利用牲畜力轧蔗取聚或制糖的情形如图57所示口
’天工开物上叫·它做造糖卓。对于它的构造记载的相当群粑。“凡造糖章制，
用横板二片，长五尺，厚五寸，阴二尺。两头凿眼安柱，上笱出少静，下笱出板二
三尺，埋筑土内，使安稳不摇。上板中凿二眼，并列更轴两根（按即两个辊轴，原
茳称：木用至坚重者），轴木大七尺围方妙。两轴一长三尺，一长四尺五寸。其
长者出笱安犁儋。掂用曲木，长一丈五尺，以便想牛团蒋走。轴上凿齿，分配雌
雄。其合裢处须直而圆。圆而楗合，夹蔗于中，一轧而过。……蔗过壤流。再拾
其津，向轴上稿嘴报入，再轧又三轧之，其汁尽矣。……” ’’
踊57卓1蔗取紫’
（采宋J、Z星：天工开物）
这种机械在我国南方各省产蔗糖的地区仍在沿用，惟不知确虫创始子何时。
·55·
宋代王灼‘D糖霜措第四上载着：“糖霜户器用：日蔗剖，如破竹刀而稍程。
日蔗镰，以创蔗，髓四寸，长尺静，势微弯。日蔗凳，如小杌子，一角凿孔立木
叉，束蔗三五挺闼叉上，斜跨凳判之。日蔗碾，絮牛以碾所劁之蔗，大硬石为
之，高六七尺，重千余斤。下以硬石作槽底，循环丈余。曰榨斗，又名竹袋，以
压蔗，高四尺，褊当年慈竹为之。日枣杵，以筑蔗入榨斗。日榨盘，以安斗，类
今酒槽底：日榨林，以安盘，上架巨木，下蒋轴dl索压之。……’’就这一嵇载．
看，宋代制造蔗糖仍是用碾碾碎，然后用一种压榨机把蔗浆压出，再行熬炼。所
用的石碾似与我国西南部今，日仍在使用的石碾相同，所用的原动力同样是牲畜
力。所用的压榨机似与我国今日若干地区仍在使用的造酒榨林相同。如果这样推
测是正确的蟊，剐上进轧蔗取浆的造糖章的发明时期可能在宋代以后。但至晚也
在宋应星著天工开物以前。
总起来祝，我国知道利用牲畜力为原动力的时期是很早的。就琵载靛，至少
也在四千年以前。实际上可能还早得多。釉三千多年以前即知道用牲畜力耕田；
二千多年前，即知道利用牲畜力拉动餍排以供冶罐。后来更利用在凿井、汲卤、
枋耖和轧蔗等工作。
近一百多年来，在人类利用原动力方面，因热力和水力发屣的很快，牲畜方
似乎是处在次要地位，但是因为利用方便，在不少国家，尤其是农业国家，所利
用的原动力，牲畜力仍估很重要的地位。
就我国就，根据19'39年全国农情集报上的梳针，牛餍骡瞌四种主要牲畜共
计.50，5 57，000头，若平均按两个牲畜力相当一个机械工业上的餍力种算，全国
仍有二千五百多万属力，较之目前其他的原动力还多一些。可以看出它对于我假
生产方面的重要性。
二、风力
人类知道利用风力为原动力，时期也是很早的。应当是仅后于牲畜力。就我
国琵鼓土所得到的资料看，大体上可分为下列三个方面。即：(1)利用风力以表
王灼的生卒年月还没有考查出来。但糖霜漕第六内提到“宣和初宰相王黼劁应奉
司”的话；善后义有貂兴吾十四年(公元1 164年)队云茬守7C的跋话，可知塘霜
薏豹威予北宋末年或南宋初年，勘豹在公元1130年左右。。
明风的方向；(2)利用风力为一种原动力以帮助行船及行章；(3)利用一种风翰
把风的直彼街动力改变成一种迥转运动，以便作种种工作。现在分别叙述如下：
1．*用风五以表明风j方向
这一类多傈把一种程的羽毛或嗣帛（有桎少数用薄铜片的）作成一个扇形，装
在一个桴子上，使它能够按着，风的方向自动的旋蒋，头部总向着风吹来的方向。
有立在宫中的，有立在衙署的，有立在船上的，有立在军营的，更有立在一个章
上，当皇帝出行的时候走在牵蔫之前的。名称也有相风扁、伺风扁、相风竿、占
风旗及相风患舆等等。有关这一种的琵《如下：
后唐属编所著的中华古今在上载着：“伺风扁，夏禹所作也。禁中置之，以
为恒式。”
