李伯重:《水转大纺车》 第1页共10页 “楚材晋用”? 元代中国的水转大纺车与18世纪英国的工业革命 李伯重 开始于18世纪中叶英国的工业革命,因其在世界历史上具有“头等的重要性”,故被视为“把人类 历史分开的分水岭”。虽然对这一伟大事件的发生及其原因至今还在探讨之中,不过按照比较普遍的看 法,工业革命主要是指用机器代替人工进行生产,从而造成生产方式的变革2。而机器之普遍用于生产 又首先出现于纺织业。因此之故,作为工业革命完成阶段见证人的马克思,对工业革命的过程作出了如 下总结:“棉、毛、麻、丝等的纺织业”,是“最早依靠水力、蒸汽和机器而发生革命的工业部门”,是“现 代生产方式的最初产物”3。因此,纺织机器的发明与使用,是人类历史上的伟大的事件。 依照宫崎市定的说法,中国在宋元时代的经济发展水平远居同时代欧洲之上,直至18世纪中期以前, 中国和欧洲还大致处于一种雁行的状态,彼此差距还不十分明显。但是18纪中期英国工业革命发生后 中国便被远远地抛到了后面。这个“由先进到落后”的巨大变化是怎样发生的和为什么会发生?成为中 国经济史上头等重大的问题。我在14年前曾发表过一篇文章,从元代的水转大纺车的问题入手,对上述 问题进行过一些探讨。本文的讨论,则将集中到水力纺纱机本身的情况,并且看看这一重大技术发明在 中国和英国有何不同的结局 、谁首先发明和使用了水力纺纱机: 18世纪中期英国的阿克莱,还是元代中国的无名工匠? 据一般的看法,英国工业革命以水力纺纱机的发明和使用为开端。虽然托马斯·隆柏于1719年在德 比建立了英国历史上第一个水力缲丝厂,但是在1760年代以前,英国还未运用水力纺纱°。直到1769年, 具有实用价值的阿克莱水力纺钞机方定型并推广,嗣后克隆普顿又将阿克莱水力纺纱机与哈格里夫斯发 明的“珍妮”纺纱机加以改进并结合,于1779年发明出更优良的改良水力纺纱机一一“骡机”。自此以后 英国纺织业便在大机器生产的道路上一路发展,成为工业革命的领头工业部门。因此阿克莱水力纺纱机 旬句出自L.S.斯塔夫里阿诺斯:《全球通史》(1500年以后),上海社会科学院出版社1999年,第276页,后句出 自 Douglas north:《 Structure and Change in Economic History》,W.W. Norton& Company( New York),1981,第158页 2马克思指出:机器是“工业革命的起点”。这是因为“生产方式的变革,在工场手工业中以劳动力为起点,在大工 业中以劳动资料为起点。因此,首先应该研究,劳动资料如何从工具转变为机器”。见《马克思恩格斯全集》,中译本,人 民出版社1972年,第23卷,页330 《马克思恩格斯全集》第23卷,第330、408页, 参阅宫崎市定:《宋代叨石炭铁》,刊于《东方学》第18辑 全)李伯重:《水转大纺车及其历史命运一一兼论明清中国何以未能发生工业革命》,刊于《平准学刊》第3辑上册(1986 6意大利人很早就已利用水力捻丝,托马斯·隆柏的水力缫丝厂是在他取得了意大利人的秘密后建立起来的。见约翰 克拉藩:《简明不列颠经济史一一从最早时期到1750年》,中译本,上海译文出版社1980年,第314 7 0P. Deane and W. A Cole:<British Economic Growth, 1688-1959: Trends and structure), Cambridge University Pres,第182-183页
