中外科学家发明家丛书:王祯-第5部分

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　“积水渊潭”处使用。　

　　　　　高转筒车：是王祯设计的另一种灌溉机械。它适用于田高水低的地方，　

一般用人力或畜力转动，可以把水提高33米多，如果两台接运，提水高度可　

以到66米多。　

　　　　　水转高车：遇到流水岸边，需用高车时使用，这种车也是高转筒车的制　

做原理，但是要在下轮的轴端另外制做一个竖轮，旁边用卧轮拨动竖轮。“绝　

胜人牛所转”，效率更高，是一种很先进的灌溉机械。　

　　　　　刮车：是一种用上水轮的水车，它的水轮高度为　1。67米，幅头宽0。2　

米，在水陂下田处使用。　

　　　　　这几种水车的原动力：翻车和刮车用人力；水转翻车、水转高车和高转　

水车用水力；牛转翻车和驴转翻车用畜力。可见在元代不仅已经利用人力、　

畜力以及水力进行灌溉，更为难得的是，这一时期已经比较广泛地利用机械　

原理，特别是对齿轮轮系的利用。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　十七、新创制的农产加工机械　



　　　　　　《王祯农书·农器图谱》中，对元代新创制的连二水磨、水转连磨、水　

击面罗、水轮三事等高效率的农产加工机械进行了记载，如水转连磨：　

　　　　　　“水转连磨，其制与陆转连磨不同。此磨须用急流大水，以湊　（凑的异　

体字，聚合、奔赴）水轮　（意指聚水冲击水轮），其轮高阔，轮轴围至合抱　

　（两臂围拢），长则随宜。中列三轮，各打大磨一槃（同盘，此处用作量词）。　

磨之周匝俱列木齿，磨在轴上，阁以板木　（用木板载着，磨傍（通“旁”）　

留一狭空，透出轮辐，以打上磨木齿，此磨既转，其齿复傍打带齿二磨，则　

三轮之力，互拨九磨。其轴首一轮，既上打磨齿，复下打碓（duì，一种春米　

谷的设备，也可用于捣碎茶叶等物品）轴，可兼数碓。或遇天旱，旋（随即）　

于大轮一周，列置水筒，昼夜溉田数顷。此一水轮，可供数事，其利甚博。　

　　　　　尝到江西等处，见此制度，俱系茶磨，所兼碓具，用捣茶叶，然后上磨。　

若他处地分间有溪港大水，仿此轮磨，或作碓碾，日得谷食，可给千家，诚　

济世之奇术也。陆转连磨，下用水轮亦可。”　

　　　　　王祯这种一机多用的设计思想是十分可取的。　

　　　　　　“水轮三事”是王祯创制的。他在普通水磨的基础上，通过改变它的轴　

首装置，使它兼有磨面、砻稻、碾米三种功用。他在说明中指出：　

　　　　　　“夫一机三事，始终俱备，变而能通，兼而不乏，省而有要，诚便民之　

活法，造物之潜机。今创此制，幸识者述焉。”表明这是由他创制的，希望　

别人推广。　

　　　　　以上这些创造和革新，是我国古代劳动人民的智慧和在生产斗争中所取　

得的伟大成就的反映。　

　　　　　　《农器图谱》用图文并茂的形式，对这些新创制的农业机具进行了积极　

的宣传和推广，对当时的农业发展起了促进作用。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　十八、复原古代机械　



