中国之科学与文明 第9册PDF电子书下载

f 原动力及其应用之一—兽力拖曳 1

（1）有效马具及其历史 1

图五三六 马具之三种主要形式 3

图表 3

（ⅰ）稣昧及商代之喉带与肚带式马具 5

图五三八 轮车与马及御者一同埋葬，在河南安阳附近大司空村所发掘（约为西元前十二世纪） 6

图五三七 牛类牲畜用之古老牛轭 6

图五四○ 汉代仍沿用之一种「轭」，见於成都附近发掘之模造砖上 7

图五三九 马用青铜「轭」之一种，见於埋葬之商代轮车中 7

（ⅱ）首次合理化；楚汉时之胸带式马具 11

图五四一 汉代胸带式马具（武梁） 12

图五四二 轻型二轮行李马车之汉代青铜模型 12

图五四四 另一汉代马车上马具之画像，获自沂南祠，约为西元一九三年 13

图五四三 悬於一停置车车辕上之屁鞧及臀带（武梁） 13

图五四五 沂南画像详解，说明叉辕，横木，「轭」及马具组件 14

图五四六 初期之胸带式马具；系绘於西元前约四世纪之楚国制圆漆盘上之图案，发现於长沙附近之汉墓中 17

图五四七 牵夫逆水拖舟；敦煌千佛洞第三二二号洞中唐初时代之壁画 17

图五四八 长沙漆画中马具之图解 18

（ⅲ）比较性之评价 20

图五四九 喉带与肚带式马具之改善方案 23

（ⅳ）发明之传播 25

图五五一 印度山奇南门最下部轩缘上所雕刻二轮车中之一马（可能为西元前一世纪末者） 27

图五五○ 现存亚威农卡维特博物院之马劳第画像上前方马之马具 27

图五五三 马具之另一高罗图片；特里尔兰地斯博物院中之雕刻板（第四世纪） 28

图五五二 罗马帝国後期改善马具试验之证据，第三世纪斯泰塔斯氏石棺上之雕刻 28

图五五四 第三种罗马後期之实例；罗马古港奥斯替亚地方第四世纪混成画中之马与车 29

图五五五 汉墓中载有喉带与肚带装具之狗模型（塞尔缪西博物院藏） 33

图五五六 甘肃敦煌千佛洞中壁画之解说 36

（ⅴ）第二次合理化；蜀魏之颈圈式马具 36

图五五八 统帅妻室行列中最下方（近处）行李车之放大图，系复制者 38

图五五七 颈带式马具之起源。西藏行车统帅张议潮妻宋氏行列之一部分（在老县路上之敦煌地区），千佛洞壁画之一，日期为西元八五一年 38

图五五九 典型之颈圈式马具，仍在华北及西北地区使用者（原图西元一九五八年摄） 39

图五六○ 中国马具之三组件系统仍遗留於意比里亚半岛；南葡萄牙之一实例（原照摄於西元一九六○年） 43

图五六一 千佛洞壁画中马具之最古老图片，西元四七七至四九九年间北魏朝所绘 44

图五六二 其後未久之一图片，日期为西元五二○至五二四年间 44

图五六三 佛教石碑之拓片，日期为西元四九三年，乃纪念郭室人之僧侣职业 48

图五六四 四川昭化鲍三娘墓中之模造砖，西元二二○至二六○年之间，描绘极似颈圈式马具之物 49

图五六五 归源於汉代之模造砖，显示一轮车由三马拖曳，其背脊及胸部皆佩有厚环状物（狄平子所藏） 50

图五六六 秦或汉初时代之模造砖（西元前三至二世纪）描绘一四轮车由五马拖曳疾驶，每马似皆装有颈圈及若干拖条（狄平子所藏） 51

图五六七 图解表示悬挂较短鬐甲带之效果，乃绘画纪录中对颈圈之仿效 53

图五六八 第六世纪佛教石碑上之马匹及车辆 55

图五六九 千佛洞中隋代壁画上之骆驼车，约西元前六○○年 55

图五七○ 连接马具至车辆或机械上之方式 58

（2）兽力与人力 59

g 水力工程学（一），升水机械 63

