丁　宏

(太原理工大學(xué) 馬克思主義學(xué)院，山西　太原　030024；中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所博士后流動(dòng)站，北京　100010)

?

傳統(tǒng)機(jī)械蘊(yùn)含的科學(xué)技術(shù)思想*
——以水排為例

丁宏

(太原理工大學(xué) 馬克思主義學(xué)院，山西太原030024；中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所博士后流動(dòng)站，北京100010)

[摘要]傳統(tǒng)機(jī)械是傳統(tǒng)工藝技術(shù)的重要組成部分，其構(gòu)造、制作和推廣反映了制作者和推廣者自身和其所處時(shí)代的科學(xué)技術(shù)思想。水排是我國古代典型的以水力為原動(dòng)力的冶鐵鼓風(fēng)機(jī)械。文章采用文獻(xiàn)考察和實(shí)物考證相結(jié)合的方法，以水排為案例，從水排的構(gòu)造、動(dòng)力、運(yùn)行、發(fā)明和推廣四個(gè)方面探討了水排所蘊(yùn)含的古代科技思想。

[關(guān)鍵詞]傳統(tǒng)機(jī)械；水排；科學(xué)技術(shù)思想

[DOI] 10.16396/j.cnki.sxgxskxb.2016.03.024

傳統(tǒng)機(jī)械是傳統(tǒng)工藝的重要組成部分。自1875年開始，國外學(xué)者對地動(dòng)儀、指南車的研究開啟了國外中國機(jī)械史研究的先河。20世紀(jì)20年代開始，國內(nèi)外許多學(xué)者開創(chuàng)并發(fā)展了中國機(jī)械史這一研究領(lǐng)域[1]。目前學(xué)界對傳統(tǒng)機(jī)械史的研究主要是在文獻(xiàn)、考古資料分析的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)機(jī)械的機(jī)械原理進(jìn)行闡釋，對傳統(tǒng)機(jī)械進(jìn)行復(fù)原。很少有學(xué)者從科技思想的層面對傳統(tǒng)機(jī)械的發(fā)明、使用和推廣進(jìn)行研究。傳統(tǒng)機(jī)械是傳統(tǒng)的工藝技術(shù)大師制造的，是傳統(tǒng)工藝技術(shù)的直接體現(xiàn)者，有自身發(fā)展的土壤和環(huán)境，其構(gòu)造、發(fā)明和推廣是偶然的，更是必然的，它的發(fā)明、使用和推廣必然受到當(dāng)時(shí)社會思想的影響。從這個(gè)意義上說，傳統(tǒng)機(jī)械體現(xiàn)了我國傳統(tǒng)的科學(xué)技術(shù)思想。

水排是東漢建武七年(31年)，南陽太守杜詩發(fā)明和推廣的我國古代典型的以水力為原動(dòng)力的冶鐵鼓風(fēng)機(jī)械。其后，水排經(jīng)過魏國的韓暨、后魏的高隆之的改進(jìn)和推廣，其結(jié)構(gòu)不斷完善，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。直至近代在四川、云南、湖南、浙江等省的土高爐還是用“水排”來鼓風(fēng)，可見水排應(yīng)用范圍之廣和生命力之強(qiáng)[2]。李約瑟指出，水排是機(jī)械學(xué)的重大創(chuàng)舉，是最早的通過曲柄、連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置。劉仙洲指出：“就構(gòu)造上說，水排比水磨、水碓、水碾和水力天文儀器，都重要的多?！盵3]542劉仙洲、楊寬、李崇州等從現(xiàn)代機(jī)械學(xué)的角度對水排的機(jī)械性能進(jìn)行了研究，并對水排進(jìn)行了復(fù)原。因此，本文從水排的構(gòu)造、動(dòng)力、運(yùn)行、發(fā)明和推廣四個(gè)方面探討水排所蘊(yùn)含的科學(xué)技術(shù)思想，希望為我國傳統(tǒng)機(jī)械史的研究提供新的研究路徑。