　　　　　为了传播先进的生产技术，对于一些当时已经失传的古代机械，王祯搜　

集资料，刻苦钻研，千方百计加以复原。　

　　　　　史书中记载古代有人做过一种磨，只用一头牛就可以拉动八盘磨同时工　

作，可惜已经失传。　

　　　　　王祯“寻绎搜索”，反复研究，终于复原出来，“既图于前，复叙于后”，　

供人们效法。　

　　　　　王祯看到《后汉书》记载，东汉南阳太守杜诗，曾经制作过水排。　

　　　　　所谓“水排”就是利用水力推引鞴鞴鼓风的器具，用于冶金。　

　　　　　生铁的早期发明，是中国对世界冶金技术的杰出贡献。要获得液态生铁，　

就需要较高的炉温。有风就有铁，鼓风技术对于生铁冶铸的发展有着极重要　

的意义。　

　　　　　从商周以来，都用皮囊鼓风。子继父业，年轻工匠必须学会缝制皮囊的　

技巧。说明早期冶铸匠师高度重视鼓风器具的制作。　

　　　　　鼓风装置由人力驱动　（人排）发展到用畜力和水力驱动（马排、水排）　

是东汉冶铁技术的重大创新。　

　　　　　由于杜诗的倡导，水排至迟在公元1世纪上半叶于南阳地区已经比较多　

地使用。水排的功效不仅比人排，就是比马排也高得多。　

　　　　　杜诗发明的“水排鼓风技术”，到元代时，“去古已远，失其制度”。　

　　　　　王祯想到，“铜铁，国之大利”，用水排鼓风炼铁，不惟国用充足，又　

使民铸多便。于是多方搜访，反复研究，终于搞清了“水排”的构造原理，　

并绘制图，载入《农器图谱》中。　

　　　　　在复原过程中，王祯还把原来用皮囊鼓风，改为类似风箱的木扇鼓风。　

这样改既节省了费用，减轻了劳动强度，又提高了冶炼技术。　

　　　　　这项复制和改革在我国古代冶铁史上有重要意义，为我们今天了解和研　

究我国古代冶铁技术上的这一发明提供了重要依据。　

　　　　　王祯对水的功用有深刻全面的认识。他认识到水不仅可以用来灌溉农　

田，畜养水产、栽种菱藕、发展航运，而且可以作为动力，推动机械装置运　

转，代替人力、畜力，为人们的生产生活服务。为此，他除在“灌溉门”里　

介绍了不少用水力发动的灌溉机械外，还专门列了“利用门”一节，系统总　

结了我国在这方面长期积累起来的宝贵经验，介绍了14种用水力推动的农业　

机械和农产品加工机械，反映了我国古代人民广泛利用自然能源的高度智　

慧。这对于我们今天开发利用水力资源仍有借鉴意义。　

　　　　　　《农器图谱》还介绍了当时的养蚕用具、缫丝装置、丝织和棉纺工具，　

如缫车、木棉弹弓、木棉搅车、木棉纺车等，反映了元朝纺织技术的发展情　

况和成就。　

　　　　　从　《农器图谱》的编绘和许多先进的机械的创制可以看出，王祯不仅是　

一个学识渊博的农学家，而且是一位杰出的机械制造家。书中记述的许多高　

效率的机械装置，不仅运用了杠杆、滑车、轮轴等简单机械，而且广泛使用　

了绳轮、齿轮、曲柄、连杆等传动、变速机件，显示了当时相当高的机械设　

计和制造水平。同时说明王祯对机械零件和机械原理的研究有较深的造诣。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　十九、对林牧副渔各业的论述　



