從馬鐙到馬力，它把“跨界帶貨”玩明白了！

說起科技革命，你腦海中浮現的可能是伽利略拋下的鐵球，砸中牛頓的蘋果，抑或是愛因斯坦亂蓬蓬的白發。但有一位“科學家”，它陪伴人類六千年，參與了無數次技術突破，卻未嘗在教材里占據一席之地。

它就是——馬。

圖片來源：版權圖庫

一匹馬能和科學有什么關系？但如果我告訴你：力學規律的早期啟蒙來自馬具的應用，解剖學的系統化源于一座失敗的馬雕塑，物理學中的“馬力”真的是用馬測出來的，而電影的誕生竟然是為了贏下一場關于馬蹄的賭局……怎么樣？是不是覺得難以置信？

接下來，我們將開啟一次科技考古之旅。我們要挖掘那些被遺忘的時刻，看看一匹普通的馬，如何意外地拉動了人類科技革命的馬車。

01

一副馬鐙：改寫歷史的鐵環

公元176年，羅馬帝國為皇帝馬可·奧勒留鑄造了一座巨大的青銅騎馬像。這座雕像歷經歲月風霜，在中世紀的大清洗中幸存下來。它的復制品至今仍矗立在羅馬的卡比托利歐廣場。

這位哲學家皇帝騎在馬背上，右手高舉作演講狀，姿態威嚴。但仔細觀察，你會發現一個細節：他的雙腳懸空、自然垂下，馬鞍只是一塊簡單的皮墊，兩側空無一物——沒有任何支撐裝置。

馬可·奧勒留騎馬青銅像-卡比托利歐博物館藏|圖片來源：wiki

這不是雕塑家的疏忽，而是歷史的真實寫照——公元2世紀的羅馬騎兵，即使是皇帝本人，騎馬時也只能靠雙腿夾緊馬身保持平衡。馬背作戰的方式被局限在用馬戟向下刺扎或單手持短兵器劈砍。想要在馬背上沖鋒？在沒有支點的情況下，長矛刺中敵人的瞬間，反作用力會把騎手自己震飛出去。羅馬軍團強大的步兵方陣可以橫掃地中海，但他們的騎兵始終只是輔助力量。

然而在遙遠的東方，一項改變世界的發明正在醞釀。

南京五佰村，東吳丁奉家族墓出土的一件看似不起眼的騎馬陶俑震驚了整個學術界：陶俑的馬鞍一側，清晰地掛著一個環狀物體——這被公認為目前全世界已知最早的馬鐙形象，其誕生時間確定在東吳名將丁奉去世的公元271年，將此前的考古紀錄提前了31年，從西晉推進到東吳，改寫了馬鐙出現于西晉的結論。

丁奉家族墓出土的配單側鐙騎馬陶俑|圖片來源：央視新聞

更有意思的是，這件陶俑配備的還只是單側馬鐙——這說明馬鐙技術正處于早期實驗階段，它還只是騎手上馬的輔助工具，騎乘時并不使用。這種過渡形態的存在，恰恰證明了技術演進的漸進性。

從單鐙到雙鐙的飛躍，并沒有等待太久。同樣是在南京的象山瑯琊王氏家族墓群中出土的文物給出了明確的答案。7號墓的墓主人是東晉大臣王廙——書圣王羲之的叔叔，死于公元322年。墓中出土的一件陶馬俑已經配備了完整的雙側馬鐙，這是目前已知最早的雙鐙實物證據。

南京象山東晉王氏家族七號墓出土的裝鐙陶馬俑|圖片來源：小紅書博主@行攝匆匆

有了雙側馬鐙，騎手的身體第一次擁有了真正的“支點”。雙腳踩在馬鐙上，騎手可以將身體重心降低并穩定，即使馬匹急轉彎或跳躍也不會輕易摔落。夾槍沖鋒時，騎手甚至可以站立起來，將全身重量和馬的動能通過長矛傳遞給目標——雖然沖鋒的騎士說不出“動量守恒”這個詞，但他們的身體卻在實踐著這個物理定律。