李伯重：《水转大纺车》 第 1 页 共 10页 “楚材晋用”？ ――元代中国的水转大纺车与 18 世纪英国的工业革命 李伯重 开始于 18 世纪中叶英国的工业革命，因其在世界历史上具有“头等的重要性”，故被视为“把人类 历史分开的分水岭”1 。虽然对这一伟大事件的发生及其原因至今还在探讨之中，不过按照比较普遍的看 法，工业革命主要是指用机器代替人工进行生产，从而造成生产方式的变革2 。而机器之普遍用于生产， 又首先出现于纺织业。因此之故，作为工业革命完成阶段见证人的马克思，对工业革命的过程作出了如 下总结：“棉、毛、麻、丝等的纺织业”，是“最早依靠水力、蒸汽和机器而发生革命的工业部门”，是“现 代生产方式的最初产物”3 。因此，纺织机器的发明与使用，是人类历史上的伟大的事件。 依照宫崎市定的说法，中国在宋元时代的经济发展水平远居同时代欧洲之上，直至 18 世纪中期以前， 中国和欧洲还大致处于一种雁行的状态，彼此差距还不十分明显。但是 18 纪中期英国工业革命发生后， 中国便被远远地抛到了后面4 。这个“由先进到落后”的巨大变化是怎样发生的和为什么会发生？成为中 国经济史上头等重大的问题。我在 14 年前曾发表过一篇文章，从元代的水转大纺车的问题入手，对上述 问题进行过一些探讨5 。本文的讨论，则将集中到水力纺纱机本身的情况，并且看看这一重大技术发明在 中国和英国有何不同的结局。 一、谁首先发明和使用了水力纺纱机： 18 世纪中期英国的阿克莱，还是元代中国的无名工匠？ 据一般的看法，英国工业革命以水力纺纱机的发明和使用为开端。虽然托马斯·隆柏于 1719 年在德 比建立了英国历史上第一个水力缲丝厂，但是在 1760 年代以前，英国还未运用水力纺纱6 。直到 1769 年， 具有实用价值的阿克莱水力纺钞机方定型并推广，嗣后克隆普顿又将阿克莱水力纺纱机与哈格里夫斯发 明的“珍妮”纺纱机加以改进并结合，于 1779 年发明出更优良的改良水力纺纱机――“骡机”。自此以后， 英国纺织业便在大机器生产的道路上一路发展，成为工业革命的领头工业部门7 。因此阿克莱水力纺纱机 1 前句出自 L. S. 斯塔夫里阿诺斯：《全球通史》（1500 年以后），上海社会科学院出版社 1999 年，第 276 页，后句出 自 Douglas North：《Structure and Change in Economic History》，W. W. Norton & Company (New York), 1981，第 158 页。 2 马克思指出：机器是“工业革命的起点”。这是因为“生产方式的变革，在工场手工业中以劳动力为起点，在大工 业中以劳动资料为起点。因此，首先应该研究，劳动资料如何从工具转变为机器”。见《马克思恩格斯全集》，中译本，人 民出版社 1972 年，第 23 卷，页 330。 3 《马克思恩格斯全集》第 23 卷，第 330、408 页。 4 参阅宫崎市定：《宋代の石炭と铁》，刊于《东方学》第 18 辑。 5 李伯重：《水转大纺车及其历史命运──兼论明清中国何以未能发生工业革命》，刊于《平准学刊》第 3 辑上册（1986 年） 6 意大利人很早就已利用水力捻丝，托马斯·隆柏的水力缫丝厂是在他取得了意大利人的秘密后建立起来的。见约翰 ﹒克拉藩：《简明不列颠经济史――从最早时期到 1750 年》，中译本，上海译文出版社 1980 年，第 314 页。 7 参阅 P. Deane and W. A.Cole：《British Economic Growth, 1688 一 1959: Trends and structure》, Cambridge University Press, 第 182-183 页
