（a） 引论 1
第二十七章 机械工程 1
插图 7
图351 圭多·潘奇罗利关于发明史的著作（1646年版）的内封（图版一二四） 7
图352 简·范·德·施特雷特的雕刻集的内封，这些雕刻描写他的时代（1585—1638）认为最新的各种发现和技术（图版一二五） 8
（1）工程师的名称和概念 9
（2）封建官僚社会的工匠和工程师 10
图353 清末图画，表示皇家工场（“尚方”）的工匠在工作 15
列表 16
表54 《周礼·考工记》所载的行业和工种 16
（3）工匠界的传说 35
图354 所有技工和技师的保护神公输般的木板印刷肖像 37
图355 《鲁班经》的插图之一。瞭望台在施工，木匠使用双柄刮刀做木工 38
图356 亭阁或瞭望台的施工，采自敦煌附近千佛洞第445窟内。8世纪的壁画（图版一二六） 39
图357 穿着礼服的日本造剑匠在锻工车间内工作（Anon.36）（图版一二七） 40
（4）工具和材料 44
表55 改变物质体积和形状的机械操作分类 45
图358 汉代有光泽的绿釉陶制脚踏碓模型（美国堪萨斯域纳尔逊艺术馆）（图版一二八） 46
图359 现存最古老的碓的图画，采自1210年的《耕织图》，（图版一二八） 46
图360 传统的绳索悬吊打桩机，在古代丝绸之路上使用（原照片，1943）（图版一二九） 47
图361 中国木匠用的刨（采自萨拉曼先生所收藏的图画） 48
图362 具有短木栓的框锯或弓锯，采自《图书集成·艺术典》 49
图363 1944年在重庆造船厂工作的锯工（Beaton,1）（图版一三0） 50
图364 艺徒在使用中国式的双柄舌锉刀（图版一三一） 51
图365 17世纪制钱工场内工匠在使用双柄舌锉刀（《天工开物》）（图版一三二） 52
图366 造船工在使用带钻（Hornmel,1）（图版一三三） 53
图367 木匠用的弓钻（Hornmel,1）（图版一三四） 55
图368 铜匠用的泵钻（Hornmel,1）（图版一三四） 55
图369 更迭运动的脚踏车床——“盘车”（Frérnont,5） 57
图370拔铁丝的设备（Frérnont,18） 58
图371 具有槽和销子的可调整的外卡规，青铜制 61
图372 轿子（滑杆），中国工匠聪明地利用竹的传统方法之一例[采自Mason（1）] 62
图373 竹子用作管道和导管时的使用和连接方式（Spōrry Schrōter） 63
（b）基本机械原程 63
（1）杠杆、铰链和链系 66
图374 连杆装置和链连接的例子 67
图375 公元前10世纪的有链节式铰链的青铜煮酒壶（盏）（图版一三五） 68
图376 洛阳出土的设计复杂的青铜铸件，公元前6世纪（周代）（图版一三六） 69
（2）轮和齿轮、踏板和桨 71
图377 说明古代战车分布的极圈投影图[采自Bishop（2）] 72
图378 碟形车轮：英国传统实例的图样（Sturt,1） 74
图379 1950年河南省辉县发掘的王室墓葬中发现的战国时期（公元前4至前3世纪）车马坑全图（图版一三七） 75
图380 辉县车马坑内两个丈型车的详图（图版一三七） 75
图381 辉县型车按比例的复原图 77
图382 辉县型车的复原模型（右视）（图版一三八） 78
图383 辉县型车的模型（俯视），表示车轮成碟形（图版一三八） 78
图384 长沙西汉墓（公元前1世纪）出土轺车（图版一三九） 79
图385 两个钉满钉子的、凹入面朝里的车轮，用作人工操作的念珠式水泵的飞轮（原照片摄于1158年北京农机展览会）（图版一三九） 79
图386 长沙墓出土轺车按？例尺的复原图（俯视） 80
图387 柬埔寨农村大车轮上的“夹辅”和外置轴承（原照片，1958）（图版一四0） 81
图388 汉代的造车工场，山东嘉祥（近兖州）的画像石，1954年发现（图版一四一） 82
图389 汉代重型组合车轮的推测性复原图[Lu,Salaman Needham（2）] 83
图390 轴、轮和曲柄的变化和组合 86
图391 秦、汉时代（公元前1世纪至公元3世纪）的齿轮（图版一四二） 89
图392 被认为是人字形齿？齿轮（双斜齿轮）（图版一四三） 90
图393 脚踏、踏板和脚踏机的基本形式 93
图394 武梁祠画像石浮雕中的超重滑车[W.Fairbank（1）]（图版一四四） 97
（3）滑车、传动带和链传动 98
图395 汉代陶罐，表现有滑车和吊桶的井口设备[Laufer（3）]（图版一四五） 99
图396 东汉时期四川邛崃模制砖上表示盐业情况的图画（图版一四六） 100
图397 滑车组、齿轮装置和古希腊式踏车，《奇器图说》（1627） 102
图398 差动式绞车或“中国绞车”[Davis（1）] 103
图399 中国建筑工人提升重物的传统方法[Tissandier（4）] 104
图400 钓竿上的绕线轮，辘轳式滑车的另一用途，《三才图会》（1609） 105