馬鐙也催生了十三世紀最致命的戰爭機器——蒙古鐵騎。他們如疾風般掠過大半個歐亞大陸，徹底改寫了戰爭的規則，成為令歐洲城邦聞風喪膽的“上帝之鞭”。

在持續的戰爭實踐中，騎兵成就了第一批“力學工程師”。他們發現了“壓強”的概念：馬鞍接觸面越大，馬背壓力越分散，馬就越舒服。他們掌握了“杠桿原理”：馬鐙的位置就是支點，騎手的身體是力臂，力量傳遞的效率取決于這個幾何關系。他們甚至理解了“摩擦力”：韁繩的材質、馬銜的設計，都影響著控制馬匹的難易程度……這些知識從未被寫成書，它們只是在工匠口中代際相傳，被慢慢地改進完善。

這就是科技史的一個秘密：很多時候，實踐走在理論前面。一副小小的馬鐙，讓馬蹄聲成為帝國興衰的鼓點，在500年間踏遍幾乎所有已知的文明世界，重新定義了力量和疆界，也為人類打開了理解“力”的大門。

藏于遼寧省博物館的銅鎏金木芯馬鐙登上《國家寶藏》欄目

02

一件雕塑：達芬奇最偉大的失敗

1482年，29歲的達芬奇意氣風發地來到米蘭，接下了米蘭公爵一項重要的委托——建造世界上最大的青銅馬雕像來紀念自己的父親。這不是簡單的藝術委托，而是一項前所未有的工程挑戰。按照設計，這座雕像高約8米，需要70噸青銅鑄造！

達芬奇很快意識到任務背后的挑戰：雖然他見過無數匹馬，也畫過一些草圖，但要設計一座如此巨大的雕塑，每一個細節都關乎成敗。于是，達芬奇開始了一項系統性的研究工作。

現存于溫莎城堡皇家圖書館的數百張手稿證實了達芬奇進行了大量基于馬體解剖的精準繪畫，并展現出一套革命性的方法：從多個角度繪制同一結構，逐層剝離以顯示深層構造，并配合文字注釋進行功能推理。

現藏于溫莎堡皇家圖書館的達芬奇手稿，編號為912286|圖片來源：Royal Collection Trust

現藏于溫莎堡皇家圖書館的達芬奇手稿，編號為912321|圖片來源：Royal Collection Trust

這些研究的深度令人驚訝。達芬奇不只是記錄馬的外形，他還進行跨物種的對比研究。溫莎手稿中一幅編號為912625的草圖下部，并排繪制了人類腿部和馬后腿的骨骼結構，試圖找出它們的共同運動原理。這種比較研究方法——尋找不同物種身體結構的共同規律——正是現代比較解剖學的基礎。

人與馬解剖結構對比手稿，編號912625|圖片來源：Royal Collection Trust

充分研究后，在米蘭公爵女兒的婚禮上，達芬奇展示了一個7.3米高的等比例泥塑模型。這個模型震驚了所有賓客，為達芬奇贏得了巨大的聲譽。但，歷史在這里發生了戲劇性的轉向。

1494年11月，法國進攻意大利，米蘭面臨戰爭威脅。原本用于鑄造雕像的70噸青銅被軍隊征收，用于鑄造大炮保衛城市。達芬奇17年的心血化為烏有。更悲劇的是，1499年法軍攻陷米蘭時，入侵的加斯科涅弓箭手把那座巨大的泥塑當作了靶子練習射擊，徹底摧毀了這件杰作。達芬奇帶著滿心遺憾離開了米蘭——他知道自己的“偉大之馬”永遠不可能建成了。

