高飛演示自己制成的“諸葛連弩”。記者 房毅 攝
“損益連弩,謂之元戎,以鐵為矢,矢長八寸,一弩十矢俱發”,憑著《三國志》上對諸葛連弩的簡單記敘和國內外的文獻記載,蘭州市外國語學校的生物教師高飛成功復制并創新了諸葛連弩,可以連續拉動弓弦射穿70米開外的泡沫板,成為真正意義上的武器。此外,他還制作了“三輪馬車”、“指南車”等古代“神器”,自主研發一些教具供學生們使用,被稱為“讀歷史研究物理的生物老師”。
“諸葛連弩”獲國家專利
史書記載,三國時期,諸葛亮制作了一種連弩,作為武器使用。但這種連弩缺乏實物乃至圖像等方面的物證,成為一種傳說。近年來,全國各地不少人對其進行復原,但射程近,攻擊力弱,很難稱之為“武器”。蘭州市外國語學校的生物教師高飛在看到各地的復原品后,激發了他的興趣,決定自己開始做諸葛連弩試試。
他翻閱了大量古代文獻,又查找到1900年左右,一位英國工程師寫過《弩之書》一書,詳細記載了世界各地弓弩的使用情況和具體樣式。并通過網絡,從英國的圖書館下載到這本全英文的書,參照復制了一把“中國連弩”,但依然不能稱為武器,沒有攻擊力。
隨后,高飛又開始不斷改進,復原過程難度很大,木料、金屬等原件的手工制作不好掌握,他做了一把又一把。在學校的科技創新室里,放著八九把各種各樣的弓弩,都是他在復原諸葛連弩過程中制作的。
經過三年的思索、打磨,他終于在今年制作完成了這把最新的“諸葛連弩”,并將自己的研究過程寫成了論文《諸葛亮連弩的研究、復原與創新》。他還以此申請了國家專利,順利拿到了專利證書。
最接近“諸葛連弩”的武器
為什么這把弓弩能被稱為“諸葛連弩”?高飛說,這把連弩可以連續拉動弓弦發射十支箭,射穿70米開外的泡沫板,是真正意義上的武器。
“目前來說,這把弓弩最接近三國時代的‘諸葛連弩’,我不敢說完全是,只能說接近”,作為老師的他,對于自己的“作品”評價非常嚴謹。他認為,如果連弩的弓使用更強的材質,由力量更大的人拉動,攻擊力將會有更大的提升。
在學校的科技創新室里,高飛向記者演示了弓弩的操作方法。他架起連弩,瞄準對面的紙箱,拉動弓弦,扣下扳手,“離弦之箭”飛速射出,瞬間穿透近20米外的兩個紙箱,令人驚奇。因此,高飛平常并不讓學生們觸碰它,也很少拿到室外,“這已經是真正的武器了,不能隨便使用。”
在設計上,高飛改變過去常見的豎直的箭匣,設計成水平箭匣,就能通過弩機上的“望山”(古代弩機上的簡易瞄準器)進行精確瞄準,在15秒將10支箭全部射出。弓弩一次發力,弓弦直接作用在箭支上,射程大,可以達到70米。同時,為符合三國時期的技術條件,“諸葛連弩”所有技術均采用古代的機械技術。弩機大多部件是木質的,小部分零件為鑄鐵,箭也是用鉛筆改裝,只是換成了鐵質箭頭,跟史書記載一樣長八寸。銅鑄的扳手也是高飛一點一點打磨而成,運用了各種物理學原理制作。
人文與科學共鉆研
高飛2002年畢業于西北師大生命科學學院,畢業后在蘭州市外國語學校擔任生物教師和科技創新輔導員。他喜歡文學、歷史、哲學,又熱愛科學發明。2012年,他的研究項目“對東漢陶三輪馬車轉向機構的研究與設計”獲27屆甘肅省青少年科技創新大賽輔導員項目二等獎,這是對我國古代“三輪馬車”的復原。
“上世紀四川出土了一輛陶制三輪馬車殘片,但我國古代從來沒有出現過三輪馬車,對此考古界有很大爭議,我就想做一輛這樣的馬車出來”。他偶爾從山西的北魏石窟壁畫上發現有一輛三輪馬車的畫面,并以此為借鑒,利用平行四邊形在轉向時兩邊始終保持平行的原理,復原了可以順利轉向的三輪馬車。
他還帶著學生一起制作出了古代的“指南車”,車頂上站立著一個小人,不管車往哪個方向行走,小人始終面朝南方。高飛還有許多的小發明、小專利,“創意蠟燭的探索和設計”、“對滾輪式洗塵黑板擦的研究”、“小腸絨毛吸收對比演示儀”等發明項目獲得蘭州市青少年科技創新大賽獎項,“一種精確測量的量角器”等獲得國家專利。
同時,喜好繪畫、書法的他還出版了《龍圖薈萃》畫冊。而他編寫的校本教材《生物的故事》在蘭州市第一屆校本課程評比中榮獲一等獎,在學校推廣使用。
“中國古人的智慧是非常偉大的,而遺憾的是現在我們對此認識還不夠。就像最近網上爭論較多的地動儀,有不少人否認它的存在,但今天無法復原,不代表未來也無法復原。我們需要做的,就是沉下心來對古代科技文化進行研究與創新。”高飛如是說。
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