一、機(jī)械思想

水排的構(gòu)造反映了我國古代傳統(tǒng)機(jī)械簡單機(jī)械的思想。機(jī)械的定義有二種。第一種，劉仙洲指出：“機(jī)械者，兩個(gè)以上具有抵抗力的機(jī)件的組合體，動(dòng)其一件，則其余各件，除固定的機(jī)架以外，各發(fā)生一定的相對運(yùn)動(dòng)或限制運(yùn)動(dòng)，吾人得利用之使一種天然能力或機(jī)械能力發(fā)生一定之效果或工作者也?！盵4]6機(jī)械的功用：改變不適宜直接做功的能力為機(jī)械能能力；改變力量的大?。桓淖冞\(yùn)動(dòng)的種類；改變運(yùn)動(dòng)的方向；改變速度的大小及第一種功用的反用[3]8-9。第二種，陸敬嚴(yán)等指出：機(jī)械是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱，它的根本目的是完成特定的運(yùn)動(dòng)(功能)，然后才是省力。機(jī)械的特征：它是許多構(gòu)件的組合體；其各構(gòu)件間具有確定的相對運(yùn)動(dòng)；它能轉(zhuǎn)換機(jī)械能或完成有效的機(jī)械能。三個(gè)特征都具有的就是機(jī)器，僅具有前兩條特征的是機(jī)構(gòu)[5]1。

由以上資料可以看出，機(jī)械的特點(diǎn)首先是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，其次才是改變運(yùn)動(dòng)的種類、改變力的大小、速度、方向。

水排的分類和形制。最早關(guān)于水排分類和形制的記載見于王禎的《農(nóng)書》，王禎在書中指出：

其制，當(dāng)選湍流之側(cè)，架木立軸，做二臥輪。用水激下輪，則上輪所周纟玄索通繳輪前旋鼓，棹枝一側(cè)隨轉(zhuǎn)。其棹枝所貫行桄而推車免臥軸左右攀耳，以及排前直木，則排隨來去，搧冶甚速，過于人力?！溆忠环?，先于排前直出木簨，約長三尺，簨頭豎置偃木，形如初月，上用秋千索懸之。復(fù)于排前植一勁竹，上帶纖索，以控排扇，然后卻假水輪臥軸所列拐木，自然打動(dòng)排前偃木，排即隨入，其拐木即落，纖竹引排復(fù)回，如此間打，一軸可供數(shù)排，宛若水碓之制，亦甚便捷*見王禎《農(nóng)書》：“農(nóng)器圖譜集之十四”“利用門”。。

根據(jù)王禎《農(nóng)書》的記載，可知古代水排有立輪式和臥輪式兩種。經(jīng)過修正的圖片見圖1、圖2。

1.水輪；2.臥軸；3.拐木;4.偃木；5.秋千索；6.木簨；7.勁竹；8.牽索；9.皮囊；10.冶鐵爐圖1　立輪式水排結(jié)構(gòu)圖[6]28

1.水輪臥軸；2.拐木;3.偃木;4.秋千索；5.木簨；6.勁竹；7.纖索；8.皮囊圖2　立輪式水排結(jié)構(gòu)圖[5]251

從王禎《農(nóng)書》的記載和水排的結(jié)構(gòu)圖可以看出，水排已經(jīng)基本具備了發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)和工具機(jī)(工作機(jī))三個(gè)結(jié)構(gòu)。如圖1，立輪式水排的發(fā)動(dòng)機(jī)為：1.水輪；傳動(dòng)機(jī)為機(jī)構(gòu)2—8的組合體；工作機(jī)為9.皮囊。如圖3，臥輪式水排的發(fā)動(dòng)機(jī)為：1.下臥輪；傳動(dòng)機(jī)為機(jī)構(gòu)2—10的組合體；工作機(jī)為11.排扇。

1.下臥輪；2.上臥輪；3.豎軸；4.弦索；5.行桄；6.棹枝;7.旋鼓；8.攀耳；9.臥軸；10.直木；11.排扇圖3　臥輪式水排結(jié)構(gòu)圖[6]36