藝術上，這是一次徹底的失敗。但科學上，它迸發出耀眼的光輝。

達芬奇留下的馬體解剖圖譜，盡管是為了藝術的準確性而作，但其所彰顯的對生物機體精益求精的求索精神，卻為彼時歐洲知識精英所共有。半個世紀后，比利時醫生維薩里出版劃時代的《人體構造》，他所采用的方法，仍然有達芬奇的影子：精確觀察、詳細繪圖、功能推理、系統整理。

一個關于雕塑的夢想破碎了，但一扇通往生命奧秘的大門打開了。

03

一個難題：貴族老爺的難言之隱

17世紀的倫敦，當富人們坐著馬車彰顯自己的身份地位時，卻不得不承受一個不足為窮人道的難言之隱：馬車太顛簸了！

這不是夸張的修辭，而是一個嚴重的健康威脅。17世紀中葉的英國，即便在倫敦這樣的大城市，街道也滿是坑洼和碎石。車廂的劇烈顛簸常常讓乘客腰酸背痛，甚至有孕婦因此而流產的記錄。

問題的根源在于，馬車一開始幾乎沒有像樣的減震系統。中世紀時，車廂直接釘在車軸上，輪子怎么跳，車廂就怎么跳。后來人們把車廂掛在鐵鏈或皮帶上，讓它“飄”在車架上方。這雖然削弱了沖擊，卻制造了新麻煩——乘客仿佛坐在一個不停搖晃的吊床里，依然談不上舒適。

應用于馬車的皮革懸掛裝置|圖片來源：Pinterest

有什么辦法能在車身顛簸時暫時儲存這股沖擊能量，然后緩慢釋放，而不是瞬間傳遞給乘客呢？

隨著18世紀第一次工業革命的興起，以葉片彈簧為主的懸架系統開始在歐洲馬車中普及：幾片彎曲的鋼板層層疊加，像一疊略帶弧度的“鐵紙片”，在顛簸時發生形變，替乘客“吃”掉一部分沖擊。

沿用至汽車時代的層疊式金屬葉片彈簧|圖片來源：carthrottle.com

關鍵的創新發生在1804年：英國發明家奧巴代亞·埃利奧特獲得了全橢圓形葉片彈簧的專利。他將兩組半橢圓形的鋼板弧面在兩端相連，頂部承載車架，底部連接車軸。

當車輪撞擊坑洼時，整個橢圓會發生形變吸收能量，減震效果堪稱革命性。更妙的是，這種設計取消了傳統馬車沉重的“橫梁”結構，大大減輕了車身重量。馬車從此跑得更快、更穩。埃利奧特也憑此專利大獲成功，成了那個時代靠“彈簧”發家的巨富。

全弧形葉片彈簧|圖片來源：theengineerspost.com

隨著工程技術的精進，彈簧的設計也開始不斷演化。工程師們研發出了更輕便的拋物線形葉片彈簧，以及不發出吱吱聲的螺旋彈簧。正是這些彈簧技術與約翰·麥克亞當發明的碎石路面相結合，才真正開啟了馬車時代的“黃金盛世”。

有趣的是，盡管馬車最終退出了歷史舞臺，但這些技術遺產卻流傳至今。20世紀初，汽車工程師幾乎是“不加改編”地把19世紀積累的彈簧技術搬進了汽車懸掛：葉片彈簧長期是汽車的標配，直到今天，很多重型卡車、SUV和鐵路車輛仍在沿用這種結構。一些現代車型甚至重新“翻炒”橫向葉片彈簧的概念，只不過材料從鋼板變成了復合材料，外觀更輕薄優雅，但力學原理與兩個世紀前并無二致。

某款現代轎車使用的橫向復合材料葉片彈簧減震系統|圖片來源：Henkel AmericaPlast News

貴族老爺們的難言之隱，無意間推動了物理學定律的發現與精密工程的演進。今天我們最早接觸彈性這個物理概念，或許是中學里學習胡克定律的時候，但卻容易忽略一點：理論并不能帶來舒適的提升，工程師的巧手有時候甚至是學術上的“啞巴”。科技的進步不一定誕生于遙望星空的時刻，也可能誕生在某個貴族抱怨屁股疼的下午。