　　　　　　《农桑通诀·种植篇》首先通过对历史上发展林业成功经验的介绍，阐　

述了发展林业是“利博”和“兴国”的大事，不可缓行。　

　　　　　王祯把他发展林业的重点放在栽桑、种果和材木等几个方面。　

　　　　　关于栽桑，王祯介绍了桑树的种类、性质、繁殖，以及施肥、修剪等管　

理方法。　

　　　　　在种植材木和果树方面，王祯介绍了前人种植材木和果树的“明效”，　

以及移栽树木的方法，并着重介绍了桑树和果树的六种嫁接方法：即身接、　

根接、皮接、枝接、靥接、搭接。　

　　　　　王祯在《百谷谱·果属》中介绍了梨、桃、李、梅、杏、柰、林檎、枣、　

栗、柿、荔枝、龙眼、橄榄、石榴、桔、柑、橙、银杏等南北果树的栽培方　

法。　

　　　　　在《百谷谱·竹木》中，王祯介绍了竹、松、杉、柏、桧、榆、柳、柞、　

楝、楮等林木的栽培管理方法，为发展林业生产提供了技术经验。　

　　　　　　《农桑通诀·畜养篇》总结了养马、牛、羊、猪、鸡、鹅、鸭的经验。　

　　　　　北魏贾思勰的《齐民要术》在叙述养牛马驴骡这些役畜时，强调在使用　

时要量其力能，饮饲冷暖要求适其天性，总结出“食有三刍，饮有三时”的　

成熟经验。　

　　　　　王祯在养马方面，继承和发扬了“食有三刍，饮有三时”的经验。　

　　　　　在养牛方面，王祯认为“养牛，必有爱重之心，”然后才能收效：　

　　　　　　“视牛之饥渴，犹己之饥渴；视牛之困苦羸瘠，犹己之困苦羸瘠；视牛　

之疫疠若己之有疾，视牛之孕育若己之有子也。”如果能这样，牛就一定蕃　

盛，还怕什么田地荒芜呢？　

　　　　　王祯认为要养好牛，就要在“勿犯寒暑”、“勿使太劳”、“时其饥饱”、　

　“节其作息”等方面下功夫。同时还要准备充足的饲料，并及时为牛治病。　

　　　　　在养猪方面，王祯总结了不少新经验：　

　　　　　第一：江南水地可以“取萍藻及近水诸物”作饲料；　

　　　　　第二：江北陆地，可种马齿苋作饲料；　

　　　　　第三：山区可以用橡食或者药苗作饲料。　

　　　　　第四：创始了发酵饲料，即：　

　　　　　　“用之时，铡切，以泔糟等水，浸于大槛中，令酸黄或拌麸糠杂饲之”。　

　　　　　在养鸡、鸭、鹅方面，王祯也总结了一些新经验。　

　　　　　在养蚕、养鱼、养蜂方面，王祯在《农桑通诀·畜养·蚕缫》中总结了　

养蚕、养鱼、养蜂的经验。如养蚕，王祯总结了择种收保、保存蚕种，饲养　

管理，调节室温，分抬簇蚕等经验。　

　　　　　在养鱼和养蜂方面，王祯也继承和发展了前人著作中所总结的养殖方　

法。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二十、发明木活字印刷术　



　　　　　北宋时的布衣（平民百姓）毕昇（活动于1041—1048年）为了弥补雕版　

印刷的缺点，发明了活字印刷术。　

　　　　　毕昇用胶泥刻字，一个字，一个印，用火烧，使活字陶化变硬。先预备　

好一块铁板，铁板上面放着松香、蜡、纸灰等，铁板四周围着一个铁框，在　

铁框内密密地摆满字印，满一铁板为一版，拿到火上去热，药就熔化，用一　

块平板把字压平就可以开始印刷。为提高效率，用两块铁板，一块铁板印刷，　

另一块铁板又排字；这块板印完，第二块铁板又准备好了。这样互相交替着　

使用，印得很快。每个单字，都有好几个印，像“之”“乎”“者”“也”　

等常用字，则刻得更多，以备一版内重复使用。至于没有预备的生僻字，则　

临时写刻，用草火马上烧成。把字印按照韵目分类，安放在木格子里。根据　

毕昇的试验，只印两三本显不出便利，如果印几百、几千部，则极为迅速。　

　　　　　第一部用泥活字印的书是《玉堂杂记》，是南宋文人周必大（1126—1204）　

仿照毕昇遗法自印的。　

　　　　　元代杨古也用泥活字印过朱熹（1130—1200）的《小学》、《近思录》　

等书。　

　　　　　和雕版印刷术比，活字印刷工艺简便，使用方便，工效高，用料省，因　

此活字印刷术的出现，是印刷技术史上一项重要的成就。　

　　　　　毕昇的发明比德国谷腾堡（1400—1468）发明铅活字（1454年）要早400　

多年。但是，在中国，由于活字印刷一次性投资大，一套活字常常需要刻20　

万个活字，一般人购置不起，活字印刷效果比雕版印刷差，容易出错，加上　

其它的社会、技术条件，这项发明直到