,很多難以憑信,然而這些記載卻有著巨大的意義,一切發明創造都來源於先進思想,可能是這些智慧的火花點燃了創造熱情,激發了人們的靈感,這種事例在科技史上非常多。而有關智能機器人的思想,在幾千年前就已在中國產生,更是難能可貴的。