AI 画不动的 507 种机械——1868 年的图册，2026 年的盲区

目录

• 两个 1868
• 这本图册里有什么
• 一个 2012 年开始、至今没做完的动画工程
• 评论区排队的翻车现场
• 现场验证：第 508 号机构
• 同一年的两种机械追逐

两个 1868

1868 年，两件彼此不知道的事同时发生。

在美国，一位叫 Henry T. Brown 的工程师出版了一本书，书名长到可以当段落读：《五百零七种机械运动——涵盖动力学、水力学、静水力学、气动力学、蒸汽机、磨坊与其它齿轮装置、压力机、钟表学等最重要者》。书中收录了 507 种机械机构，每一种配一幅雕版插图加一小段说明。

在地球另一侧，上海，江南制造局造出了中国第一艘自造的汽船「惠吉号」，木制船身。那一年曾国藩和李鸿章的洋务运动正开场，造船的木头和造枪的钢铁堆在同一个厂区里。

一个在整理机械的词汇表，一个在追赶机械的实物。同一个 1868，两种对机械的追逐。

前几天，这本 1868 年的书又一次登上了 Hacker News 首页——663 分，80 条评论。带它上来的不是雕版纸页，而是一个叫 507movements.com 的网站：自 2013 年起这本书已经在这类社区里被反复贴上来过六七次，每次都能收获一批新读者。这次，网站把 507 幅雕版图逐张扫进网页，还试图给每一幅配上动画。

然后评论区炸出了一个 2026 年特有的问题：AI 画得懂这些机械吗？

这本图册里有什么

Brown 的编排方式是词典式的：按字母列出机构名，后面跟编号。翻目录像是在逛一座机械动物园——Cams（凸轮）有 11 种编号，Escapements（擒纵机构）有二十多个，还有一堆今天已经没人叫的名字。

挑几个看看。

#152 椭圆规（Ellipsograph）：一根横杆上装两个销子，销子在十字槽里滑动。转动横杆，附着的铅笔就画出椭圆。Brown 的说明写得很克制：「通过销子在槽中的直线运动，铅笔被描绘成椭圆。」——一个机构把「直线运动」翻译成了「椭圆」，你盯着图看三秒，会突然明白解析几何为什么存在。

#474 汽转球（Æolipile）：说明第一句就交代了出身——「希罗（Heron of Alexandria）在公元前 130 年描述的蒸汽玩具，现在被认为是最早的蒸汽机，它或许代表的正是蒸汽机的旋转形态」。一个球形容器喷出蒸汽，反作用力让它转动。两千年前的玩具，图册里的第一页蒸汽史。

#124 小提琴钻（Fiddle drill）：一根弓弦绕过钻杆上的小轮，来回拉弓，钻头就交替旋转。没有电机、没有棘轮，一把弓就是一台往复式变速器。今天你在五金店买到的手摇钻，运动学祖先长这样。

#502 周转轮系（Epicyclic train）：一组齿轮的轴绕着公共中心公转。说明里那句「任何齿轮系的轴围绕公共中心旋转，都被恰当地称为周转轮系」——自动变速箱、行星齿轮、你自行车后花鼓里的结构，早在这本书里排好了编号。

还有 #234 摆轮擒纵机构（verge escapement，钟表的心脏）、#464 希罗喷泉、#474 那个拿来当蒸汽机祖宗的气转球……507 种机构，从公元前 130 年到 1868 年，人类机械智慧被装订成一册。

一个 2012 年开始、至今没做完的动画工程

507movements.com 是 Matt Keveney 做的。他逐张扫描、逐张修图（about 页里写着「individually scanned and lovingly retouched」），然后用一套自写的 JavaScript 库（anilib.js）配合 HTML5 Canvas 给机构画动画。

关键信息在这句话里：「动画版本还没完成。已经完成的用彩色缩略图标识。」

2012 年到 2014 年的版权声明，2026 年的网站——507 幅图，动画至今没做完。评论区里 WillAdams 说「真的很希望他们能把剩下的动画做完」，akshay_akula 说「希望他们完成剩余动画的愿望非常真实」。十多年了，这活还差一大截。

这本身就是一个故事：把机械运动画对，是件极其费力的事。每一幅动画都要手写几何关系——哪个点绕哪个圆心转、哪根杆的长度恒定、哪条皮带搭在哪个轮上。Keveney 的动画库是「highly experimental and proprietary」，专门到没法通用，他干脆没开源。

画一帧静态的图容易。让图动起来、并且动得符合物理，难。

评论区有人（frnz）甚至指出网站自己的动画也有方向问题：「我随便看了两个（#16 和 #15），绳子有一部分转的方向不对。」另一个人（jackpirate）反驳说看起来没问题，只是快速运动的绳子有锯齿伪影。连专门做这件事的网站，都在方向问题上吵架。