1.活門；2.木扇；3.攀耳；4.臥軸；5.行桄；6.棹枝；7.小輪；8.繩索;9.大輪圖4　臥輪式水排結(jié)構(gòu)圖[4]52

立輪式和臥輪式水排都體現(xiàn)了簡單機(jī)械的思想。首先，水排體現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換思想。水排將水能轉(zhuǎn)換為風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。其次，水排實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)變。水排尤其是臥輪式水排，使用連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)之間的相互轉(zhuǎn)化是人類機(jī)械思維重要的突破。臥輪式水排的裝置同蒸汽機(jī)車甚至內(nèi)燃機(jī)上的轉(zhuǎn)輪、偏心曲柄、連桿和活塞桿機(jī)械原理相同,區(qū)別只在于動(dòng)力來源不同[2]。中國是水能驅(qū)動(dòng)，歐洲的原始發(fā)動(dòng)機(jī)是以蒸汽力作用于活塞。李約瑟曾評價(jià)說，中國機(jī)械將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，反過來，歐洲機(jī)械把直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng)。兩者在其余各方面是完全一樣的[7]。再次，水排可以改變力的大小、方向和速度?？梢酝ㄟ^控制水流來控制水排鼓風(fēng)的大小、速度和方向。杜詩因?yàn)椤霸熳魉?，鑄為農(nóng)器，用力少，見功多，百姓便之”，被南陽人尊稱為“杜母”(《后漢書·卷31·杜詩傳》)?！度龂尽份d：“舊時(shí)冶作馬排，每一熟石用馬百匹；更作人排，又費(fèi)功力；暨乃因長流為水排，計(jì)其利益，三倍于前。在職七年，器用充實(shí)。”(《三國志·卷24·魏書·韓暨傳》)后魏的高隆之，更是因?yàn)橥ㄟ^人工引水推動(dòng)水排的運(yùn)行，被后人稱為“冶煉老祖”。清嘉慶《安陽縣志》卷5引《水冶圖經(jīng)》說：“后魏(386—534年)時(shí)引水鼓爐，名水冶，仆射高隆之監(jiān)造?！?/p>

二、無為思想

水排以水力為原動(dòng)力反映了漢代的無為思想。“無為”是《老子》思想的精髓，是老子“道”的本質(zhì)?！盀椤弊值淖畛跻馑际侵浮皬氖罗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)”，殷商時(shí)期泛指人們進(jìn)行的各種實(shí)踐活動(dòng)。從“生而不有，為而不恃”(王弼著《老子注》二章)，“為大于其細(xì)，……天下大事，必作于細(xì)”(王弼著《老子注》六十三章)等，將“為”和“生”“作”相比，可知“為”還有“創(chuàng)造之作活動(dòng)”的意思。漢代黃老的“無為思想”占統(tǒng)治地位，它的影響擴(kuò)展到當(dāng)時(shí)的各個(gè)領(lǐng)域。西漢建國初期，社會殘破，民生凋敝，與民修養(yǎng)的“無為”政策是高、惠、文、景四代皇帝施政的基本國策，其聲譽(yù)在司馬談的《論六家要旨》中達(dá)到了高峰。武帝時(shí)期，雖然確立了“獨(dú)尊儒術(shù)”的國家政策，但這并沒有使“無為思想”銷聲匿跡，相反在哲學(xué)上還著力發(fā)展“崇尚自然”和“無為”的思想。東漢初年，雖然思想領(lǐng)域讖緯、今文經(jīng)學(xué)、古文經(jīng)學(xué)三足鼎立，但黃老的無為思想仍然有著深遠(yuǎn)的影響，肯定對東漢的杜詩產(chǎn)生了比較大的影響，促使他發(fā)明和推廣了水排。