图401《寒江独钓图》，钓竿上绕线轮的最早图画，马远绘（约1195年）[采自Sirén（6）]（图版一四七 108
图402中国的多锭纺车，1313年的一幅插图（图版一四八） 109
图403 和图402相似的三？纺车的现代照片[Honmel（1）]（图版一四九） 110
图404 没有轮纲的主动轮（图版一五0） 111
图405到目前为止所知道的任何文化中纺车的最古老图画；此图一般认为是钱遥约在1270年所绘[采自Waley（19）]（图版一五一） 112
图406 辐条外端装木块的主动轮，轮的各辐条头上装着有槽的木块，传动带就卷缠在木块上（原照片，1943）（图版一五二） 113
图407 有四个锭子的四川纺车或卷纬车图[谭旦冏（1）] 114
图408 用于搓丝和准备纬线的卷纬车，采自1237年版的《耕织图》（图版一五三） 116
图409 中国的古典缫丝机（“缲车”，图上叫“丝车床”），采自沙式庵等的《蚕展合编》（1843）（图版一五四） 117
图410 传递动力的循环链传动的最古老图画，采自苏颂《新仪象法要》（1090） 121
（4）曲柄和偏心运动 121
图411 古代埃及的曲柄钻——手摇曲柄钻的先驱者，采自古王国的浮雕 124
图412 农民井上辘轳的斜曲柄，黑龙江省甘南（原照片，1952）（图版一五五） 125
图413 装在砻谷磨上与连杠和手推横杠相连接的成偏心凸耳形式的曲柄（1313） 127
图414 中国古典旋转风扇式扬谷机。（采自《农书》，1313） 128
图415 从汉墓（公元前2世纪至公元2世纪）出土的有光泽的绿釉陶制农家围院模型，（堪萨斯城纳尔逊艺术馆）（图版一五六） 129
（5）螺旋、蜗杆和螺旋面叶片 130
图416 关于连续螺旋或蜗杆及其阴阳螺纹的第一幅中国图画，采自《三才图会·器用篇》 132
图418 另一台具有两个互相啮合蜗杆的传统轧棉机（图版一五七） 133
图417 轧棉机，也许是最古老型式的滚轧机（康提国立博物馆）（图版一五七） 133
图419 1313年的中国轧棉机 134
图420 带有摇手柄和踏板的中国轧棉机 135
（7）渠道、管道和虹吸管 137
（6）弹簧和弹簧机构 137
图421 木制的灌溉渡槽（“架槽”） 139
图422 四川自流井盐区由竹管构成的输送盐水的管道，1944[Beaton（1）]（图版一五八） 140
图423 用于四川盐业的竹制钻柄的接头，1637（图版一五九） 141
图424 古代和中世纪的中国水管 142
图425 装在管道供水端的虎头形陶质喷水口，公元前4世纪或前3世纪（图版一六0） 143
图426 斯里兰卡阿努拉德普德普勒三室花园的浴场更衣所或人工降雨小屋（原照片，1958）（图版一六一） 144
（8）活门、鼓风器、泵和风扇 148
图427a,b 中国双动活塞风箱的最古老的图（约1280） 148
图427c,d 中国的双动活塞风箱[Hommel（1）]（图版一六二） 150
图428 青铜铸工在使用一组双动活塞风箱，1637（图版一六三） 151
图429 安南的单动式双缸冶金风箱[根据Schroeder,见Frémont（14）] 153
图431 点火活塞，东南亚和马达加斯加（马来西亚文化区域）共同的一种土生点火器[Hough（1）]（图版一六四） 155
图430 锻铁炉鼓风机，采自甘肃榆林窟的西夏壁画，属于10至13世纪[段文杰（1）]（图版一六四） 155
图432 清代画轴的一部分，表示四川盐区从深井汲取盐水的方法（采自艾黎的收藏品）（图版一六五） 156
图433 使用挥发油或希腊火药（石油的蒸馏产品）的军用喷火器。采自1044年的《武经总要》 161
图434 11世纪喷火器的双动双活塞单筒压力泵机构的复原和说明 163
图435 脚踏旋转的开式风扇扬谷机（“雁扇”），采自《天工开物》（1637） 167
图436 用碓春谷和脬直立扇板扬谷；四川彭山县发现的汉墓画像砖（图版一六六） 170
（c）机械玩具 171
图437 朝鲜庆州鲍石亭的庭园中，王室游园会上漂流酒杯的人工水道[Chapin（1）]（图版一六七） 175
图438 装在自动化小船上的阿拉伯式机械敬酒人，采自加扎里13世纪初所著奇器书的1315年抄本（图版一六七） 176
（d）中国曲籍中阐述的各种机器 179
（1）中国工程文献的性质 180
图439 利用和改进中国传统风格的手工技艺和工程技术来适应当前的需要，1958年北京全国农具展览会展示的一些结构设计 186
图441 一台几乎全木结构的现代改进型割草机 187
图440 一台装在独轮车上的现代改进型作物喷药器，由车轮带动 187
表56 中国传统书籍中描写和图解的主要机器 188
（i）春，磨和碾 193
图442 往复运动的原始磨 195
（2）人力和畜力推动的古技术的机械 196
图443 旋转磨 196
图444 典型的中国农村手磨 197
图445 中国旋转磨：用焙烧粘土或土制的砻，用于谷粒去皮和稻米去壳（图版一六八） 198