李伯重:《水转大纺车》 第2页共10页 的发明,通常被认为是英国工业革命开始的标志。 但是出乎一般人意料之外的是,水力纺纱机的发明与最早使用并不是在18世纪中期的英国,而是在 此前4个世纪的元代中国。元代中国发明了水力纺纱机,这在王祯《农书》中有翔实的纪载8。王祯把这 种水力纺纱机称为“水转大纺车”,详细地介绍了其结构、性能以及当时的使用情况,并且附上了这种机 器的简要图样,从而以确凿不移的证据,证实了世界上最早的水力纺纱机的存在 从王祯的记述里,我们可以看到这种水转大纺车已经是一种相当完备的机器。它已具备了马克思所 说的“发达的机器”所必备的三个部分一一发动机、传动机构和工具机。其发动机(今日学界也称之为 动力机、原动机)为水轮。王祯说水转大纺车的水轮“与水转碾磨工法俱同”,而中国的水转碾磨在元代 之前已有上千年的发展历史,从工艺上来说是相当成熟了。水转大纺车的传动机构由两个部分组成, 是传动锭子,二是传动纱框,用来完成加捻和卷绕纱条的工作。工作机与发动机之间的传动,则由导轮 与皮弦等组成。按照一定的比例安装并使用这些部件,可做到“弦随轮转,众机皆动,上下相应,缓急 相宜”。工具机即加捻卷绕机构,由车架、锭子、导纱棒和纱框等构成。为了使各纱条在加捻卷绕过程中 不致相互纠缠,在车架前面还装置了32枚小铁叉,用以“分勒绩条”,同时还可使纱条成型良好,作用 与缲车上的横动导丝杆相同。这里要指出的是,水转大纺车的工具机所达到的工艺技术水平,即使是用 18世纪后期英国工业革命时代纺纱机器中的工具机为尺度来衡量,也是非常卓越的。例如著名的“珍妮” 纺纱机最初仅拥有8个纱锭,后来才增至12一18个纱锭;而大纺车却拥有32个纱锭。“珍妮”机仅可 靠人力驱动,而大纺车却可以水力、畜力或人力为动力。而且,大纺车虽然是用于纺麻,但稍作修改, 缩小尺寸,又可用来捻丝0,因而具有相当好的适应性。由于水转大纺车确实已达到很高水平,因此它的 工作性能颇佳,工作效率甚高。诚如王祯所赞的那样,“大小车轮共一弦,一轮才动各相连。机随众欐方 齐转,鑪上长红却自缠。可代女工兼倍省,要供布缕未征前”;“车纺工多日百斤,要凭水力捷如神”!“比 用陆车,愈便且省” 更加值得重视的是,和许多古代的伟大发明的存在情况不一样,水转大纺车已经不止是伟大发明家 的天才构想和设计。它已被广泛使用于生产实践之中,这个事实意义之重大,并不逊于发明本身。 关于水转大纺车使用情况的记载,主要仍见于王祯《农书》。该书说:“中原麻苎之乡,凡临流处所 多置之”。由于水转大纺车工效高,因此往往多户人家合用一车:“或众家绩多,乃集于车下,秤绩分繡, 不劳可毕”。可见,在14世纪初期的中原的某些沿河地区,水转大纺车的运用已颇为普遍。在中原以外 的地区有没有采用水力纺纱机的情况?这个问题史坛过去一直未回答,但我们却不能回避。否则王祯关 于水转大纺车已颇为普遍地运用于生产实践的重要说法,就会因孤证而难以令人确信。因此寻找其他证 据对于此说至为关键。 我曾在元人揭徯斯的《蜀堰记》中,发现了一则史料,表明在14世纪中叶,某种形式的水力纺纱机 曾运用于四川成都平原上。据该文,顺帝至元元年(1341年)重修都江堰,效果很好,修堰之前,“常岁 见于殿本王祯《农书》卷19“农器图谱十四·利用门”与“农器图谱二十·麻苎麻门” 水轮系马克思所说的那种“接受外部某种现成自然力的推动”的发动机。马克思语见《马克思恩格斯全集》第23 卷,第410页。 0王祯《农书》说:“又新置丝线纺车,一如上[法],但差小耳”。其中“法”字为《农政全书》卷36“蚕桑广类 引用时增此
