燕太子丹过秦设机发“转关桥”故事中的桥梁科学技术探寻

2025-1-30 11:56| 发布者: weiwei |原作者: 王锐英|来自: 北京桥梁

摘要: 在历史上，燕太子丹曾经为质于秦国，即作为国家之间的一种“高级人质”，通常由王位继承人即太子担任，以此作为两个国家之间的信任保证。可是太子丹觉得秦王很不待见他，厌烦了这种寄人篱下的人质生活，有一天就向秦 ...

在历史上，燕太子丹曾经为质于秦国，即作为国家之间的一种“高级人质”，通常由王位继承人即太子担任，以此作为两个国家之间的信任保证。可是太子丹觉得秦王很不待见他，厌烦了这种寄人篱下的人质生活，有一天就向秦王提出了回国的请求。这个秦王就是后来的秦始皇嬴政，他不同意太子丹回国，又不好断然拒绝，就刁难地提出了如果你能使乌鸦头由黑变白，让马脑袋上长出犄角，就放你走。

这个故事见于晋代张华写的《博物志》卷八《史补》中：“燕太子丹质于秦，秦王遇之无礼，不得意，思欲归。请于秦王，王不听，谬言曰：‘令乌头白，马生角，乃可。’丹仰而叹，乌即头白，俯而嗟，马生角。秦王不得已而遣之，为机发之桥，欲陷丹。丹驱驰过之，而桥不发，遁到关，关门不开，丹为鸡鸣，于是众鸡悉鸣，遂归。”后来在唐代的《艺文类聚》卷九《水部下·桥》、宋代的《太平御览》卷第四百八十《人事部一百二十一·质》等文献中都有同样的记载，均为引用汉代古籍《燕丹子》：“燕太子丹质于秦，秦王遇之无礼，乃求归。秦王为机发之桥，故以陷丹。丹过之，无虞。”

故事可分为三段：前一段看来比较符合实际，中间一段就玄而又玄了。太子丹凭着一个叹息和悲伤，居然就出现了奇迹，乌鸦和马儿不仅来到了跟前，而且乌鸦变白了，马儿也长出了角。此时，居然秦王也看到了，不得不履行王之诺言，只好放了太子丹。

故事发展到下面第三段，反而还有了一点客观的或是科学的道理了。秦王虽然不得已放了太子丹，但是很不甘心，就想暗中杀了他。应该采用了一个巧妙的“机发之桥”的触发机构，如果这是真实的，虽然太子丹没有触发它，说明在战国时代，古人的机械设计水平还是很高的。而且真实性很大，可以从秦始皇陵出土的高级马车的复杂机构作为旁证。

让我们看一看，这个“机发之桥”的到底是个什么东西？又是什么原理呢？

在历史文献中有一点记载：

一是《太平御览》卷第三百三十七《攻具下》引用《通典·卫公兵法·攻城战具篇》曰：“转关桥：一梁为桥，梁端着撗括，去其，桥转，人马不得渡，皆倾水中。秦用此桥而杀燕丹。”

二是《太白阴经》卷四《守城具篇第三十六》曰：“转关桥，梁为桥，梁端着横括，桥以关转，人马不得渡，皆倾水中。秦用此桥以杀燕丹。”文中断句“梁为桥，梁端着横括”为本文所断，与传统文本有所不同。

这里出现了“转关桥”。什么是转关桥呢？有人解释为我国古代“用人力绞盘转动的守城吊桥”，还有人说转关桥是《墨子》中所称的“发梁”，即“由机关控制的吊桥，可以从底下突然撤掉，让敌人落入河中。”

是否可以理解“发梁”就是能够“机发”的机构，机发即触发发动，依靠人和动物对机械装置的触动，从而引发机械做出动作。这个词汇至今含义未变。至于“转关”之“转”为旋转，“关”可能为“轴”或“机关”，也就是通过“机发”引动旋转运动，这个机关装置的功能是通过旋转实现的。

转关桥的构造特别强调了“一梁为桥”“梁为桥”。粗看起来，这几个文字在文章中似乎有点多余，仔细琢磨其含义和作用，显然突出了这座桥的桥梁一方面必须是平梁桥，不是拱桥，二方面必须是一孔桥、一片桥梁，或者说桥之梁必须是一个整体。否则文字就确实啰嗦了。

“梁端著横括”，说的是机械装置安装在梁端，也就是桥头位置。“横”，即垂直桥跨方向，横截梁端的意义。“括”为机括，特指机械发动的部分，也就是机械中的触发机制。例如弓弩、枪械的扳机，各种机械的开关等。机括可以简称“括”，但文中“横括”应该是特指能够控制桥梁横向翻转的一种约束，这一推测完全可以排除吊桥的解释，因为吊桥只能纵向起伏变化，依靠人力和吊桥是无法实现“横括机发”的。要知道机发之前，桥梁一定是可以正常使用的，机发之后还应能够恢复如初的。

再看“去其，桥转，人马不得渡，皆倾水中”“桥以关转，人马不得渡，皆倾水中”，显然需要先去其横括，即解除起横向支撑稳定的约束，然后当触发机括时，机械运转，从而让桥之梁失去“支撑”作用而横向倾覆。使“人马倾水”的倾覆，而且是措手不及的，应该是梁的横向突然转动，而不是如同吊桥一样的纵向缓慢倾斜。