图446 中国旋转磨，石制的磨，用于将去皮的谷粒、大米或裸麦磨成粉（图版一六九） 199
图447 汉墓出土的典型双进料斗手转磨模型 201
图448 盆磨或颜料磨 202
图449 牛拉谷物磨 204
图450 骡拉谷物磨，带有来自大绞盘的交叉传动带 205
图451 齿轮传动的畜力磨组（“连磨”），八台磨由中心的绞轮直接带动 206
图452 主要用于采矿和制药业的纵向移动轮碾（“研碾”），这里在研碾硃砂制取银朱 207
图453 旋转双轮碾（“石碾”），用于小米、高梁、大麻等 208
图454 湖北的转向架式旋转轮碾（图版一七0） 209
图455 两女子使用手推辊碾（“小碾”） 211
图456 畜力带料斗和地轮的辊碾 212
图457 球面式橄榄油榨碾，古希腊的特征[据Drachmann（7）] 213
图458 柱面式橄榄油榨碾，另一种类型的橄榄碾[据Drachmann（7）] 214
图459 用于榨取甘蔗汁（“轧蔗”）的畜力滚轧机 215
（ii）筛和榨 215
图460 脚踏机械筛或称脚踏筛粉机（“面罗”） 216
图461 水力机械筛或称水力筛粉机（“水打罗”） 217
表57 希腊和罗马意大利使用的压力机类型 219
图462 压力机的主要类型 220
（3）旧技术机械；耶稣会士的新事物和并非新的事物 220
图463 最具有中国特征的榨油机（图版一七一） 221
图464 造纸和烟草业使用的绳索离合压力机模型（默瑟博物馆）（图版一七二） 222
图465 一架循环链斗式输送机，刊印在1627年的《奇器图说》 224
图466 循环链斗式输送机，采自贝松1578年的工程论文（图版一七三） 225
图467 一台水泵，由古希腊的鼓轮式脚踏机带动，采自《奇器图说》（1627） 226
图468 这是前图所由来的原图，采自宗卡1607年工程论文的一幅插图（图版一七四） 227
表58 在耶稣会士影响下出版的中国书籍里描述的机器及其插图 229
图469 机构或绳索犁耕（代耕）；插图采自《奇器图说》（1627） 235
（i）一个初步的传播对比清单 235
图470 颌斜式人力脚踏机（拉梅利，1588） 236
图471 由一个转动的锥形凸轮带动的双桔棒（贝松，1578） 236
（ii）紫禁坡里的汽轮机 238
图472 汽轮机车的模型，由闵明我制造，约在1671年和许多其他科学技术表演一起对年轻的康熙皇帝演示和讲解（图版一七五） 239
图473 西藏的铜制蒸汽喷射吹火器（剑桥考古学与人类学博物馆）（图版一七六） 240
（4）“卡丹”平衡环 242
图474 作为航海家观察处所的卡丹平衡环或常平架，这是贝松1567年的建议 244
图475 作为病人或旅行者在马拉救护车或担架上的吊床的卡丹平衡环或常平架 244
图476 奥恩库尔的笔记本里的卡丹平衡环，约1237年（图版一七七） 245
图477 13世纪的暖手炉及其卡丹平衡环（圣彼得宝库，罗马）（图版一七八） 246
图478 唐代（约8世纪）的中国熏香炉及其卡丹平衡环，银制（肯珀收藏）（图版一七八） 246
图479 黄铜制西藏寺庙用球灯及其卡丹平衡环（图版一七九） 247
图480 西藏黄铜球灯的内部，显出平衡环的四个环和五个枢轴（图版一八0） 248
图481 中国18世纪的一架常平架支托的方位罗盘 250
图482 儿童耍龙灯，嵌花漆屏风的一部分（鲁桂珍博士收藏）（图版一八一） 251
（5）锁匠的技艺 254
图483 锁匠艺术的演变，弗雷蒙[Frémont（17）]的模型（图版一八二） 256
图484 锁匠艺术的演变（？）（图版一八二） 256
图485 罗马钥匙（不列颠博物馆）（图版一八三） 257
图486 一个公元1世纪的罗马锁的机构，现存不列颠博物馆[Smith（1）] 258
图487 中国和罗马习惯上常用的一种锁的机构[据Hommel（1）] 258
图488 一个普通式样的中国门锁的机构，用于牲口棚、仓房、作坊等[Hommel（1）] 259
图489 中国现在用的锚形或T形钥匙[Hommel（1）]（图版一八四） 260
图490 熟铁和黄铜制弹簧挂锁的实样，来自安徽和江西[Hommel（1）]（图版一八五） 261
图491 在中国流行很广的一种弹簧挂锁[据Hommel（1）] 262
（e）陆地运输车辆 264
图492 简图说明有轮的车辆的演变 265
（1）中国古代的双轮车 266
图493 沂南墓雕上的一辆辎重车（“栈车”），约公元193年（图版一八六） 267
图494 周代或汉代的四马车狩猎场面刻在青铜器皿上，弗里尔美术馆展出（图版一八七） 268
图495 汉代的四马车，出自容庚收藏的刻花青铜器上 269
图496 战国后期、秦汉时代典型的马拉双轮车或轻便车样式的草图 270
图497 山西—座墓里发掘出来的战国时期的有花纹装饰的轴头盖（图版一八八） 272