图五七一 桔橰或配重之水斗杠杆，供自井内汲水，小汤山祠画像之汉代图片，约为西元一二五年 64

（1）配重之水斗 65

图五七二 西元一六三七年之天工开物中之桔橰 68

图五七三 引槽梁式配重之水斗一组，见西元一二○六年阿尔伽查来有关机械装置之论文 70

（2）井上绞车 72

图五七四 带曲柄之井上绞车（辘轳），录自天工开物（西元一六三七年） 73

（3）戽斗轮 75

图五七五 戽斗轮（刮车）或手支蹼轮，刮水上升而流入引槽，录自授时通考（西元一七四二年） 76

图五七六 踏板操作之戽斗轮（踏车），或为十七世纪之日本 发明 77

图五七七 标准中国方板枱式链泵（翻车）（原照摄於西元一九四三年） 77

图五七八 方板枱式链泵机构之详图 78

（4）方板枱式链泵及念珠式泵 79

图五七九 西元一六三七年天工开物中之方板枱式链泵 81

图五八○ 人力以曲柄与连杆操作之方板枱式链泵（拔车），录自天工开物 82

图五八一 以牛辘轳与直角齿轮系操作之方板枱式链泵（牛车），录自天工开物 83

图五八二 以水平水轮与直角齿轮系操作之方板枱式链泵（水车），录自天工开物 84

图五八三 带式输送器，基於方板枱式链泵原理，西元一九五八年使用於某一水利工程计划中 96

图五八四 已废弃之念珠式泵上之铸铁齿轮及链轮之组合件（原照摄於西元一九五八年） 96

图五八五 三重念珠式泵，以手操作二曲柄（原照摄於西元一九五八年） 97

图五八六 念珠式泵及「飞轮」，以二磨石配重经偏心轮，连杆及手杆而以人力操作（原照摄於西元一九五八年） 97

（5）「塞快亚」—罐式链泵 100

图五八七 「塞快亚」或罐式链泵，希腊及回教文化之特徵，阿尔伽查来有关精巧机械装置书中（西元一二○六年）之图解 102

图五八八 近代之「塞快亚」，装於伊斯坦堡附近之叶地库里（摄於西元一九四八年） 104

图五八九 中国之「塞快亚」，录自天工开物 105

（6）戽水车—周边罐轮 106

图五九○ 废弃之木制「塞快亚」齿轮及鼓轮（摄於西元一九五八年） 108

图五九一 「塞快亚」之传统式工业用途，四川自流井盐田中之盐水提升塔（车楼） 109

图五九二 戽水车或周边罐轮（筒车），录自西元一六二八年之「农政全书」 110

图五九三 四川成都附近之三戽水车成组操作（原照摄於西元一九四三年） 112

图五九四 高升程戽水车，圆径约四十五呎，完全以竹木制成（原照摄於西元一九四三年） 113

图五九五 高升程戽水车一组（圆径约五○呎），位於兰州下方黄河之一支流中（原照摄於西元一九五八年） 114

图五九六 戽水车之最古老图片，叙利亚阿伯墨阿之嵌镶图画 115

（1）槽碓 121

h 原动力及其应用之二—流水及落水 121

图五九七 最简单之水力机械，以可倾覆之水桶用作间歇之配重（西元一三一三年） 122

图五九八 十八世纪欧洲使用倾覆式水桶为间歇配重之方式，崔瓦特氏之锻炉鼓风机 123

图五九九 水轮之可能原始形式 125

（2）东方及西方之水轮 125

图六○○ 维特鲁维阿立式水轮，经由直交齿轮以驱动磨石 127

图六○一 鲁维斯岛上之卧式水轮（克尔文，（四）） 128

（3）汉宋时代之冶金鼓风机 130

图六○三 王祯之冶铁炉及锻炉用之卧式水排（西元一三一三年） 132

图六○二 水力操作之冶金鼓风机（水排），现存最早期之图例，录自农书（西元一三一三年） 132