陸敬嚴(yán)將中國機(jī)械史分為簡單機(jī)械、古代機(jī)械、近代機(jī)械、現(xiàn)代機(jī)械四個(gè)時(shí)期[8]。馮立升進(jìn)一步對機(jī)械史的分期進(jìn)行了細(xì)化，將中國科技史分為六個(gè)時(shí)期：即形成和積累時(shí)期，從遠(yuǎn)古到西周時(shí)期；迅速發(fā)展和成熟時(shí)期，從春秋時(shí)期到東漢末年；全面發(fā)展和鼎盛時(shí)期，從三國時(shí)期到元代中期；緩慢發(fā)展時(shí)期，從元代后期到清代中期；轉(zhuǎn)變時(shí)期，從清代中后期到解放前的發(fā)展時(shí)期；復(fù)興時(shí)期，解放后的發(fā)展時(shí)期[9]。無論采用哪一種分期方法，我國古代機(jī)械設(shè)備的原動(dòng)力都經(jīng)歷了“人力—畜力—自然力(風(fēng)力、水力)”這樣一個(gè)過程。以水力為原動(dòng)力的機(jī)械主要出現(xiàn)在漢代*漢代桓譚的《桓子新論》中記載：“宓犧之制杵舂，萬民以濟(jì)，及后人加功，因延力借身重以踐碓，而利十倍杵舂。又復(fù)設(shè)機(jī)關(guān)，用驢、騾、牛、馬及役水而舂，其利乃且百倍。”在東漢服虔《通俗文》和孔融的《肉刑論》中也有“水碓”一詞，此后，各代文獻(xiàn)中都有文獻(xiàn)記載水碓。由此可以推斷，漢代已經(jīng)開始利用水碓來杵舂，也就是說漢代已經(jīng)開始使用水力機(jī)械。。水排是我國古代以水力為原動(dòng)力的冶鐵鼓風(fēng)機(jī)械，它的發(fā)明和使用比歐洲早1200年[10]，水排原動(dòng)力的變化具有代表性。

水排的主要作用是對冶鐵爐進(jìn)行鼓風(fēng)。古代的鼓風(fēng)設(shè)備從殷商時(shí)代鑄造“司母戊大方鼎”的“皮囊”，經(jīng)過春秋末期利用人工鼓風(fēng)冶煉利劍干將、莫邪的“橐(皮制風(fēng)囊)”，以及后來利用畜力的獸排(牛排、馬排)，到東漢的水排。鼓風(fēng)設(shè)備從利用人力、畜力，到利用自然力的轉(zhuǎn)換，這其中反映了人們從“改造自然”到“利用自然”思想模式的轉(zhuǎn)變，也是漢代“無為思想”的具體體現(xiàn)。

三、五行思想

水排的運(yùn)行機(jī)理反映了漢代的五行思想?！拔逍兴枷搿北活欘R剛和龐樸稱為“中國人的思想律”和“中國文化的骨架”。它起源于商周，發(fā)展于春秋，戰(zhàn)國時(shí)基本定型，是中國古人用于認(rèn)識和解釋自然的世界觀和方法論。漢代雖然“罷黜百家，獨(dú)尊儒術(shù)”，事實(shí)上，漢代儒學(xué)綜合了先秦百家思想，特別是陰陽五行思想。正如顧頡剛先生所說：“漢代人的思想骨干是陰陽五行。無論在宗教上，在政治上，在學(xué)術(shù)上，沒有不用這套方式的?！盵11]在漢代無論是水排的發(fā)明者杜詩還是具體制作的工匠都必然受到“五行思想”的影響?！拔逍小弊鳛檎芾硇运枷耄钕纫娪凇渡袝ず榉丁?。此書指出：

一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五曰土。水曰潤下，火曰炎上，木曰曲直，金曰從革，土爰稼穡。潤下作咸，炎上作苦，曲直作酸，從革作辛，稼墻作甘。

漢代的大儒董仲舒指出：

天地之氣，合二為一，分為陰陽，判為四時(shí)，列為五行。行者，行也。其行不通，故謂之五行。五行者，五官也，比相生而間相勝。(董仲舒《春秋繁露五行相生》)

天有五行：一曰木，二曰火，三曰土，四曰金，五曰水。木，五行之始也；水，五行之終也；土，五行之中也。此其天次之序也。(董仲舒《春秋繁露五行之義》)

由以上資料可以看出：(1)漢代“五行”的基本順序?yàn)椋骸澳尽稹痢稹?，這一順序與最初《洪范》中五行的順序已經(jīng)不一樣了，這里將“木”放在了首位；(2)漢代五行有“比相生而間相勝”的規(guī)律，即“相生序”和“相勝序”兩種順序。這兩種基本“規(guī)律”以及它們推導(dǎo)出的“相制原理”和“相化原理”對水排的發(fā)明產(chǎn)生比較大的影響。