图498 甘肃兰州的农村用轻便车（原照摄于1943年）（图版一八九） 273
图499 汉代的辎重车（“栈车”）；重庆市博物馆展出的彭县模砖拓印[Rudoiph Wěn（1）]（图版一八九） 273
图500 阮元根据《周礼》进行的关于车辆制造的考古研究——《考工记车制图解》（1820）中的简图 274
图501 另一幅简图，车身及其下面的轴和轴承的平面图 275
（2）大型车、营地磨和手推车 276
图502 塔尔戈内的营地磨坊，引自宗卡1507年的工程论文 278
图503 1627年的《奇器图说》刊载的营地磨 279
（3）独轮车和扬帆车 281
图504 中国独轮车的最典型样式，具有中心车轮及其上面的罩，既载重货又载客（图版一九0） 283
图505 根据孙盛（约公元360年）和裴松之（公元430年）收藏的《诸葛亮集》（约公元230年）里的规范复制的诸葛亮军用独轮车 284
图506 “南方的独推车”，引自《天工开物》，舟车卷（1637）（图版一九一） 286
图507 一幅约公元150年的浮雕上的一辆独轮车（图版一九二） 287
图508 四川成都一座约公元118年的墓中取出的一块模砖上刻绘的一辆独轮车（图版一九二） 287
图509 董永的父亲坐在一辆独轮车上；约公元147年的武梁祠画像石孚雕中的一个画面 289
图510 中国独轮车的类型 293
图512 陕西西安至临潼之间路上的（f）型独轮车（原照摄于1958年）（图版一九三） 295
图511 陕西武功附近一个灌溉工程工地上的（c）型独轮车（原照摄于1358年）（图版一九三） 295
图513 四川灌县附近的（g）型独轮车（原照摄于1958年）（图版一九四） 296
图514 朝鲜礼轿[Horwitz（6）]（图版一九四） 296
图515 1126年首都开封街上的独轮车（图版一九五） 299
图516 清明上河图的另一景（图版一九五） 299
图517 一队中间型独轮车（图版一九六） 300
图518 扬帆的独轮车的草图（1849） 301
图519 扬帆的独轮车的简图（1797） 301
图520 一辆臆想的中国的陆地扬帆车的小画幅（墨卡托，1613） 303
图521 另一张小画幅（摘自斯皮德，1626） 303
图522 西蒙·斯蒂文（1600）成功地制造的扬帆车，一幅德海愿印制的图片（图版一九七） 307
图523 陆地快艇在辽河上，靠近营口，约1935年（图版一九七） 307
图524 汉朝一辆鼓车，用于皇家仪仗队，取自小汤山墓祠，约公元125年（图版一九八） 308
（4）记里鼓车 309
图525 一辆汉朝记里鼓车的活动模型（王振铎，3）（图版一九九） 312
图526 活动模型的机构表现出右侧地轮上的齿轮和减速齿轮，包括一个三个齿的小齿轮（图版二00） 313
（5）指南车 315
图527 指南车模型上的玉刻人形车饰 319
图528 指南车机械装置的复原，后视图，根据慕阿德[Moule（7）]和王振铎（3） 321
图529 慕阿德——王振铎复原件的平面图 322
图520 王振铎的活动模型，大齿轮已移去以便显出车辕的位置和连接它的尾端和左右升降齿轮的绳索（图版二0一） 323
图531 慕阿德建议的比较复杂的布置，以适应吴德仁的指南车记载在《宋史》里的规格说明书（1107） 325
图532 说明机动车差动传动原理的简图 326
图533 指南车的机构，复原方案根据兰切斯特[Lanchester（1）] 328
（ii）第一次合理化；楚和汉的胸带挽具 329
图534 兰切斯特的活动模型，外壳被拆去以显示内部机构（图版二0二） 329
图535 表现用差速齿轮机构复制指南车功效的动作照片（取自乔治·兰切斯特先生的一组）（图版二0三） 330
（1）高效率的拢具及其历史 333
（f）原动力及其应用（I），牲畜牵引 333
图536 马挽具的三个主要形式 334
（i）苏美尔和商代的颈前和肚带挽具 335
图537 专为牛类牲畜使用的古老的牛轭挽具（原照摄于1958年甘肃酒泉）（图版二0四） 336
图538 一辆连马带驾车人的双轮车的墓葬，在河南安阳附近大司空村发掘出来的（图版二0四） 336
图539 商代车马坑里马的青铜轭之一，可能是形似鸟类叉骨的弯木的内村的护套[马德志等（1）]（图版二0五） 337
图541 汉代胸带挽具的一个典型描述（武梁）（图版二0六） 340
图542 一辆像在图540里的汉代轻型行李车的青铜模型，但不带车棚（图版二0六） 340
图543 尻带和臂带挂在停放的车的车辕上（武梁）（图版二0七） 341
图544 另一幅汉代的车辆挽具浮雕，选自沂南墓室，约公元193年（图版二0七） 341
图545 沂南浮雕的说明，表示叉形车辕、横棒、轭，以及挽具部件 342
图546 胸带挽具在初生状态；约公元前4世纪在楚国制造的一种圆形漆盒上面着一匹马和车，是在长沙附近的一个汉墓里发掘出来的（常任侠，1）（图版二0八） 343