图六○四 後期之风箱图（木扇），日本冶铁炉用之韛 134

图六○五 韛鼓风机之平面及侧面图（李德博，（二）） 136

图六○六 王祯之冶铁炉及锻炉用之立式水力鼓风机图解 138

图六○七 西元一七五七年维尔金生氏水力鼓风机之半透视简图 140

图六○八 立式水轮驱动之冶炉风箱，西元一五八八年拉麦利氏之设计 144

图六○九 蒸汽动力机系列内之一同族机件；加塞瑞在其西元一二○六年所著之精巧机械器具一览内所述之槽杆式泵 145

（4）往复运动与蒸汽机系列 146

图六一○（b） 槽杆式液压泵之活动模型（波斯陶教授） 148

图六一○（a） 槽杆式液压泵之说明（波斯陶教授） 148

图六一一 回转运动与往复运动之转换；利那多氏（约西元一四九○年）之特殊方法：（ⅰ）利用直交齿轮及内鼓轮及钩齿 149

图六一二 利那多之其他方法：（ⅱ）圆柱偏轮，（ⅲ）触角与联杆系统，（ⅳ）半齿轮 150

图六一三 晚期利用半齿轮将连续运动转换为交互纵向直线运动之例，为西元一五八八年拉麦利工程概论中所述水泵系统之一 151

图六一四 中国第一幅蒸汽机车图，载丁拱辰之「演炮图说」（西元一八四一年） 153

图六一五 中国第一幅蒸汽轮船图，载郑复光之「火轮船图说」（西元一八四六年） 154

图六一六 郑复光氏之另一图，录自「海国图志」，乃中国首幅说明复式往复蒸汽机之滑动气阀之图 154

图六一七 一列水碓，以下射立式水轮操作之，录自天工开物，（西元一六三七年） 156

（5）秦汉时代之水碓 161

图六一八 西元一七七○年狄特略百科全书中之锻锤 162

图六一九 中古欧洲典型之立式杵车（约西元一四三○年） 164

图六二○ 可能为欧洲重型锻锤最早之图示，系西元一五六五年马格诺氏著作中之木刻 165

图六二一 最富中国特徵之水磨，以卧式水轮驱动磨石（卧轮水磨） 167

（6）汉代及以後之水磨 168

图六二二 齿轮联动水磨，九个水磨由一个上射式水轮及直交齿轮系驱动之（水转连磨），西元一七四二年之图 169

图六二三 现代中国水轮；四川成都附近朱家碾之卧式水轮（西元一九五八年摄） 171

图六二四 正在施工中之卧工水轮，成都（西元一九五八年摄） 171

图六二五 甘肃天水附近水碾下方之卧式水轮（西元一九五八年摄） 171

图六二六 西元九四○年穆黑希所述甘肃山丹地方水碾之解释图 173

图六二七（a） 十三世纪末及十四世纪初，水力应用於纺织机械之例（农书） 176

图六二七（b） 山地河流中之磨坊，元朝（约西元一三○○年）无名氏之轴画（现存辽宁省立博物院） 177

（7）发明及其传布问题 182

i 水激与激水轮；东西方之硙船及轮船 187

图六二八 里昻地方鲁恩河中之硙船，西元一五五○年所绘 188

图六二九 罗马泰贝河上之浮硙，西元一四九○年孙伽罗氏之绘画 190

图六三○ 四川涪陵浮硙之工程图（伍斯德，（一）） 192

图六三一 後期罗马无名氏在所著De Rebus Bellicis书中拟议之车船图 193

图六三二 西元一四三○年左右，一郝塞无名氏文稿中所绘之车船 193

图六三三 桨轮战船（车轮舸），「图书集成」（西元一七二六年）转录自西元一六二八年之「武备志」 196

图六三四 宋代（西元一一三五年左右）多轮战船重绘之图，根据高宣原设计之图样 205

图六三五 十七世纪日本小型手摇车船图 208