通过上述分析，虽然还不清楚这个“横括”的具体构造，但其功能和作用是明确的，即在支撑桥梁的同时，还有一个可事先去掉横括构件，但桥梁尚不会发生变化，只有当人马走上桥后才会触发机括。显然，这是一个维持平衡并且会导致失衡的支撑装置。对于一座通行车马的单跨桥梁，上面的梁体说重不重，但也绝对不轻的。上面没有人马时，必须稳定而没有任何破绽，但支撑结构又是比较脆弱的。

可以想象，最简单的结构可以设计为一个平时为粗实的支撑柱，需要发挥破坏时，临时派人去更换一个细杆作支撑，可是这样的话，桥梁也就彻底损坏了。比较复杂的结构，应该是个枢轴构造加插销等起锁固作用的保险装置，桥梁可以依靠纵轴而横向旋转。当派人去撤掉这个“保险机括”的插销后，依靠桥梁承担的人马荷载和振动引发机括装置的突然转动，导致梁体旋转。而且，再次提请注意这个装置和桥梁应该是可以原样恢复的，否则也不成为“机括”了，而是直接做破坏活动了。

“丹过之，桥为不发也。”太子丹很幸运，可能人马的重量比较轻，或者速度非常快，归心似箭吗，也可能秦王手下人比较慈悲或者拿到了太子丹的好处，总之机括没有触发，桥梁没有倾覆。据元代的一本小说《诚斋杂记》记载：“丹过之，蛟龙捧轝，而机不发。”轝[yú]，即舆、车，太子丹也可能是坐车过桥的，风险更大一些。

太子丹侥幸逃离了秦国，可是最终还是被杀了。历史记载是被他的老爹燕王喜杀的，为免遭灭国而献首级于秦始皇。可是也有人依靠上述《太白阴经》中的记载，推测是秦国大将李信最终擒杀了燕太子丹，而且使用了“转关桥”，还推测这一机括为墨家所创，李信就是墨家信徒。不过前面的推测有点离谱，因为“转关桥机括”难以在追击战中实施，更不用说秦军秋风扫落叶般的千里追击了。后面的推测则比较靠谱，春秋战国时期发生过无数次相互征战，孕育了层出不穷的奇巧智谋，在《墨子·备穴》中记载有：“悬梁机发，引弩相连”，秦陵考古中亦可见设计巧妙的铜弩机件。特别是秦兼六国之技，聚天下巧匠，为防备敌特偷袭，充分发挥墨家技术，设计建造如此杀人之桥很有可能，而且建在进出宫城城门处也很有必要。

“转关桥”就极有可能与《墨子·备城门》中的“发梁”相关，这是墨家独创的机械装置。如《墨子·备城门》并注云：“去城门五步大堑之（城门外开凿一条大濠沟），高地丈五尺、下地至泉三尺而止（根据地形高低，沟深一丈五尺，或挖至据地下水三尺），施栈（架设小桥）其中，上为发梁（可转动的梁）而机巧之（并内置机括），比傅薪土（桥上铺土伪装），使可道行，旁有沟垒，毋可逾越，而出佻且北（挑战、诈败诱敌过桥进城），适人遂入（待敌人剧入上桥后），引机发梁（发动机括，倾转桥梁），适人可禽（敌人当可擒获）。适人恐惧，而有疑心，因而离（注意不要引起敌人怀疑而离去）。”上述记载了守城战中的一种机关桥梁，在敌人通过护城壕沟时，突然将机括发动（谓之“发梁”），于是敌人可擒。（括号中为本文释义）

有文章解释“上为发梁”是设在“栈”桥之上的吊桥，显然不合理，原因如本文前述分析，吊桥如此醒目，动作如此张扬，不仅让敌人容易知觉，而且操作动作缓慢，也为敌人容易规避。所以，发梁转关桥的机巧一定设置在桥梁之下。转关桥的结构可能是木制的，并结合金属部件，构造上可能利用了杠杆、转轴、齿轮、绳索、平衡块或活动木板等简单机械，设置有触发机关，如重量感应或隐蔽的开关。功能上利用重力或弹性势能，当压力达到一定程度，桥面能够快速翻转，从而阻止或捕获敌人。

本文根据春秋战国时期的科学技术发展情况，对秦置、燕太子丹所过的机发“转关桥”的功能作用做一探寻，推测分析这样的桥梁科技和机械设计，在战国时代至秦汉时期是完全能够实现的，而且也是当时的一种迫切需要。

这座桥梁具体在哪里，没有记载。大致推测的话，应该在秦都咸阳附近。

从墨子(前476或480年—前390或420年)到秦始皇统一中国（前221年），其间超过了约250年的发展，贯穿整个战国时代，当然也包括同时期的鲁班（公输班），这是墨家学说得到广泛的实践应用的伟大时代，可以说是中国古代科技得到快速发展的一个里程碑，足以说明在2200多年前，中国先人们的机械设计水平和桥梁设计水平是相当高的，燕太子丹冒着生命危险逃过的机发“转关桥”应该是真实存在的，甚或可否称之为“中国桥梁科技史上第一桥”呢？