图547 背？人拖着一条上水船；敦煌千佛洞第322号窟内唐朝初期一幅壁画（图版二0九） 344
图548 长沙漆绘中套具系统的解说简图 345
（iii）比较性的评价 346
图549 颈前肚带挽具的试行改进 348
（iv）发明的辐射 349
图550 阿维尼翁的卡尔韦博物馆现存的马罗迪浮雕上前景中的马挽具[Sautel（1）] 350
图551 印度（大概公元前1世纪后期的）桑奇（Sanchi）大塔南门最低层门楣上雕刻的两辆战车之一所套的两匹马中较近的一匹[引自Marahall（3）] 350
图552 罗马帝国后期为了改进马的挽具可能进行的试验的证据，3世纪的石棺上刻的一个少年的双辕车（图版二一0） 352
图553 另一幅高卢-罗马画像，一匹套了车的马；特里尔的州博物馆存的一块石雕板（4世纪）（图版二一0） 352
图554 罗马帝国晚期的第三个实例：罗马城的古代港口奥斯蒂亚拼花地面上的马和车（图版二一一） 353
图555 汉墓中狗的模型，配颈前和肚带挽具（图版二一二） 354
（v）第二次合理化；罗和魏的颈圈挽具 355
图556 甘肃敦煌千佛洞石窟（5-11世纪）壁画的解说简图 356
图557 颈圈挽具的起源，张议潮将军的妻子宋夫人的行列的一部分；张将军是向西藏进军时古丝绸之路上敦煌地区的总督。千佛洞第155号窟中时代为公元851年的一幅壁画（图版二一三） 357
图558 总督的护卫行列里（前景）最下面的行李车放大图；贺义（1948）临摹（图版二一三） 357
图559 中国北部和西北仍在使用的典型颈圈挽具（原照摄于1958年）（图版二一四） 358
图560 中国的三部件系统马类挽具在伊比利亚半岛仍然存在；葡萄牙南方的一个实例（1960年）（图版二一五） 361
图561 千佛洞佛窟壁画中最古老的马类挽具描述，画于公元47？到499年间的北魏时代（图版二一六） 362
图562 一个略晚些的描述，时间是在公元520至524年之间[洞号290；Anon.（10）中的临摹画]（图版二一六） 362
图563 公元493年的一面佛教碑刻的拓本，纪念郭施仁的受戒典礼（图版二一七） 364
图564 四川昭化鲍三娘墓中的模制砖，公元220和260年之间，所刻画的很像颈圈挽具（图版二一八） 365
图565 汉代的模制砖，表示一辆双轮车由三匹马用挽绳拉着，全部围绕马肩隆和胸前戴着厚的环形物件[狄平子的收藏]（图版二一九） 366
图566 秦或汉初的模制砖（公元前3—前2世纪），刻画着一辆四轮车由五匹快马拉着，每匹显然套着领颈圈和挽绳带（狄平子收藏）（图版二二0） 367
图567 显示缩短肩隆带的效果的简图 368
图569 千佛洞的约公元600年的一幅隋代壁画里的骆驼车（图版二二一） 369
图568 6世纪佛教碑刻上的马和车[Chavsnnes，（9）]（图版二二一） 369
（2）畜力和人的劳动 371
图570 马类挽具同车辆或机器的拴接方式 371
（g）水利工程（I），提水机槿 373
图571 桔槔，即从井中汲水的平衡重戽斗杠杆；小汤山墓龛的汉代浮雕，约125年[Chavannes（11）]（图版二二二） 374
（1）桔槔（“shādūf”；平衡重戽斗） 375
图572 1637年《天工开物》（卷一，第十八页）中的桔棒图 376
图573 加扎里于1206年所著关于机械装置的论文中的一组槽梁式桔棒[Cootnaraswarny（2）]（图版二二三） 378
（2）井上辘轳 379
图574 带有曲柄的井上辘轳，采自《天工开物》卷一，第十八页（1637） 380
图575 刮车，即将水刮起送入水槽的手动桨轮，采自《授时通考》（1742）卷三十七，第二十二页 381
（4）翻车和念珠式泵 382
（3）刮车 382
图577 在水槽中提升水的典型中国式翻车（图版二二四） 383
图576 脚踏式刮车（“踏车”），可能是17世纪的日本发明，使用者脚踏绕轴转动的踏板（图版二二四） 383
图578 翻车机构详细视图，安徽的一个实例（图版二二五） 384
图579 1637年《天工开物》（卷一，第十九页）中的翻车，这里称为踏车 386
图580 由人力通过曲柄和连杆操作的翻车（“拔车”），采自《天工开物》 387
图581 由牛辘轳和正交轴齿轮装置驱动的翻车（“牛车”），采自《天工开物》 388
图582 由卧式水轮和正交轴齿轮装置驱动的翻车（“水车”），采自《天工开物》 389
图583 根据翻车原理设计的皮带输送机，于1958年在甘肃南部引洮水利工地上使用（图版二二六） 396
图584 废弃的念珠式泵上用的铸铁齿轮和链轮组件（原照摄于1958年）（图版二二六） 396
图585 由人力用两根曲柄驱动的三联念珠式泵（原照摄于1958年）（图版二二七） 397
图586 念珠式泵和以两块磨石重压的“飞轮”，像传统的手推磨一样用偏心连杆和手推横杠人力操作（原照摄于1958年）（图版二二七） 397