图六三七 维也纳博物院中所存广东尾车车船模型之尾段图 211

图六三六 广州珠江中之车船之一（巴黎氏摄） 211

图六三八 长庆於西元一八四一年鸦片战争时期所造之车船战舰 212

图六三九 宋代之车船（轮船）图，载俞昌会西元一八四二年著之「防海辑要」 215

图六四○ 北平附近夏宫（颐和园）中花园内之著名大理石车船 226

j 时钟机构；埋没六个世纪 229

图六四一 在中国之耶稣会教士天文家，十七世纪末叶法国波维之织锦壁画，现存拉曼博物馆 231

图六四二 科学女神扮成宫女。董其昌（西元一五五五—一六三六年）所绘西方式之圣画 232

图六四三 「自鸣钟」，即西元一五八三年及以後由耶稣会教士传入中国之欧洲式报时钟 235

图六四四 两个时辰之肖属，西安唐代古墓中掘出全套十二种肖属瓷像之一部分 240

图六四五 十四世纪初最简单之欧洲机械时钟 241

图六四六 早期重量驱动机械时钟之立轴摇杆式擒纵机构，录自贝少特（一） 245

图六四七 水银漏室鼓轮式之擒纵机构，录自西元一二七六年卡斯提尔之「天文须知」 246

（1）苏子容及其天文钟 249

图六四八 十七世纪中叶加力略及海更士共同创造之摆与立轴及小掣之组合，录自贝少特（一） 250

图六四九 十七世纪末柯立门氏创造之锚式擒纵机构及摆，录自贝少特（一） 251

图六五○ 苏颂及其同僚於西元一○九○年在河南开封所建立之天文钟楼之复制图 257

图六五一 钟楼之全国（「新仪象法要」） 259

图六五二（a） 苏颂之「水运仪象台」，水力驱动及传动机械详图 260

图六五二（b） 苏颂钟楼传动机械之假想图（康布利治，（一）） 262

图六五四 主驱动轴（枢轴）之直交齿轮系及立传动轴（天柱）图，录自「新仪象法要」 263

图六五三 驱动轮（枢轮）及储水池（退水壶）图，录自「新仪象法要」 263

图六五五 报刻司辰轮，录自新仪象法要 264

图六五六 上下升水轮，储水池及其操作手柄，录自「新仪象法要」 268

图六五七 天衡图，即苏颂时钟内之擒纵机构，录自「新仪象法要」 268

图六五八 擒纵机构图，录自康布利治（一） 270

图六五九 中国水轮连杆式擒纵机构之实验模型，西元一九六一年，康布利治制 273

（2）北宋及以前之时钟 276

图六六○ 中国文献中唯一描绘希腊及阿拉伯文化地区之转盘时钟图，载西元一六二七年之「奇器图说」 279

图六六一 中国中古时期时钟中太阳仪运动之可能机构图（刘仙洲，（六）） 284

图六六二 麦卡尼使节团在西元一七九三年呈献天文仪器之绢画，现存格林威治之国立海洋博物院 289

（3）中国时钟之史前阶段 295

图六六三 历法颁订与擒纵机构发明之关系图，西元前四○○年至西元後一九○○年间每世纪中新历法之数目 297

图六六四 历法颁订与擒纵机构发明之关系图，西元二○○年至一三○○年间每二十五年期中所颁新历法之数目 299

图六六五 哈波瑞奇於西元一五七二年在史特拉堡所制时钟机械驱动之浑天仪 302

图六六六 哥白尼地球仪，西元一六五一年无名氏为鲁北克主教所制 303

（4）自苏子容至利玛窦；时钟及其制造 314

图六六七 十八世纪末设计之日心浑天仪 337

图六六八 刘仙洲重绘之詹希元沙轮驱动时钟机构图 339

图六六九 中国时钟之设计中，首次出现之立轴摇杆式擒纵机构，王徵在西元一六二七年著「诸器图说」中所示之「轮壶」 341

（5）朝鲜太阳系仪，亚洲时钟及弥山之机械化 342