记住这个细节。它后面还要登场。

评论区排队的翻车现场

这次 HN 帖子的高光，是评论区里一排「AI 画不懂机械」的翻车记录。

KuriousCat 说：「我用 ChatGPT 试了，当然失败了。它就画了个简单的双皮带轮，两个轮子转的方向居然是相反的。」——皮带传动的基本功，两轮同向。给 ChatGPT 一个 1868 年的图就能讲明白的事，它做不到。

Animats 说得更系统：「这对动画 AI 来说是个很好的训练集。图像生成器目前对机械的理解糟透了，这需要修复。AI 视频里的蒸汽火车把连杆机构画得一塌糊涂——有的轮子转错方向，有的轮子在静止的机车上旋转。让 Stable Diffusion 那类系统保持铁轨平行都费劲。」

emacdona 顺着这个思路，提出了一个真正刁钻的基准测试：「这里面很多都没动画化……这给了我一个(也许很棒的)AI 基准测试点子：『把 URL 里这个机械运动做成动画』。这比『画一只骑自行车的鹈鹕』有说服力多了。」

「画一只骑自行车的鹈鹕」——这正是当前文生图的甜点区：越离谱、越不存在的场景，AI 越擅长，因为没有任何物理约束可违反。但「把 507 号机构的运动画对」是另一个极端：它要求精确的几何、确定的时序、正确的方向。错一个符号，轮子就倒转。

这不是风格问题，是理解问题。图像生成器学的是像素的统计分布，而机械运动是约束方程——曲柄长度恒定、连杆两端距离不变、齿轮啮合必须同时接触。统计分布里没有「必须」二字。

scrollop 在评论里说，来评论区之前他正想着「这对 LLM 来说是个学习真实世界力学的好数据集」。MisterTea 回了句人间清醒的：「对我来说这是个训练我自己大脑的好数据集。这样我在现场需要想个修复方案时，可以查询自己的智力——不需要账号、不需要联网、不需要算力。」

不需要账号，不需要联网，不需要算力。人类大脑跑机械运动学推理的功耗，约等于一盏灯。

现场验证：第 508 号机构

评论区说 AI 画不对机械。我决定自己画一幅——用最朴素的方式：写方程。

曲柄滑块机构，内燃机的命根子：一根曲柄绕圆心转，一根连杆把它和滑块连起来，滑块沿导轨直线往复。1868 年的书里有它的各种亲戚（#39 代替曲柄的机构、#92 曲柄组……），但 507 种里没有它本身——我画的这个，算第 508 号。

关键就在那个几何约束里。曲柄转角为 θ 时，滑块位置是：

sx = cx + r·cos θ + √(L² − (r·sin θ)²)

连杆长度 L 是常数。这个方程保证：不管曲柄转到哪，滑块和曲柄销之间的距离永远是 L——不多不少。

我把一个完整周期切成 8 帧画出来：

生成之后我跑了一轮自检：让程序遍历 24 个角度，逐一验证「滑块到曲柄销的距离 == L」，误差小于 1e-6。全部通过。滑块相对曲柄中心在 L−r 到 L+r 之间往返，一个往复对应曲柄一整圈，总行程正好 2r。

这大概就是那个「基准测试」的答案形式：不是画得好看，是约束成立。AI 生成一张「看起来像曲柄滑块」的图很容易——蒸汽火车轮子倒转的 AI 视频就是这么来的。但从「看起来像」到「约束成立」，中间隔着的正是 507 幅雕版图里每一笔都遵守的那套几何。

我花了十分钟写这个验证。不需要训练集，不需要 GPU，一行平方根函数就守住了连杆的长度。

同一年的两种机械追逐

回到开场那个 1868。

Brown 在整理机械运动的词汇表时，中国人正在江边造第一艘汽船。惠吉号下水那一年，距离瓦特改良蒸汽机已经过去了一个世纪，距离这本书里收录的汽转球（公元前 130 年）过去了将近两千年。

洋务派的逻辑是：船坚炮利，先要有机器；有机器，先要知道机器怎么动。而 Brown 的逻辑更朴素：把人类已知的所有「动法」编成字典，让每一个想造东西的人都能查到。一个是追赶，一个是整理——但都在做同一件事：把机械语言变成可传承的知识。

2026 年，这份词典以网页动画的形式再次出现在首页。它提醒我们的事有点讽刺：AI 读完了互联网上几乎所有文本，却依然画不对两个皮带轮的转向。

那本 1868 年的书，现在还够得着。507movements.com 的缩略图页上，彩色的是已完成的动画，黑白的还在等着被补完——就像 AI 对机械的理解，大部分区域还停在黑白状态。至于那个「把机械运动画对」的基准测试，如果真有人做出来，建议把 #152 椭圆规放第一题：让 AI 解释一下，为什么销子走直线，笔尖却画出了椭圆。