04

一次營銷：誰說代言人必須是“人”

蒸汽機的廣泛應用讓人類步入“蒸汽時代”，掀起了轟轟烈烈的第一次工業革命，這是今天每個人都耳熟能詳的故事。但是鮮少有人知道，作為真正改良了蒸汽機的當事人，詹姆斯·瓦特曾經一度為新產品的推廣愁眉不展——他很難說服潛在的客戶棄舊迎新，尤其是蒸汽機到底能給他們帶來什么好處。

瓦特公司改良后的蒸汽機工作原理|圖片來源：wiki

瓦特當時主要想要拿下位于倫敦的一家大型釀酒廠。釀酒最重要的就是麥芽粉，它是用大麥、小麥研磨制成，所以該廠用的是當時流行的做法——讓數匹役馬繞圈走，帶動軸和齒輪干活，以此為磨具提供穩定的動力。

工作中的役馬|圖片來源：meisterdrucke.ie

瓦特靈機一動：既然客戶懂馬，那我就用馬來做標準。瓦特觀察役馬的工作方式與速度，并據此估算出一匹馬在穩定工作狀態下，每分鐘大約能做3萬多英尺·磅的功。他和合伙人把這個數值“向上取整”并標準化：1馬力=每分鐘33000英尺·磅（也就是每秒550英尺·磅）。

這顯然不是什么嚴謹的科學證明，但這對瓦特來說根本不重要。唯一重要的是，客戶能聽懂。

當瓦特拜訪客戶時，他不再談論工程與物理，而是直截了當地說：“我的蒸汽機能提供200馬力——相當于200匹馬同時工作！不僅如此，這些機器還不需要馬廄、不需要飼料、不需要休息！”客戶瞬間就能理解這意味著什么。在商業談判里，這種直觀類比要比任何技術參數都更有殺傷力。

役馬們被陸續遣散，“蒸汽時代”到來了。

發表于1869年的木刻版畫，展現了德國薩克森機械制造廠的生產車間|圖片來源：wiki

從營銷手段到科學單位，“馬力”完成了一次奇妙的轉變。瓦特本意只是想讓客戶理解他的產品，卻無意中讓馬成為了工業時代最成功的“代言人”——以至于直到今天，買車時聽到“200馬力”，或是買空調時說的“2匹（馬力）”，本質上仍是源自18世紀的成功營銷。雖然馬早已離開了礦井和工廠，但它的力量刻度卻永遠留在了人類的度量衡體系中，成為一個跨越三個世紀的技術文化符號。

05

一場賭局：25000美元買來的“看見”革命

1870年代的某一天，加州鐵路大亨利蘭·斯坦福為了一個問題與朋友們在酒桌上發生了激烈的爭吵：馬全速奔跑時，究竟有沒有“四蹄同時離地”的瞬間？有人堅信有，有人說不可能，大家越吵越兇，最后索性立下賭約——據傳說，賭注高達2.5萬美元——這在當時足夠在舊金山買幾棟像樣的大房子。

問題聽上去很簡單，卻沒人能給出確鑿答案。想依靠肉眼根本無法判斷：馬跑得太快，人看到的只是殘影。畫家們也只能憑感覺去畫。所以幾千年來，畫里的奔馬，有的被畫成前后腿伸得老長，像“飛翔”在空中；有的又被畫成四腿往下撲，像要扎進地里。到底誰對？沒人知道。

布面油畫《埃普索姆德比大賽》by 泰奧爾多·杰里科，1821|圖片來源：盧浮宮博物館

斯坦福決定求助于攝影師埃德沃德·邁布里奇——一位對新技術近乎偏執的技術怪才。

任務十分艱巨，因為19世紀的攝影技術根本不支持這個雄心。當時相機的曝光速度大約需要2秒，而馬跑過只是一瞬間，底片上什么也拍不到。邁布里奇為此開始了數年的技術攻關：研究更敏感的感光材料、更快的快門機構，甚至改造現場的布光條件。

