回望千年前的水力機械

黃超

今天，我們的生產生活都離不開電，而在沒有電的古代，智慧的古人會選擇利用其他自然力來進行生產活動，如風力、水力等等。

中國利用水作為動力約有1900多年。《后漢書·杜詩傳》中有記載：“……（建武）七年（公元31年），遷南陽太守……造作水排，鑄為農器，用力少，見功多，百姓便之。”而下面介紹的這幅《閘口盤車圖》（以下簡稱《盤車圖》 圖1）便直觀地描繪了古代的一個官營的水利磨粉作坊，展現了古人是如何利用水磨和水擊面羅進行磨粉生產和銷售等活動的場景。

水磨和水擊面羅都是利用水排動力的農業機械工具，面羅類似于現代的“篩子”，有很多細密的網眼，水擊面羅便是利用水力進行篩選的面羅了。到魏晉南北朝時，水磨已十分普遍。但是，當時制作的水磨究竟是什么樣子，由于缺乏實物和圖像資料，我們尚不可知。《盤車圖》的出現，提供了水磨和羅面機最早也是最完整的圖像資料。

《盤車圖》中的磨面作坊

《盤車圖》現藏于上海博物館，是一幅界畫。五代時期的界畫在作畫時往往使用界尺引線，因此得名，寫實程度極高。元代畫論中常有“畫有十三科，山水打頭，界畫打底”的說法，不過我們今天之所以能夠從《盤車圖》中看到五代時候糧食加工機械的結構，不得不歸功于當時界畫技法的成就。

此畫描繪的是一個官營磨面作坊里的工作場景，畫面的左側是這個作坊的主體——安置水磨的堂屋，它營建在相當高的臺基之上。在距離堂屋后端的不遠處，各建有望亭一座。左邊的望亭里有頭戴硬腳幞頭、身著圓領袍衫的官吏和侍從，周圍是正在工作的民夫，有的在扛糧，有的在磨面、羅面，有的在揚簸，有的在清洗，有的在挑水，有的在引渡，一派作坊里忙碌的景象。整個磨面作坊三面臨水，既可方便貨運，利用水力磨粉，還能避免被“塵土臭穢所侵”，一舉三得。臺基前面的河道上有兩艘運糧的蓬船，對岸是坡道、木橋，上有民夫正在運送糧食。畫面的右端有酒樓一座，門上木牌標著“新酒”二字，門前建有酒食店招攬顧客的彩樓歡門，用彩帛、彩紙等扎成，樓中懸一布旌，上書“酒”字。透過二樓的門窗，可見官員模樣的人正聚齊一桌酣飲作樂，與酒樓外的民夫產生鮮明的對比。

磨面作坊是《盤車圖》的主角，水磨則是作坊的主角（圖2）。從畫中我們可以較清晰地看出水磨的結構。明代陶宗儀在《輟耕錄·尚食磨面》中提到：“其磨在樓上，于樓下設機軸以旋之。”《盤車圖》中的水磨形制與此記載完全相仿。元代王禎在《農書》里所說的盤車裝置更為詳細：“凡欲置此磨，必當選擇用水地所，先盡并（傍）岸擗水激輪，或別引溝渠，掘地棧木，棧上置磨，以軸轉磨，中下徹棧底，就作臥輪，以水激之，磨隨輪轉，比之陸磨，功力數倍。”《盤車圖》所繪的水磨，一根主軸貫通上下，下部為置于水面的臥輪，木軸頂部為一塊大型磨石，其上再固定一塊磨石。工作時引高處的水沖擊臥輪，從而帶動磨石轉動，由于最上層的磨石是固定的，于是兩塊磨石產生交錯運動，就能夠研磨糧食了。這雖然不算特別復雜的機械結構，但通過對水力的利用，生產效率成倍提高。這臺水磨讓我們再一次見識到了古人的智慧。

如果我們仔細觀察，就可以看到在“主角”水磨的右側還畫著一位極易被忽略的“配角”，它的臥輪比水磨的小，同樣有一根連接上下的木軸，而其上部的結構看起來比水磨還復雜。“配角”的體形雖不如“主角”龐大，卻同樣不可或缺，它就是我國古代的“水擊面羅”。水擊面羅是一種用來篩分面粉的農用水力機械，它的作用是在谷類糧食磨粉加工之后篩選粗、細面粉。

水擊面羅的機械構造要比水磨復雜，堪稱農用水力機械中的佼佼者。王禎在《農書》提到：“水擊面羅，隨水磨用之，其機與水排俱同，按圖視譜，當自考索，羅因水力，互擊樁柱，篩面甚速，倍于人力。”在《盤車圖》中我們看到了大致屬于五代時期的水擊面羅圖像，不過界畫畢竟不是正規的機械制圖，水擊面羅的許多部分被畫面上的房屋結構所遮蔽，尤其是木軸通過復雜的傳動結構帶動面羅進行來回運動的部分被遮擋了。但從堂屋窗框中可以看見水擊面羅上部右側的面羅、撞柱和左側的鼓木構造，在資料匱乏的情況下給研究人員提供了十分清晰且重要的信息，已有不少學者通過這部分結構來復原水擊面羅的整體構造。

農業水利設施的高光時期

水在農業生產中發揮著無比重要的作用，對于以農為本的古代，水的問題甚至關乎王朝的興亡。從傳說中的大禹治水到如今依然發揮著調度作用的都江堰，中國古人用智慧甚至生命來完成對水的“馴服 ”。在數千年的農耕文明中，中國古人創造了各種各樣的水力器械，如用于提水灌溉農田的翻車、筒車、戽斗、刮車、桔槔、轆轤等;通過機械傳動裝置將水能轉化為機械能的水碓、水排、水磨、水擊面羅等機械工具。這些在當時如此重要的器具，古畫中卻鮮有出現。而《盤車圖》卻在我們眼前展現了水磨和水擊面羅清晰的形象，畫家為什么要將水磨、水擊面羅這樣反映現實、不那么高大上的題材作為繪畫的主題呢？這與當時的社會背景、經濟生活相關。

在經歷了大唐盛世之后，中華大地又陷入了分裂戰亂的時期，中原地區先后有五個朝代更替，中原之外則存在十余個割據政權。當時的中原成了戰爭中心，連年戰亂使繁榮的城市變成了廢墟。戰爭不僅摧毀了城市，也使原有的河渠陂塘等灌溉水利設施失修荒廢，人為破壞加上自然災害，農業生產被摧毀了。相較于中原的混亂，江南一帶則相對穩定，于是出現了古代中國歷史上第二次北人南遷的高潮，史稱“四海南奔似永嘉”，這種情況直到后周郭威即位（951年）才有所改變。郭威立國后，努力革除唐末以來的積弊，重用有才德的文臣，大力改革，加快恢復農業生產。在五代中葉后，經歷過戰亂，不同的統治者也都開始意識到恢復農業生產對于鞏固統治基礎的重要性，這才促進了當時農業水利設施的建設，在后周、南唐、吳越、閔等都得到了相應的發展。因此，《盤車圖》的出現不是偶然，它通過對一座官營磨面作坊的描繪來反映當時大力恢復農業生產的盛況，同時也不失為一種對統治者施行“德政”的歌頌。