漢代的冶鐵業(yè)分工已經(jīng)比較精細(xì)，根據(jù)南陽的考古遺址可以將漢代南陽地區(qū)的冶鐵作坊分為三類：單純冶鐵作坊；單純鑄造作坊；冶鐵、鑄造二合一的作坊[12]。此處以冶鐵作坊為例：水排的驅(qū)動(dòng)力為“水”，水排自身為“木”，燃料為“火”，冶鐵爐為“土”，冶鐵爐中的鐵礦石或鐵為“金”。水排的運(yùn)行暗合了“五行思想”。

水排鼓風(fēng)的過程反映了五行的“相生”和“相勝”思想。五行的“相生”思想為：水生木，木生火，火生土，土生金，金生水。水排的運(yùn)行過程為：水驅(qū)動(dòng)水排的轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪將水力轉(zhuǎn)化為連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿帶動(dòng)皮囊(木扇)，皮囊(木扇)對空氣壓縮產(chǎn)生風(fēng)，風(fēng)對燃料木炭(煤炭)進(jìn)行助燃，木炭(煤炭)對煉鐵爐進(jìn)行加熱，鐵礦石在煉鐵爐內(nèi)化為鐵水。簡單地表述這個(gè)過程為“水—水排—燃料—煉鐵爐*楊寬在《中國古代冶鐵技術(shù)發(fā)展史》中指出，在初期，煉鐵爐很小，構(gòu)造也很簡單，爐身一般用石頭和耐火粘土砌成，或用石頭砌成后涂上耐火粘土。煉鐵時(shí)也是，將碎礦石和木炭一層加一層地從爐子上加進(jìn)去，點(diǎn)燃木炭，然后鼓風(fēng)煉鐵。雖然，到西漢為至，我國已開始使用高爐煉鐵，但其使用的還是耐火磚、耐火土、土坯和草拌泥等。李京華在《南陽漢代冶鐵》中通過對漢代南陽冶鐵遺址的發(fā)掘整理指出，煉鐵爐的耐火材料就是就地挖掘的粘土。因此，從材料上看，可以將煉鐵爐視作“土”元素?！F礦石(鐵水)”。也就是說，水推動(dòng)水排運(yùn)行，水排通過皮囊對燃料進(jìn)行鼓風(fēng)助燃，燃料被鼓風(fēng)后對煉鐵爐中的鐵礦石和木炭進(jìn)行加熱，煉鐵爐中的鐵礦石受熱融化。水排鼓風(fēng)冶鐵的過程正好體現(xiàn)出“五行相生”的思想。五行“相勝”思想為：木勝土、金勝木、火勝金、水勝火、土勝火。水排控制煉鐵爐的溫度，鐵礦石的煉化程度決定了水排鼓風(fēng)的快慢，燃料燃燒的快慢又決定了鐵礦石煉化程度，水流度控制著水排鼓風(fēng)的大小進(jìn)而控制了火的大小，煉鐵爐的承受力又決定著燃料燃燒的快慢*煉鐵爐溫度的控制也很重要，《漢書·五行志》中記載：“成帝和平二年正月，沛郡鐵官鑄鐵，鐵不下，隆隆如雷聲，又如鼓音，工十三人驚走。音止，環(huán)視地，地陷數(shù)尺，爐分為十一，爐中銷鐵散如流星，皆上去。”由此可見煉鐵爐溫度控制的重要性。。水排鼓風(fēng)冶鐵的過程體現(xiàn)出“五行相勝”的思想。

水排鼓風(fēng)的冶鐵過程還體現(xiàn)了，“相制原理”和“相化原理”?！跋嘀圃怼睘椋禾囟ǖ臍邕^程是由毀滅著毀滅者的那種元素所“控制”，同時(shí)，起“控制”作用的元素總是由那種被毀滅的元素所產(chǎn)生。也就是說，水排冶鐵過程，毀滅的是“金(鐵礦石)”，按相制原理的推導(dǎo)“火滅金，但水控制其過程”。水流速的大小決定了鐵礦石熔化的過程。控制冶鐵過程的“水”與生成物“鐵水”在形態(tài)上都為“水”元素。“相化原理”為：由另外一種過程來相化一種變化過程，那另一種過程產(chǎn)生了更多的基質(zhì)，或者所產(chǎn)生的基質(zhì)比被初級過程所能毀滅的基質(zhì)更快。也就是說，“火滅(勝)金，但土相化這一過程?！币褵F礦石，必須用適宜的煉鐵爐來控制整個(gè)過程。否則，煉鐵的高爐會發(fā)生破裂。

