第11章 水车的发明
水车是一种古老的取水灌溉工具。水车也叫天车,车高十多米,由一根长5米、口径0.5米的车轴支撑着24根木辐条,呈放射状展开。每根辐条的顶端都带着一个刮板和水斗。刮板刮水,水斗装水。河水进来,借着水势缓缓推动着十多吨重的水车,一个个水斗装满了河水被逐级提升上去。临顶,水斗又自然倾斜,将水注入渡槽,流入灌溉的农田里。
中国自古就是以农立国,与农业相关的科学技术取得了显着的成就。水利作为农业中最不可或缺的一环,各朝政府虽致力于兴修水利工程,不论是灌溉渠道或是运河都动员了大量的人力、物力和财力去营建。但是,这些渠道大都分布在各大农业区,至于高地或是离灌溉渠道及水源较远的地方,显然无法顾及。于是,中国人运用其智慧,发明了一种能取水灌溉的农具——水车。
水车外形酷似古代车轮。轮辐直径大的20米左右,小的也在10米以上,可提水高达15米至18米。轮辐中心是合抱粗的轮轴,以及比木斗长一倍的横板。一般大水车可灌溉农田六七百亩,小的也可灌溉一二百亩。水车省工、省力、省钱,在古代可以算是最先进的灌溉工具了。
民间最早的汲水用具是“桔槔”。《庄子·外篇·天地篇》中,记载子贡南游,返途路过汉水时,看到一个老翁辛苦地抱瓮汲水灌溉,事倍而工半,于是告诉老翁一种省力的器具,名曰之“槔”。它的制作方法是:凿木为机,后重前轻,掣水若抽,数如沃汤。也就是用一条横木支在木架上,一端挂着汲水的木桶,一端挂着重物,像杠杆一样,可以节省汲水的力量。从抱瓮灌地到桔槔汲水,可以说是一种进步,而桔槔则是水车发明的前身。
中国正式记载中的水车,则大约到东汉时期才产生。东汉末年灵帝时期,命毕岚制造“翻车”,已有轮轴槽板等基本装置。又有一种说法,三国时魏人马均制造了翻车。不论翻车究竟首创于何人之手,总之,从东汉到三国翻车正式的产生,可以视为中国水车发展的第一阶段。
水车发展到了唐宋时期,在轮轴应用方面有了很大的进步,能利用水力为动力,做出了“筒车”,配合水池和连筒可以使低水高送。不仅功效更大,同时节约了宝贵的人力。南宋张孝祥《题能仁院壁诗》中大赞其曰:转此大法轮,救汝旱岁苦。可见此水车对农事帮助之大。这是中国水车发展的第二个阶段。
到了元明时代,轮轴的发展更进一步。一架水车不仅有一组齿轮,多至三组,而有“水转翻车”“牛转翻车”或“驴转翻车”,可以依风土地势相互为用。这项发明,使翻车的利用更有效益。翻车自东汉三国时代发明以来,一直停滞在人力作动力阶段。至此,利用水力和兽力以为动力,使人力终于从翻车脚踏板上解放。同时,也因转轴、竖轮、卧轮等的发展,使原先只用水力驱动的筒车,即使在水量较不丰富的地方,也能利用兽力,而有所贡献。另外,则是“高转筒车”的发明。地势较险峻而无法开水塘的地方,也能低水高送。这是中国水车发展的第三阶段。元明之后,中国水车的发展便再没有多少特别的成就了。
水车在中国农业发展中有巨大贡献。它使耕地地形所受的限制大为减轻,实现了丘陵地和山坡地的开发。不仅用之于旱时汲水,低处积水时也可用其排水。