图六七○ 天球仪形式之天文时钟，机构隐藏於内，齐彦槐制於西元一八三○年 357

图六七一 时钟驱动之天体模型或太阳仪，日僧圆通制於西元一八一四年 358

（6）时钟与文化交流关系 364

图六七二 与张衡之突耳相似之机构，以水力驱动圆盘或球，录自加塞瑞自鸣滴漏之文献（西元一二○六年） 366

图六七三 阿拉伯时钟机械中之水轮，亦为加塞瑞文献中之器械 366

图六七四 加塞瑞文献中之第三具水力器械 367

图六七五 中古时代之机械及时钟机构今日仍在应用之实例；波爱斯爵士之连续记录式气体热量计 370

图六七六 派瑞哥瑞奈（西元一二九六年）所创拟之磁力永恒运动轮 372

图六七七 中古欧洲人自天空伸首以观察实体天球之回转机械 379

图六七八 圣经文稿中所示十三世纪欧洲一修道院中之水轮时钟之图案 380

k 立式及卧式装置；东方及西方之旋转书架 389

图六七九 西元一六二七年「奇器图说」中所载旋转书架图 391

图六八○ 邓玉函及王徵所引证之来源，西元一五八八年拉麦利之工程概论中之旋转书架 393

图六八一 「命运之轮」，皮揣克著De Remediis utriusque Fortunae libri duo译本首页之木刻 395

图六八二 河北正定龙兴寺之转轮藏殿图（梁思成（一）） 397

图六八三 储藏佛教大藏经之一轮藏 398

图六八四 西元一一○三年「营造法式」中之转轮经藏 400

图六八五 活字板韵轮，西元一○四五年毕升所发明 401

l 原动力及其应用之三—风力；东西方之风车 402

图六八六 西元一三○○年廸马士奎宇宙论中之风车图 404

图六八七 塞斯坦之卧式风车 408

图六八八 首次欧洲所绘中国卧式风车之图，载纽赫夫西元一六五六年著之荷兰使节团记事 408

图六八九 河北大沽标准中国式风车驱动之盐田翻车 409

图六九○ 现代风车之设计，根据传统之「自转帆」式原理（摄於西元一九五八年） 409

图六九一 波斯卧式风车，有护墙装置，载於西元一六二七年之「奇器图说」中列为新型设计 411

图六九二 西印度群岛之卧式风车，操作一轧糖机械 413

图六九三 魏兰第装用转向挂帆之风车 414

图六九四 魏兰第流线型「风力计」式帆，在回程中风之阻力可减至最小 414

图六九六 现代中国设计之升水用风车，为流线型风力计式（西元一九五八年摄） 416

图六九五 中国江浙一带特有之斜轴风车 416

图六九七 贝斯之「巨无霸」或「魔鬼」式风车模型，乃西元一八九○年间，美国坎萨斯及内布拉斯卡州平原上通用之形式 418

图六九八 法旗与四杯形「风力计」式法轮，装於库厦特一可汗坟之四周 424

图六九九 四杯形「风力计」式法轮之另一例，西元一八九○年在柴达木平原之上甲蒙古人区域所见 424

图七○○ 萨伏尼S形扇片，装於一特种西藏风力驱动法轮之前方 424

m 航空工程之史前阶段 426

图七○一 飞行之神话，敦煌千佛洞中若干壁画所绘佛教仙女之一 428

（1）传奇性资料 430

图七○二 最早刊印之神话中之奇肱人飞车图，录自「異域图志」，著於西元一四三○年 431

（2）奇术家 435

（3）风筝及其起源 440

（4）直升陀螺；葛洪及克理关於「罡风」及「旋浮」 445

（5）空气动力学之诞生 464

（6）东西方之降落伞 471

（7）东西方之气球 474

n 结论 480