四、民本思想

水排的發(fā)明和推廣反映了漢代的民本思想。“民本思想”就是以民為國家根本的思想。該思想起源于先秦時(shí)期，直至現(xiàn)在還是國家維護(hù)統(tǒng)治的根本出發(fā)點(diǎn)。《呂氏春秋》指出，人民是統(tǒng)治穩(wěn)固的基礎(chǔ)和國家根本的存在。孟子指出：“桀、紂之失天下也，失其民也。”“得天下有道，得其民，斯得天下矣?！?《孟子·離婁上》)“諸侯有三寶：土地、人民、政事”，“民為貴，社稷次之，君為輕”(《孟子·盡心下》)。對漢代思想產(chǎn)生很大影響的陸賈與賈誼指出：民為“萬世之本”(《新書·大政上》)，《淮南子》稱，“為治之本，務(wù)在于安民”，“安民之本，在于用足”(《淮南子·詮言訓(xùn)》)；“食者，民之本也；民者，國之本也；國者，君之本也?！?《淮南子·主術(shù)訓(xùn)》)國家為了“富民”必然想法提高和推廣生產(chǎn)工具，因此，水排的發(fā)明和推廣體現(xiàn)了“民本思想”。

漢代從建國開始就經(jīng)歷了不同程度的戰(zhàn)爭，整個(gè)社會的科學(xué)技術(shù)就在戰(zhàn)爭與和平的循環(huán)交替中發(fā)展前進(jìn)。西漢初年，為了鼓勵(lì)冶鐵業(yè)發(fā)展，統(tǒng)治者認(rèn)可民間的鹽鐵業(yè)：“漢興，海內(nèi)為一，開關(guān)梁，弛山澤之禁，是以富商大賈周流天下，交易之物莫不通?！?《漢書·食貨志》)到漢武帝時(shí)期，又將鹽鐵收歸國有，“攘公法，申私利，跨山澤，擅官市。”(《鹽鐵論·刺權(quán)》)無疑，這些政策在其初期都促進(jìn)了冶鐵業(yè)的發(fā)展，也為水排的發(fā)明創(chuàng)造了一定的技術(shù)條件。經(jīng)過漢武帝時(shí)期的混亂戰(zhàn)爭，在始元六年(公元前81年)為了達(dá)到“以明休息，思富養(yǎng)民”目的，開展了一次有關(guān)“鹽鐵專賣”大辯論。在辯論中，文學(xué)、賢良一方提出“衣食者民之本，稼墻者民之務(wù)也。二者修，則國富而民安也”(《鹽鐵論·力耕》)。他們主張?jiān)谵r(nóng)本商末的基礎(chǔ)上，重農(nóng)通商，既保證農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)地位，又發(fā)揮商業(yè)調(diào)劑余缺作用。這次“鹽鐵會議”成為漢代中期思想領(lǐng)域的重大轉(zhuǎn)折，標(biāo)志著“民貴君輕”的孟子思想成為儒家思想的正宗[13]。

事實(shí)上，在“民本思想”指導(dǎo)下，漢代很重視農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣和普及。公元前89年，搜粟都尉趙過在全國推廣了耦犁和耬車這兩種新式畜力播種的工具。此外，朝廷還組織全國各縣的縣令、三老、力田和老農(nóng)到京師學(xué)習(xí)，然后回去推廣養(yǎng)苗法、帶狀田耕種法。同時(shí)，各地農(nóng)夫和工匠對鏟、镢、鋤、耙、鐮、鏵等作了改進(jìn)。西漢晚期的民間技工還發(fā)明了帶動(dòng)石磨脫粒的風(fēng)車?！逗鬂h書·西羌傳》載：順帝永建四年(129年)虞詡上奏章道：“雍州之域，……因渠以溉，水舂河槽，用功盛少，而軍糧饒足?！薄八┖硬邸敝傅木褪撬裕坝霉κ⑸佟钡乃砸驳玫酵茝V。

