古代力學 4.
對滑輪原理的運用
滑輪是一個周邊有槽，能夠繞軸轉動的小輪。由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索所組成，是可以繞著中心軸轉動的簡單機械。
我國古代很早就出現了滑輪，至少從戰國時期開始，滑輪在作戰器械、井中提水等生產勞動中被廣泛應用。
大禹鑄九鼎後，夏、商、周三代，帝王皆以其為天下之神器，傳國之重寶。失寶器而亡國，得九鼎而有天下，故九鼎，成了當時操控天下的象征。後來，傳說秦始皇東巡後，路過徐州彭城的泗水，見到水中露出一周鼎，心中大喜，隨命其隨從設法撈鼎。漢畫像石中有《泗水撈鼎》的場麵。
在畫麵上，總管撈鼎的高官站在橋上，指揮秦人在周鼎出沒的位置安裝上很大的架子，上有一個橫梁，橫梁上麵貫穿著一隻滑輪。
更有意思的是，這次撈鼎，運用了高竿雙滑輪聯動法。河中樹立兩支高竿，每竿頂部都裝一大滑輪，各有一群人在拉滑輪上的繩子。兩滑輪間，兩繩各吊一隻鼎耳，向上起吊一隻三足大圓鼎。
可惜，當時秦人隻得到8座鼎。傳說那一座神鼎即將要打撈上來時，鼎內一龍頭伸出，咬斷了係鼎的繩索，鼎複沉入水下，再也無法找到。秦始皇命令千人深入水底打撈，終於不得，留下了終生遺憾。
周鼎自劉邦入鹹陽，項羽燒秦宮，之後便無蹤跡，成為我國曆史上的千古謎案。不過，漢代的《泗水撈鼎》畫像石告訴我們，九鼎之形，係三足大圓鼎，這應該是當時的共識。
我國古代的滑輪運用，在秦漢時期就開始了。當時有許多大工程，滑輪被廣泛應用。
滑輪，古代人稱它“滑車”。應用一個定滑輪，可改變力的方向；應用一組適當配合的滑輪，可以省力。
滑輪的另一種形式是轆轤。把一根短圓木固定於井旁木架上，圓木上纏繞繩索，索的一端固定在圓木上；另一端懸吊水桶，轉動圓木就可提水。隻要繩子纏繞得當，繩索兩端都可懸吊木桶，一桶提水上升，另一桶往下降落，這就可以使轆轤總是在做功。
轆轤大概起源於商周時期。據宋代曾公亮著《武經總要·水攻·濟水府》，周武王時有人以轆轤架索橋穿越溝塹的記載。
最早討論滑輪力學的還是《墨經》。《墨經·經下》把向上提舉重物的力稱作“挈”，把自由往下降落稱作“收”，把整個滑輪機械稱作“繩製”。
《墨經》中說：以“繩製”舉重，“挈”的力和“收”的力方向相反，但同時作用在一個共同點上。提摯重物要用力，“收”不費力。若用“繩製”提舉重物，人們就可省力而輕鬆。
在“繩製”一邊，繩比較長，物比較重，物體就越來越往下降；在另一邊，繩比較短，物比較輕，物體就越來越被提舉向上。
如果繩子垂直，繩兩端的重物相等，“繩製”就平衡不動。如果這時“繩製”不平衡，那麼所提舉的物體一定是在斜麵上，而不是自由懸吊在空中。
墨家對滑輪力學的討論，使我們不能不讚佩其豐富的力學知識。