引言
秦始皇陵出土铜车马的制造工艺，令中外考古界和机械工程界叹为观止，在两千多年以前的秦朝，为何会有这么精致的青铜车，这不得不引起许多学者的思考和研究。在冶金方面，出土的文物有著名的青铜器，如司母戊鼎、四羊尊、龙虎尊等、它们的冶铸水平十分高超。
一、商贾云集市如海，机械创新助繁华
商鞅变法打破了奴隶制土地不得随意买卖的制度，使其变为可以自由买卖的封建土地私有制，现在只要奴隶勤于耕种和勇于战斗就有机会升为庶民。这种生产关系的变革，有力地调动了农民生产的积极性。
秦国的农业发展，不但使劳动力得以解放，同时也使生产工具大为改进。战国时期，各国已广泛使用铁制农具。如犁、锌、锄、镬撅、镰、斧等。同时牛耕的使用与水利事业都有很大的发展。
这些综合因素，对农业的精耕细作，土壤改良，荒地开垦和作物产量的提高，提供了极为有利的条件。使整个战国时期，农业生产水平普遍得到提高，并且促进了封建经济的发展。
同时冶铸技术的进一步发展，成为了当时的一个重要标志，长沙战国楚墓出土的铁铲，铲壁薄而均匀、精致，是采用“高温液体还原法”浇铸而成。
到战国中后期，工匠们为了克服铸铁技术的缺陷，对该技术进行了改进，使铁制工具更坚固耐用。工具的改进，不仅是生产的需要，而且也是技术工艺发展与提高产品质量的需要。
《秦律》载：“为器物者，其小大、短长、广亦必等。”
秦代商品经济的发展十分迅速，这使各地的土特产进入流通渠道。城市日益成为手工业与商品交换的中心，如魏的大梁、韩的荣阳、齐的临淄、秦的咸阳等街道店铺林立，买卖兴旺。
在秦代，城市的发展和商业的繁荣，对机械工程的发展产生了重要影响。城市的发展为机械工程提供了广阔的市场和需求。随着城市人口的增加，人们对各种生活和生产工具的需求也日益增长。
机械工程师们看到了这个商机，纷纷研发和改进各种机械装置，以满足城市居民的需求。例如，水车、磨坊等机械设备的出现，为城市居民提供了便利和效率，促进了城市的发展。
商人们为了追求更高的利润和效益，积极投资于机械工程的研发和生产。他们资助了许多机械工程师进行创新实验，提供了资金和资源支持。这种商业的繁荣激发了机械工程师的创造力和激情，推动了机械工程的发展和进步。
秦代城市是各种技术和知识的集散地，机械工程师们可以通过交流和合作，分享彼此的经验和技术，共同研究和改进机械装置。这种技术传播和创新的环境，为秦代机械工程的进步提供了良好的土壤。
为适应手工业发展的需要，秦国对工匠们的工艺技术提出了更高的要求。这一时期手工生产行业分工细致，如《考工记》记述了“工木”、“工金”、“刮摩”等均由专门作坊生产；重要产品的零、部件如“轮子”、“车舆”、“车辕”的制作，均由匠人负责监制。
二、天下一统机械兴，创新科技助发展
在秦朝统一前，各个国家之间存在着相互竞争和争夺资源的情况，导致资源的浪费和分散。而秦朝的统一，使得资源能够集中在一个中央政府的掌控下，从而更好地利用和管理资源，这为古代机械工程的发展提供了充足的物质基础。
秦政府执行的大规模采矿活动，可以为机械工程提供足够的金属材料，修建的水利工程可以为其提供充足的水力能源，因此秦朝的统一使得资源的整合和调配变得更加高效。
秦朝实行严格的规范化生产制度，使得机械工程能够更加高效地进行。政府实施了一系列的规范化措施，例如制定统一的标准和规范，建立专门的监督机构等。
这使得机械工程的生产过程更加有序和规范，提高了生产效率。在农田水利工程方面，统一的设计和施工标准可以确保工程的质量和效果，提高了农田的灌溉和排水能力。
《史记》载：“工师善教之，故工一岁而成，新工二岁而成。”
政府们还对机械工程的质量和安全，进行了严格的监督和检验，这使得机械装置的制造过程更加严谨和精细，提高了产品的品质和可靠性。例如，在兵器制造方面，统一的制造标准和质量控制措施可以确保武器的性能和稳定性，提高了军队的战斗力。
秦朝实行的“车同轨、行同轮、统一度量衡”制度，这不仅是对车辆制作的尺寸要求，而且也是对整体设计、材料选择、制造工艺、质量检验等一整套的规范化要求。秦代对产品质量的检验非常严格，凡不合规格者，根据法律，上至督造官，下至制作者，都要受到严刑惩罚。
三、千古铜车马，国宝永流传
秦陵铜车马仍然是古代一种青铜器，然而当考古专家在对其整体与各部件详细考证与研究之后，发现它结构设计合理、制作精巧、外观美丽和转动灵活。秦代不仅把我国古代青铜器的冶铸水平推向了历史的高峰，而且在机械工程方面也有惊人的发展。
湖北随县出土的战国建鼓由青铜铸成，座上有八对主龙对称地盘绕其上，龙体与龙尾又有小龙攀附着，构成了一幅具有动感的立体形象，这无疑是战国时期一件杰出的青铜器。然而秦陵出土的铜车马，无论从构件与工艺等方面，都要比建鼓复杂得多。
有些铜车马共有几百个零部件组装成而，其中铜件有一百多个，金件和银件有五十多个。有的零件在铸造之后，要经过锉、磨、削、抛光、焊接、镶嵌等多道加工，并且工序尺寸要求严格，标准化程度很高。
更主要的是秦陵铜车马具有两个重大的突破，其一它突破了传统青铜器的“静”态模式，在外力的作用下可以转动和行驶。我国古代青铜器自产生以来，从著名的司母戊鼎到各式器皿，几乎都是“静态”物件。
《考工记》载：“秦民大说悦，道不拾遗，家给人足，民勇于公战，乡邑大治。”
而铜车马在四马的牵引下能够灵活的转动，这是机械工程上的一个了不起的飞跃。因为物体由“静态”变为动态它要求结构设计符合动力学原理，如重心合理，对称性与稳定性要好，部件与部件之间要保持动态平衡，转动的部件要摩擦力小与不同部件要求有不同的合金配比。
铜车马突破了车辆制作的木质结构模式，我国古代的车，自产生以来，一直是以木质结构为主，而秦陵铜车马是由铜、金、银等金属材料制成。车辆由木质结构发展到金属结构，这是机械工程中又一个了不起的飞跃。
因为木质构件的制造、加工、由锯、刨、钻、凿等到金属构件的铸、锉、磨、削、焊等，是完全不同的制造和加工工艺，后者要困难得多。木质构件用手工能刨出来，金属构件则不能，因此它需要有相应的加工工具和加工机械才能完成。
同时秦代还产生了完全不同于木质构件的加工方法与检验方法，秦陵铜车马在结构设计、材料选配、铸造加工等方面对工匠们的制造技术要求极高。正是这些制造技术的突破，使秦陵铜车马成为一个时代的杰出代表。
结语
秦代机械工程推动了农业生产的发展，提高了农民的生活水平；加强了军事力量，保障了国家的安全；同时也促进了科技创新和社会进步。秦代机械工程的发展不仅影响了当时的社会，也对后世的科技和工程产生了深远的影响，为中国的发展进程做出了重要贡献。
参考文献：
《秦律》
《史记》
《考工记》
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