清代刘凝云所著的格物中法上载着：“淮南子，若脘之候风也。”“晋害，
卓鬻出，相风在前。刻扇于竿上，名日相风竿。”“太平御霓，引兵害，五两候
风法，以黜羽五两，建五丈旗，取羽蘩其巅，立罩营中。’’“开元遗事，’五王宫
中，各立长竿：挂五色旌于竿上，四垂凝以金铪。如绘有声，即往税旌之所向，
可以知四方．风候。’’，
宋史卷一百四十九奥服志上载着：“相风患舆，上载长竿。竿杪刻木为患。
垂裁毛笛，缸授带，下承以小盘，周村#裙。赭扁形，舆士四人。’7
宋人所著的万花锦病谷上载着：“晋卓懿出，相风在前，刻患在竿上。名日
相风竿。今樯舄乃其遗意。”坡蒋茳：
扁。遇千里风乃动。”．（初学琵）
“又长安有灵台，高十丈，上有相风铜
清汪汲所著的古愚消夏录上载着：“宋将颍
叔为江淮发运，尝立占风旗于署前以候之。”
、z．剩用风力为一种原动力以括助行N及行
章
当人类最初发明利用风力的时候，无疑是先
利用它在蓖妆方向发生的一种压力或推力，以帮
助人力的不足。船上用的帆就是桎显著的实例，
如图58昕示。
风的方向若和船前进的方向相同，那是最好
圃68船帆
（采圊香集成）
不过了，因为这样可以利用风力的全部。风的方向若是对于船前进的方向有倾斜
，’
·57·
霞，可以一面控制帆的位置，一面用舵以矫正船前进的方向，也可以利用风力的
～部分。但是这就需要此较高的智慧了。
一般的方法是在帆樯上把帆偏着装上，使一边宽些，一边窄些。在竟的一边
昀边椽上繁上糨。按照襁的戆紧以变更帆的位置，蠲接以适应风的方向。这是很
合乎力学的一种发明。按理输藐，
-部分风力可以利用。
‘物原上筑：“燧人以瓠济水，
篷礁帆碴。”
风向对船向的倾斜度只若在90。之内，就有
伏牺始乘桴，轩辕作舟楫，……夏禹作舵加以
物原上藐帆是夏禹所发明，还没有其他的根据，但是甲骨文里边的凡字鼠及
Aci)，有人忍为就是后来帆字的原始字。按象形貌似乎是很有理由，、叮兄即使不
是禹所发明，也晚不了多久，即最少也有三千多年的历史了（殷代由公元前1401
1手一公元前1122年）。到汉代刘熙所著的释名上已有了帆字，并解释祝k“帆
乏也，随风张幔日帆。”可能凡是帆的原始字，后来因为用布帛之类制成，方加
一l-一个“巾”字旁。7
我国青岛附近，有在手推小卓上加帆的，如图59所示。最近吴学蔺同志对
我就，吉林省冬季，电有在冰林上加帆的。惟都不知创始的年代。原理上和船
上加帆是一样的。
圃59手推率上咖帆
（崩旭东同意供：；台）
—、—～
僦(1)Z÷芳圃：甲骨学，文字编第}．三。，
·58·
3，，，稠用一种风翰把风的童穗蕾动力改变为一种逅麓动力，以便作种种工作
、我国在这一方面有两种很好的发明，并且都是把直妆方向的风力加以控制，
使一个轴发生迥转运动，以使作种种工作。在利用风力上来看，是前进了一大
步。其中立帆式一种更是我国所独有的。
第一种是在江苏无锡一带所看到的，它的式样有些和荷兰式风输相似。但是
此较筒酶，浪有它那个固定的建筑物。由四个或六个帆装成一个输形，带动_个
横轴转动，再用一条糨和两／卜糯输或一条键和两个罐输把横轴的运动传到接近地
面的另一个横轴上。这一个接近地面的横轴就是扬水的翻卓（我国俗名很多，如
龙骨率、水龙、水蜈蚣、水卓等）的上轴。这样当风力推动风输蒋动时，就传到
下轴带动翻卓拐水。
这一种风翰的缺点是没有适应风向的装晷，每当风向有变更的时候，要用人
-j搬它一下，使它总是正对风向。
这一种风输发明的年代还不十分清楚，它很可能是由风章发展而来。多年以
来，我国儿童在年节时所玩的风率，在原理上是和风输完全相氟，惟风输是由风
力吹动，在一定的地方旋蒋。风卓刖有风昀时侯，可以占在一定的地方由它嶷