图540 一种还存在于汉朝时期的轭的样式，见于成都附近发掘出的模砖上，现存重庆市博物馆（Anon.22）（图版二0五） 397
（5）“罐式链泵（sāqīya）”（高转筒车） 398
图587 具有古希腊和伊斯兰文化特征的罐式链泵（sāqīya）,加扎里论述精巧机械装置的书（1206）中的简图 399
图588 伊斯坦布尔附近耶迪库莱的现代化罐式链泵（sāqīya）（原照摄于1948年）（图版二二八） 400
图589 中国的罐式链泵（sāqīya），采自《天工开物》（1637） 401
（6）筒车（边边罐轮） 402
图590 废弃的罐式链泵（sāqīya）木制齿轮和鼓轮（原照摄于1958年）（图版二二九） 403
图591 传统风格的罐式链泵（sāqīya）的工业应用；四川自流井盐田的一个盐水提升塔（“车楼”（图版二三0） 404
图592 筒车，采自1628年《农政全书》 405
图593 三台筒车正在四川成都附近成组运转（原照摄于1943年）（图版二三一） 407
图594 一台高升程筒车，直径约45英尺，完全由竹木制成（原照摄于1943年）（图版二三二） 408
图595 一组高升程筒车（直径约50英尺），就在兰州下游的黄河支流上（原照摄于1958年）（图版二三三） 409
图596 最古老的筒车图；是叙利亚阿帕米亚的镶嵌图（图版二三四） 410
（1）勺碓 414
（h）原动力及其应用（Ⅱ）水流与落水 414
图597 最简单的水力利用；翻斗作为间歇的平衡体（1313年） 415
图598 18世纪欧洲人以翻斗作间歇平衡体的使用方式；供锻冶炉用的特里瓦尔德鼓风机（图版二三五） 416
（2）西方和东方的水轮 417
图599 可能的水轮原始形式 417
图600 维特鲁威水磨，立式水轮通过正交轴齿轮装置驱动磨石 419
图601卧式水轮，刘易斯岛的一个例子[据Curwen，（4）] 420
（3）汉代和宋代的冶炼鼓风机 421
图602 水力驱动的冶炼铁鼓风机（“水排”）；采自《农书》（1313） 423
图603 王祯关于用于铁厂（冶铁炉、锻铁炉等）和其他冶炼用途的卧式水力片复运动装置示意图（1313） 423
图604 一种后期扇式鼓风器（“木扇”），日本传统冶铁工厂的“蹈？”风箱 424
图605 “蹈？”风箱的立面图和平面图[Ledebur,（2）] 426
图606 王祯的用于冶铁工厂（鼓风炉、锻铁炉等）和其他冶金用途的立式水力鼓风机示意图（1313） 429
图607 1757年约翰·威尔金森水力鼓风机的半透视示意图 430
（4）往复运动与蒸汽机的世系 431
图608 由一个立式水轮推动几个火炉 风箱；拉梅利的设计（1588）（图版二三六） 432
图609 蒸汽动力世系中的一个旁支机件；1206年加扎里在有关精巧机械装置的论著中描述的槽杆水泵（图版二三七） 433
图610a 槽杆式液体压力泵的说明图（伯斯塔尔教授）（图版二三八） 435
图610b 槽杆式液体压力泵的活动模型（伯斯塔尔教授）（图版二三八） 435
图611 旋转运动和直线运动的转换；达·芬奇的独特方法（约1490年）。（1）一个灯笼式小齿轮装在两个带有内侧棘齿的针轮之间 436
图612 达·芬奇的其他方法（约1490年）。（ii）带有双螺旋槽的圆柱凸轮，（iii）弯曲凸耳和一组互相绞接的杠杆，（iv）半齿轮装置 438
图613 使连续旋转运动转换为往复直线运动的半齿轮装置的另一种使用方法的较新例子；拉梅利工程著作（1588） 439
图614 中国第一幅蒸汽机车图，载于丁拱辰《演炮图说》（1841） 440
图616 郑复光的另一幅图，采自《海国图志》，是中国第一幅表示双动往复蒸汽机滑阀机构的图 441
图615 中国第一幅蒸汽轮图，载于郑复光的《火轮船图说》（1846） 441
（5）秦汉时期的水碓 442
图617 由下射立式水轮驱动的水碓组《天工开物》（1637） 443
图618 约1770年狄德罗百科全书中的有序成组锻锤（图版二三九） 445
图619 一台中世纪欧洲式的立式杵春磨（约1430年） 447
图620 可能是最古老的欧洲有序成组锻锤图，1565年乌劳斯·芒努斯《北方民族史》 448
（6）汉朝以后的水磨 448
图621 最具中国特色的水磨，由卧式水轮驱动的磨石（“卧轮水磨”） 450
图622 齿轮传动的水力磨坊，9盘磨由一个上射立式水轮和正交轴齿轮传动装置驱动（“水转连磨”），这是1742年的插图（《授时通考》） 451
图623 现代中国水轮；四川成都附近朱家碾水磨的卧式水轮之一，（原照摄于1958年）（图版二四0） 452
图624 正在加工的卧式转子（原照片摄于1958年）（图版二四0） 452
图625 甘肃天水附近水磨下面的卧式水轮，当时没有运转（原照摄于1958年）（图版二四0） 452
图626 约940年伊本·穆哈勒尔希勒尔描述的散达比尔城水磨的示意图 455