在國家建國初期和不穩(wěn)定的時(shí)期，統(tǒng)治階級更需要發(fā)揮“民本思想”來促進(jìn)生產(chǎn)，維護(hù)國家的統(tǒng)治，東漢初年、三國和后魏時(shí)期正是這樣的環(huán)境。同時(shí)，冶鐵業(yè)是極費(fèi)人力的行業(yè)。《漢書·貢禹傳》說：“今漢家鑄錢及諸鐵官，皆置吏卒徙，攻山取銅鐵，一歲功十萬人已上?！倍旁娬窃凇懊癖舅枷搿庇绊懴掳l(fā)明和推廣了水排?！岸旁娮志觾?nèi)汲人也?！ㄎ湓?，歲中三遷為侍御史，安集洛陽。時(shí)，將軍蕭廣放縱兵士，暴橫民間，百姓惶擾，詩敕曉不改，遂格殺廣，還以狀聞?！吣?，遷南陽太守。性節(jié)儉而政治清平，以誅暴立威，善于計(jì)略，省愛民役。造作水排，鑄為農(nóng)器，用力少，見功多，百姓便之。又修治陂池，廣拓土田，郡內(nèi)比室殷足。時(shí)人方于召信臣，故南陽為之語曰：‘前有召父，后有杜母?！娮砸詿o勞，不安久居大郡，求欲降避功臣……司隸校尉鮑永上書言詩貧困無田宅，喪無所歸。詔使治喪郡邸，賻絹千匹。”[7]

從后漢書對杜詩的記載可看出，首先，杜詩是一位愛民官員，在蕭廣不聽其愛惜百姓勸告后，將其格殺。其次，在南陽任太守期間，也是極愛民力。造作水排的緣由是“便民”。南陽作為漢代冶煉中心，又位于中原核心地帶，在國家戰(zhàn)爭不斷或和平時(shí)期下，無論是制作兵器還是制作農(nóng)具，這里都有著繁重的冶鐵任務(wù)。東漢初年，剛經(jīng)歷過戰(zhàn)爭，人力很少，為解決這一難題，杜詩發(fā)明了水排來節(jié)省民力。同時(shí)，水排的推廣也是“民本思想”的體現(xiàn)。

韓暨：“韓暨字公至，南陽堵陽人也。……舉孝廉，司空辟，皆不就。……荊州牧劉表禮辟，遂遁逃，南居孱陵界，所在見敬愛，而表深恨之。……太祖平荊州，辟為丞相士曹屬。后遷樂陵太守，徙監(jiān)冶謁者，舊時(shí)冶作馬排，每一熟石用馬百匹；更作人排，又費(fèi)功力。暨乃因長流為水排，計(jì)其利益，三倍于前。在職七年，器用充實(shí)。制書褒嘆，就加司金都尉，班亞九卿。”(《三國志·魏書·韓暨傳》)

高隆之：“隆之身長八尺，美須髯，深沉有志氣。……高祖之臨晉州，引為治中，行平陽郡事。從高祖起義山東，以為大行臺右丞?！D(zhuǎn)并州刺史，封平原郡公，邑一千七百戶。隆之請減戶七百，……又領(lǐng)營構(gòu)大將軍，京邑制造，莫不由之。增筑南城，周回二十五里。以漳水近于帝城，起長堤以防泛溢之患。又鑿渠引漳水周流城郭，造治水碾硙，并有利于時(shí)?！?《北齊書·卷18·列傳第十·孫騰高隆之司馬子如》)

由以上資料可以看出，正是在“民本思想”的指導(dǎo)下，出于愛惜民力的考慮，韓暨和高隆之對水排做出了進(jìn)一步的改進(jìn)和推廣。魏國的韓暨，將馬排改作水排，極大地節(jié)省了人力和畜力；后魏的高隆之有明確記載的是第一位通過人工導(dǎo)引水流來驅(qū)動(dòng)水排的官員，這一舉措使得水排不再受地理位置的局限，可以在較為遠(yuǎn)離水流的地方，人工創(chuàng)造條件驅(qū)動(dòng)水排進(jìn)行鼓風(fēng)，更加方便了水排的推廣。