蒋；，无风的时候，儿童就高举着它，向一定的方向
跑，使它得到有风的穑果，也会同样的旋转。因妁
风牵这种东西，在辽阳三道壕东汉晚期汉墓的壁画
上已有表现，可知至少已有一千七百多年的历史。
明代刘侗等所著的帝京景物略卷之二，春节上载
着：“……剖梳稽二寸，错互贴方祗其两端。祗各
粗绦。中孔以釉竹横安秫竿上，迎风张而惫走，剐
旋转如输。舡禄浑浑如晕，日风牵。开
近时所觅的，比较更有进步。不用方祗块，而
代以多数纸条。由税稽制一输形，把各祗条的一端
贴在输毂上，外端剥依次贴在翰椽上，惟使扭转构
九十度的角度。t当有风时，使迎风而立，无风时立
直前趋，剐旋辖如输。更在轴上装置一个或两个小
横板（相当一个或两个凸翰），每旋辖一次，就击
柚60小孩凰卓圈
动一个或两个乒右弹力的小横桴一下（通常是把小横樨姣在两条小糨之flD，桴
·59 *
的他端就敲一个小鼓一下。实在是具有风输，凸输，梗桴及弹簧等合饼作用的一
种玩具。其构造如图60所示。
后来宋应星所著的天工开物乃粒第一卷上有：“扬郡以风帆数扇，俟风椿．
牵，风息刖止。”在方以智著的物理小裁卷之八上也载着：“……用风帆六幅，．
卓水灌田，淮拐海壤酱为之。’’剐更达到完全为农业服务的程度。
图61是解放初年华东区农业科学研究所农具系所改良的式样。它加上了自
动变更方向的装置和风力过大时防备风输被破坏的装置。其余的部分仍旧保留原．
来的形式。
圃61江苏一带的瓜输 圈62立帆式凰输，
另一种是在大沽和塘沽一带所看到的。我们可以噼它做“立帆式”。当地有噼一
做“走属灯’’式的。图62表示它的外形。图6 3可表明它的装置和工作的原理。
圃83立帆式凰输动作的原理
·60·
这一种风输的构造，可以筑是直接由船帆变化成功的。将同大的八个船帆，
各偏装在一个直立的桴上，即外边的一部分比较窄，里边的一部分比较宽，如
图'63 B处所示。各帆的正中上端剐各由一糍E繁之。此糨翟过滑卓P下行而
繁于下部的横桴上。各帆的里边用D糨拉着，D糯的长度以当帆面与风向垂-直
时恰能使糨拉紧为度。
因帆的正中彼落在B桴的里侧，帆的全体又能辘B桴转动，故当全输旋
转时，每一帆蒋到顺风的一边，就自动的和风向垂直，穑果所得的风力最大。蒋
到逆风的一边，就自动的和风向平行，穑果所受的阻力最小b此种作用不受风向
改变的影响，即风无揄从哪个方向吹来，风输总是向同一个方向迥蒋。这是这种
风输彀种上最妙的一点。
当风力过大的时候，就髯E耦使帆下落一段，帆所受的风力自然减小，风
输迥蒋的速度不致失之太大，甚至使全输受损。
又图上F表示中圈的立轴，其下端平装一个斜齿输L，和旁边横轴上过装的
一个斜齿翰M相衔接，就可以把所发的原动力传到外部≯我国沿海产盐地区，，
用这种风输拐海水的很多。惟创始的年代和发明人还没有考征出来。但宋代盛如
梓所著“蔗斋老学/A谈”上载着湛然居士集(，’泳河中府风景待里边有“……园林
无尽处，花木不知名，衙凤磨旧麦，悬碓杵新粳”的句子，似乎金末元初已有了
利用风力的磨，即至少已有七百多年的历史，惟是不是利用的立帆式，不够十分
明确。
总起来藐，我国对于利用风力的发明是很早的，按构造来就，更有独特劁遣
之点。
-。水力
我国对于水力的利用，发明的也是很早的，并且利用的方面很广。现在就已
稷得到的史料分别叙述如下：
1．用水的上浮力
我国对于水力的利用首先是它的上浮力。最早的实例就是“刻漏’’或“铜壶
滴漏’’。
注(1)湛然属士集是金末元初耶律楚材（公元1190-1244年）著的。
·61·
我们用~漏以表示时蠲，发明的很早。隋害卷十九，天文志上藐：“黄帝詹lj