图627a 13世纪末和14世纪初水力应用于纺织机械（《农书》）（图版二四一a） 457
图627b 山间河流上的磨坊；元代无名氏画家约于1300年画的画卷（辽宁省博物馆藏）（图版二四一b） 458
（7）发明及其传播问题 459
（i）水激轮和激水轮；东西方的船磨和轮船 461
图628 法国里昂的罗讷河上的船磨，见于1550年的一幅画 462
图629 罗马台伯河上的船磨，在工作，朱利亚诺·迪·圣加洛的一张画，约在1490年（图版二四二） 462
图630 四川涪陵船磨之一的比例尺图[Worcester（1）] 465
图631 罗马晚期佚名者在《战争谜画》中所提出的“利布尔尼亚人的”船或桨轮船（图版二四三） 467
图632 无名氏胡斯派的工程原稿中的轮船草图，约1430年（图版二四三） 467
图633 在《图书集成》（1726年）中的桨轮战船（“车轮舸”），由1628年的《武备志》复制 469
图634 根据高宣的设计（原图）复原的宋朝多桨轮战舰之一（约1135年）（图版二四四） 473
图635 一幅17世纪的手操作小轮船的日本画 479
图636 广州附近珠江口的脚踏桨轮船之一（照片，巴黎）（图版二四五） 481
图637 在维也纳民族学博物馆内的一艘广东船尾轮脚踏轮船模型的船尾图（图版二四五） 481
图638 在1841年鸦片战争期间长庆设计的脚踏桨轮战舰（图版二四六） 484
图639 一艘宋朝桨轮战船（“轮船”）图，载于俞昌会1842年的海防著作《防海辑要》 485
图640 著名的大理石船在北京颐和园内（图版二四七） 488
（j）被埋没了六个世纪的时钟机构 489
图641 在中国作为天文学家的耶稣会士们。公元17世纪后期的一幅博韦挂毯，现存勒芒的博物馆里（图版二四八） 492
图642 皇宫里的贵妇人——科学女神。董其昌（1555—1636）按西洋方式绘的一幅寓意画（图版二四九） 493
图643 “自鸣钟”，即1583年及以后由耶稣会士传入中国的欧洲式报时钟 494
图644 两个时辰的肖属。从西安韩森寨唐墓出土的一组陶制十二生肖俑中选取的两例（图版二五0） 496
图645 欧洲14世纪早期最简单的机械时钟（图版二五一） 497
图646 早期重锤驱动的机械时钟的立轴和摆杆式擒纵机构主要部件（图版二五二） 499
图647 1276年卡斯蒂尔人的《天文知识丛书》中的由水银漏泄间隔组成的鼓轮型擒纵机构（图版二五三） 501
图648 伽利略和惠更斯在17世纪中期共同创制的带有立轴和掣子的摆的组合断面图（图版二五四） 503
图649 17世纪后期由克莱门特创造的摆和锚式擒纵机构（图版二五五） 504
（1）苏子容和他的天文钟 506
图650 苏颂及其同僚于1090年在宋朝首都河南开封建造的天文钟塔的复原图 509
图651 钟楼全图（《新仪象法要》） 510
图652a 苏颂的“水运仪象台”（1090）；重新绘制的水力驱动和传动装置的详图 511
图652b 苏颂钟塔传动机械示意图[Combridge（1）] 512
图653 驱动轮（“枢轮”）和排水池（“退水壶”）图，（采自《新仪象法要》） 513
图654 主驱动轴（“枢轴”）和立传动轴（“天柱”）间正交轴齿轮系图（采自《新仪象法要》） 513
图655 报刻司辰轮（采自《新仪象法要》） 515
图656 上下戽水轮，储水箱和操作手柄（采自《新仪象法要》） 516
图657 天衡图——苏颂时钟的擒纵机构（采自《新仪象法要》） 516
图658 擒纵机构图[Combridge（1）] 518
图659 中国水轮联动式擒纵机构的实验模型（用细沙驱动），为康布里奇于1961年所展示（图版二五六） 520
（2）北宋及其以前的时钟机构 523
图660 中国文献中惟一描绘希腊和阿拉伯文化地区之转盘时钟图，载1627年的《奇器图说》 525
图661 中古时期中国时钟（一行在725年制；张思训在979年制；王黼在1124年制）中“太阳系仪”运动可能的机构复原图 529
图662 描绘1793年马戛尔尼使团进献天文仪器情景之中国绢画。现存于格林尼治国立海事博物馆（图版二五七） 534
（3）中国时钟机构的史前史 537
图663 制历同擒纵机构发明的关系图，公元前400—公元1900年间每一世纪所颁新历数目图 543
图664 制历同擒纵机构发明的关系，公元200—1300年间每25年所颁新历数目的绘图 545
图665 哈布雷赫特于1572年在斯特拉斯堡所制的时钟机构驱动的浑仪（图版二五八） 547
图666 哥白尼地球仪，一无名氏于1651年为吕贝克的主教所制（图版二五九） 548
图667 18世纪后期贝特洛设计的日心演示浑仪（图版二六0） 549
（4）从苏子容到利玛窦；时钟及其制造者 550
图668 刘仙洲（6）重绘的詹希元沙驱动轮时钟机构图（约1370） 564
图669 立轴和摆杆式擒纵机构在中国时钟设计中的首次出现。王徵在他1627年著的《诸器图说》里所描述 567