終于在1878年，邁布里奇獲得了一個絕佳的靈感。他在帕洛阿爾托的賽馬場邊豎起了整整12臺相機，后來倍增到24臺。每臺相機前拉著一根細繩，繩子另一頭連著快門。當馬沿著跑道飛奔而過時，身體依次撞斷每一根繩子，就像敲擊了一排看不見的門鈴，相機會一臺接一臺地在極短時間內連續拍攝。

邁布里奇的攝影裝置|圖片來源：wiki

每一臺相機只負責捕捉一個極窄的時間切片，再把這些切片排成一列，組成完整的運動過程。當照片沖洗出來時,所有人都驚呆了。

照片清楚地現實：馬在飛奔時，確實存在四蹄同時騰空的一瞬間！但那個姿勢和傳統繪畫里的表現方式截然不同——不是前后腿大幅伸展的像超人般的飛馬姿態，而是四條腿都收在身下，身體略微弓起，更像一只縱身一躍的兔子。

《運動中的馬》by 邁布里奇，1878|圖片來源：wiki

這組照片一經公開，震撼的不只是賭桌上的富豪，更是藝術界和科學界。畫家們不得不重新調整畫中奔馬的姿態，有人干脆把連續動作拆成一格一格畫出來，把“分解動作”變成一種新的視覺語言。生理學家和工程師則運用同樣的技術來輔助研究生物運動瞬間的姿態和發力。運動力學就這樣被順手推了一把。

邁布里奇還發明了一種類似走馬燈的裝置，叫“動物活動鏡”（zoopraxiscope）。他將照片描畫在玻璃圓盤上，快速旋轉并投影到屏幕上。觀眾驚訝地發現馬“活”了過來，它在白幕上跑跳，只是缺少聲音。這就是電影的雛形——將連續運動分解為一系列靜止圖像，利用人眼的“視覺暫留”現象制造運動的幻覺。

邁布里奇發明的“動物活動鏡”|圖片來源：wiki

“動物活動鏡”催生了電影藝術|圖片來源：wiki

十幾年后，愛迪生和盧米埃爾兄弟在這個思路上繼續往前走：改進膠片材料和放映裝置，把那些“連續照片”做成更加流暢、可以在劇場里售票放映的活動影像。20世紀龐大的電影工業，從技術譜系上追根溯源，會一路回到這個賽馬場的午后，以及那筆天價的賭注。

這場賭局還揭開了一個更扎心的現實：人類的感官并沒有自己以為的那么可靠。我們以為“親眼看見”的奔馬姿態其實是錯的，“看見”本身成了一件需要借助儀器、被重新定義的事情。

好的方面是，人類學會了用工具和技術擴展自己的眼睛：從賽馬場邊的一排相機，到今天的高速攝影、動作捕捉，那些我們習以為常的“畫面感”，其實都繼承了這場賭局的遺產。用一場豪賭換來一場關于“看見”的革命，算起來，還真是劃算呢。

06

尾聲：“技術物種”的啟示

如果把人類科技史拍成一部電影，馬大概不會拿“最佳男主角”，卻一定可以拿“終身成就獎”。它既不是發明公式的科學家，也不是坐在實驗室里的工程師，卻以一種近乎“跑龍套”的方式，推動了一個又一個關鍵轉折。

馬作為一種“技術物種”，真正可貴的，也許從來都不是催生了哪些具體的技術，而是它幫助我們養成的那套思維方式——遇到問題先動手試一試，遇到復雜現象就拆開來量一量，看不清的時候就造一件新工具幫自己多看一眼……某種意義上說，馬雖然從未站上科技史的主舞臺，但只要人類還在用這種方式理解世界，馬蹄聲就從未真正遠去。

來源：上海科技館

編輯：子木

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