观漏水。竹刻漏是否劁始于黄帝很不容易断定。但是周81J -夏官里有挈壶氏，所
以若推断刻漏的发明已豹有三千年左右的历史，似乎是可以的。
刻漏的构造，就古今图害集成历法典上所指出的，各代微有不同，所用的壶
数也不一样。如图64、图65所示。但主要的是利用水的上浮力剐完全一致。
又水由一定大小的出口在一定时蠲流出的量和水面的高度有关；打算在一定的时
髑流出的量恒为一定，就必须保持二定的水面高度这一个规律，刽造刻漏的时候
是已柽掌握了的。
圈94唐代吕才刻漏
（采圃窨集成）
踊85宋代燕赢刻漏
（采蠲窨集成）
广州所存元代延祷年圈的铜意滴漏，宦的记载上魏：“……四壶分四层，上
三层底隅有孔，以漏水铜笕承之，以次相注，滴入箭壶。昼漏卯初一刻上水，夜
漏西初一刻上水。壶中有意箭，随水之高下而出兄赢面。箭上刘时刻分数。水加
一刻时，、漏浮一刻。与赢平面，昼夜箭刻尽矣。∞
宋炙卷四百六十二方技下，信怀丙传上载着：“河中府浮梁，用铁牛八稚
之。一牛且数万斤。后水暴涨粑梁，牵牛没于河。募能出之者。照定佾怀丙以二
大舟实土，夹牛椎之。用大木为权衡状，钩牛，徐去其土，舟浮午出。”
明代李卓吾所著的初潭集上也有同样的记载，并鬣明时蠲是在治平中(4\元
1064-1067年)o
历史E这一类的记载是不少的，如曹植的用船称象，文彦博的用水浮球，都
是对于水利上浮力有忍激的。
- 62 -
2．用水力拉风箱和箭面
关于利用水力拉风箱的记载，最早的是后汉害卷六十一杜诗传：“……建武
七年（公元31年）迁南阳太守。造作水排，镣为农器，用力少而兄功多，百姓
便之。’,盏云：“冶铁者为排吹炭，命激水鼓之也。”其次是本章牲畜力一项所
引的三国志魏害稗暨传上所载的一段，因为稗暨是南阳人，他很可能受到杜待水
排的影响。
在王祯农耆卷二十所记载的水排的构造如下：“……其制当选湍流之侧，架
木立轴，作二卧输，用水激蒋下输，则上输所通被索，通激翰前旋鼓掉枝（按郎
曲柄），一例随辖。其掉枝所置行桄因而推鞔卧轴左右攀耳以及排前直木，剧排
随来去，掮冶甚速，过于人力。，，所袷原图有不甚合理的地方，令斟酌改画如前
图53所示。中国历史博物髓复原的模型如图66所示。
圃66水排模型
（现陈列在中圆隧兜博物筒）
由一般的常澈推想，由人排一跃而发展为水排是不容易的。若先发展为属
排，再进一步只改变原动力，就是挽不用餍力而用水力，但机构上改变不大，就
比蛟自然了。
在王桢农害卷二十又载有“水击趣罗”一种。他叙速鬣：“水击斑罗，随水
. 63·
磨用之，其机与水排俱同。罗因水力互击椿柱，筛趣甚速，倍于人力。”其构造如
图67所示。
圃67水击趣罗躅（采王祯：装害，稍加改正）
由以上两种琵载看，我国在一千九百多年以前就发明了用水力迥蒋一输，并
用一曲柄遵桴机构由迥蒋运动改变为一捍的摆动或直彼的往复运动，使能拉动水
排，后来更发展到能够筛面。
3．用水力为天文仪器的原动力
我国发明用水力为天文仪器的原动力，自后汉张衡（公元78-139年）以
后，历史上不断有筒略的韶载。
晋者卷十一，志第一，天文上：“……张平子既作铜潭天仪，于密室中以漏
水蒋之。命伺之者髓户而唱之：基伺之者以告灵台之观天者，日：璇瓒所加，某
星始兄，某星已中，某星今没，皆如合符也。’’
北史卷八十九，艺术传：“耿翻造潭天仪，不假人力，以水蒋之。施于曙室
中，使智宝外候天时，动合符契。……”’
新唐耆卷三十一天文志：“……韶一行与（粱）命瓒等，更铸潭天铜仪园天
之象。具列宿赤道及周天度数。注水激输，命其自转，一昼夜而天运周o……”
在宋代苏颈著的新仪象法要上，记载的更为群粑，并附有总图和分图。图
们和图69表示六十多个图中的两个。
·64·