（5）朝鲜太阳系仪、亚洲时钟和须弥山的机械化 568
图670 齐彦槐于1830年制的天文钟（图版二六一） 578
图671 用时钟机构驱动的天体模型和太阳系仪，由日本圆通和尚于1814年根据古老的“盖天说”制作（图版二六二） 580
（6）时钟机构和各文化间的关系 582
表59 各文化地区在机械时钟机构的发展中所起的作用 583
图672 图上的机构出自加扎里关于自击漏的论文（1206） 585
图673 加扎里论文内的另一设备——阿拉伯计时机械的水轮 585
图674 出自加扎里1206年的论文的第三个设计 586
图675 在现代设备中继续利用中世纪机械和计时机构的一个例子——现在仍在使用的查尔斯·博伊斯的连续记录煤气量热器（图版二六三） 590
图676 佩特汝斯·佩瑞格里努斯（1269）建议的磁性永动轮（1588）（图版二六四） 592
图677 欧洲中世纪人通过太空向外窥视各固体天球的旋转机械，16世纪的德国木刻画（图版二六五） 594
图678 13世纪欧洲寺院里的水轮驱动的齿轮钟，圣经手稿里的插图（图版二六六） 596
（k）立式和卧式装置；东方和西方的旋转书架 598
图679 1627年出版的《奇器图说》（卷三，第五十二页）的旋转书架图 600
图680邓玉函和王徵所用插图的来源，它是1588年拉梅利的工程论著中描绘的旋转书架图（图版二六七） 601
图681 命运之轮，是出自皮特拉克的《论处祸福之道》的第一次现代语言（捷克文）译本的木刻扉页，1501年在布拉格印刷（图版二六八） 602
图682 按比例绘制的河北省正定隆兴寺的转轮藏大殿图[梁思成，（1）] 604
图683 用来收藏（大藏经）的转轮藏之一（图版二六九） 605
图684 储藏佛经的转轮藏的图样，采自1103年李诫的《营造法式》（卷三十二，第二十一页） 607
图685 约在1045年毕昇发明的分类存放活字的轮形旋转活字盘（“活字板韵轮”） 608
（l）原动力及其应用（Ⅲ）风力；东方和西方的风车 610
图686 风车草图，采自1300年底迈什基的宇宙学著作 611
图687 在锡斯坦的卧式风车（图版二七0） 615
图688 中国卧式风车的第一幅欧洲图画，来自尼乌霍夫在1656年写的关于荷兰的一名使节的叙述（图版二七0） 616
图689 在大沽盐田里正带动着一部翻车的典型中国卧式风车（图版二七一） 617
图690 一具带动水泵的风车的现代设计（原照摄于1958年） 618
图691 带有护墙的波斯型卧式风车，在1627年出版的《奇器图说》中把它作为一种新设计而提出 619
图692 西印度群岛制糖用的卧式风车（图版二七二） 620
图693 威冉提乌斯的风车带有垂悬的转头迎风的翼片 621
图694 威冉提乌斯的流线型“风标”的翼片，其设计是在回转中的风阻最小 621
图695 江苏和浙江特有的斜式风车（图版二七三） 622
图696 现代中国设计的试验性流线型“风速计”式的提水风车（原照摄于1958年）（图版二七三） 623
图697 堪萨斯和内布拉斯加平原的“巨型”，或叫“去见鬼”式的风车模型，约1870年（Greville Bathe）（图版二七四） 624
图698 霍肖特族可汗墓附近的祈祷旗和四杯“风速计”式转经轮（图版二七五） 627
图699 1890年在柴达木盆地蒙古族居民点——上加所见到的四杯“风速计”式转经轮的另一实例（图版二七五） 627
图700 装在一种特殊型式的西藏风动祈祷鼓里的萨沃纽斯S型转子，是一件锡制实物（图版二七五） 627
（m）航空工程的史前时期 629
（1）传说资料 630
图701 飞行的神话和幻想，敦煌千佛洞中画的无数佛教飞天壁画之一（图版二七六） 631
图702 最早刻印的神话中奇肱人的飞车图，是《异域图记》百科全书中的一页，约编著于1430年 632
图703 另一幅奇肱人的飞车画图，取自《山海经广注》 633
图704 千佛洞壁画中的一幅鸟拉的飞车（图版二七七a） 634
图704b 在海关放风筝（Allon Wright）（图版二七七b） 635
（2）奇巧的工匠 636
（3）风筝及其起源 639
图705 中国弯曲翼的风筝 642
（4）直升陀螺；葛洪和凯利的“罡风”与“旋动扇” 642
图706 “竹蜻蜓”或即中国陀螺 645
图707 凯利在1853年送给迪皮伊-德尔古的一页图纸，展示一个经过改进了的中国陀螺，它可以升空超过90英尺（图版二七八） 647
图708 1909年兰斯航空会议上一列风筝载着一位军事观察员升空（图版二七九） 652
（5）空气动力学的诞生 654
（6）东方和西方的降落伞 657
图709 李汝珍在1815年前后写的一部小说《镜花缘》的插图，勾划出实用的飞车的轮廓（图版二八0） 658
图710 《镜花缘》中的另一幅插图，载于第九十四回（图版二八一） 659
（7）东方和西方的气球 661
（n）结论 664
补遗 667
参考文献 669
索引 795