總之，中國傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)隨著社會發(fā)展，在不斷改進(jìn)。但這種改進(jìn)是由人來完成，作為特定時(shí)代的匠人，他們不可能脫離其所處的時(shí)代，他們的發(fā)明創(chuàng)造必然體現(xiàn)了其特定時(shí)代的思想，他們所發(fā)明創(chuàng)造的機(jī)械設(shè)備也必然打上時(shí)代的印記。正如柳宗悅所說：“人類智慧的異常的進(jìn)展，促進(jìn)了機(jī)械的發(fā)明，顯示了人的智慧的種種勝利?！盵14]這種“人類智慧的異常發(fā)展”必然通過具體的機(jī)械設(shè)備或工藝技術(shù)反映出來。作為中國機(jī)械史研究的一部分，也許發(fā)掘傳統(tǒng)機(jī)械中的科學(xué)技術(shù)思想，才能更好地理解文獻(xiàn)，才能更好地做好傳統(tǒng)機(jī)械的復(fù)原工作。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 張柏春.對中國機(jī)械史研究的回顧與思考[J].科學(xué)技術(shù)與辯證法，1994(6)：36．

[2] 丁宏.水排在古代大型冶鐵工程上的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究，2012(2)：73．

[3] 劉仙洲.儒法斗爭對我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響[J].中國科學(xué)，1974(11)：542．

[4] 劉仙洲.中國機(jī)械工程發(fā)明：第1編[M].北京：科學(xué)出版社，1962．

[5] 盧嘉錫，陸敬嚴(yán)，華覺明.中國科學(xué)技術(shù)史：機(jī)械卷[M].北京：科學(xué)出版社，2000：1．

[6] 張潤生，陳士俊，程惠芳.中國古代科技名人傳[M].北京：中國青年出版社，1981.

[7] 李約瑟.中國科學(xué)技術(shù)史:第1卷(導(dǎo)論)[M].北京：科學(xué)出版社,上海古籍出版社，1990(7):前言9．

[8] 郭可謙，陸敬嚴(yán).關(guān)于中國機(jī)械史分期的意見[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，1984(2)：1．

[9] 陳立升.中國機(jī)械史的分期問題[J].科學(xué)、技術(shù)與辯證法，1986(3)：58．

[10] 楊寬.中國古代冶鐵技術(shù)發(fā)展史[M].上海:上海人民出版社,2004：102．

[11] 顧劼剛.漢代學(xué)術(shù)史略[M].北京：東方出版社，1996.1．

[12] 李京華，張長山.南陽漢代冶鐵[M].鄭州：中州古籍出版社，1995：6．

[13] 金春峰.論漢代中期思想領(lǐng)域的變化[J].晉陽學(xué)刊，1985(2)：75．

[14] 柳宗悅.工藝文化[M].徐藝乙，譯.北京：中國輕工業(yè)出版社，1991：61．

Thought of Science and Technology Embodied in Traditional Machinery——Acasestudyoflograft

DING Hong

(CollegeofMarxismStudies,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;Post-doctoralResearchCenteroftheInstituteforHistoryofNaturalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100010,China)

[Abstract]Traditional machinery is an important part of the traditional technology, whose construction, production and marketing reflect the producer and promoters themselves and their ideas of science and technology of the times. Log raft is a typical ancient hydraulic machinery for smelting iron and airing. The article studied the ancient thinking on science and technology embodied in log raft from its structure, power, operation and its invention and promotion by using the method of literature investigation together with physical research.

[Key words]traditional machinery;log raft;thought of science and technology

[收稿日期]2015-12-11

[作者簡介]丁宏(1979-)，男，山西鄉(xiāng)寧人，太原理工大學(xué)講師；中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所博士后流動(dòng)站研究人員。研究方向：中國古代史、科學(xué)思想史。

[中圖分類號]G3

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1008-6285(2016)03-0092-06

*國務(wù)院綜改項(xiàng)目“山西省構(gòu)建新型農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)體系試點(diǎn)項(xiàng)目”理論子課題；山西省軟科學(xué)項(xiàng)目“山西高校在太榆科技創(chuàng)新城中的作用研究——以太原理工大學(xué)為例”(0204178)之成果。