李伯重：《水转大纺车》 第 2 页 共 10页 的发明，通常被认为是英国工业革命开始的标志。 但是出乎一般人意料之外的是，水力纺纱机的发明与最早使用并不是在 18 世纪中期的英国，而是在 此前 4 个世纪的元代中国。元代中国发明了水力纺纱机，这在王祯《农书》中有翔实的纪载8 。王祯把这 种水力纺纱机称为“水转大纺车”，详细地介绍了其结构、性能以及当时的使用情况，并且附上了这种机 器的简要图样，从而以确凿不移的证据，证实了世界上最早的水力纺纱机的存在。 从王祯的记述里，我们可以看到这种水转大纺车已经是一种相当完备的机器。它已具备了马克思所 说的“发达的机器”所必备的三个部分――发动机、传动机构和工具机。其发动机（今日学界也称之为 动力机、原动机）为水轮9 。王祯说水转大纺车的水轮“与水转碾磨工法俱同”，而中国的水转碾磨在元代 之前已有上千年的发展历史，从工艺上来说是相当成熟了。水转大纺车的传动机构由两个部分组成，一 是传动锭子，二是传动纱框，用来完成加捻和卷绕纱条的工作。工作机与发动机之间的传动，则由导轮 与皮弦等组成。按照一定的比例安装并使用这些部件，可做到“弦随轮转，众机皆动，上下相应，缓急 相宜”。工具机即加捻卷绕机构，由车架、锭子、导纱棒和纱框等构成。为了使各纱条在加捻卷绕过程中 不致相互纠缠，在车架前面还装置了 32 枚小铁叉，用以“分勒绩条”，同时还可使纱条成型良好，作用 与缲车上的横动导丝杆相同。这里要指出的是，水转大纺车的工具机所达到的工艺技术水平，即使是用 18 世纪后期英国工业革命时代纺纱机器中的工具机为尺度来衡量，也是非常卓越的。例如著名的“珍妮” 纺纱机最初仅拥有 8 个纱锭，后来才增至 12 一 18 个纱锭；而大纺车却拥有 32 个纱锭。“珍妮”机仅可 靠人力驱动，而大纺车却可以水力、畜力或人力为动力。而且，大纺车虽然是用于纺麻，但稍作修改， 缩小尺寸，又可用来捻丝10，因而具有相当好的适应性。由于水转大纺车确实已达到很高水平，因此它的 工作性能颇佳，工作效率甚高。诚如王祯所赞的那样，“大小车轮共一弦，一轮才动各相连。机随众欓方 齐转，纑上长纴却自缠。可代女工兼倍省，要供布缕未征前”；“车纺工多日百斤，要凭水力捷如神”！“比 用陆车，愈便且省”。 更加值得重视的是，和许多古代的伟大发明的存在情况不一样，水转大纺车已经不止是伟大发明家 的天才构想和设计。它已被广泛使用于生产实践之中，这个事实意义之重大，并不逊于发明本身。 关于水转大纺车使用情况的记载，主要仍见于王祯《农书》。该书说：“中原麻苎之乡，凡临流处所 多置之”。由于水转大纺车工效高，因此往往多户人家合用一车：“或众家绩多，乃集于车下，秤绩分纑， 不劳可毕”。可见，在 14 世纪初期的中原的某些沿河地区，水转大纺车的运用已颇为普遍。在中原以外 的地区有没有采用水力纺纱机的情况？这个问题史坛过去一直未回答，但我们却不能回避。否则王祯关 于水转大纺车已颇为普遍地运用于生产实践的重要说法，就会因孤证而难以令人确信。因此寻找其他证 据对于此说至为关键。 我曾在元人揭傒斯的《蜀堰记》中，发现了一则史料，表明在 14 世纪中叶，某种形式的水力纺纱机 曾运用于四川成都平原上。据该文，顺帝至元元年（1341 年）重修都江堰，效果很好，修堰之前，“常岁 8 见于殿本王祯《农书》卷 19“农器图谱十四• 利用门”与“农器图谱二十• 麻苎麻门”。 9 水轮系马克思所说的那种“接受外部某种现成自然力的推动”的发动机。马克思语见《马克思恩格斯全集》第 23 卷，第 410 页。 10 王祯《农书》说：“又新置丝线纺车，一如上［法］，但差小耳”。其中“法”字为《农政全书》卷 36“蚕桑广类” 引用时增此
李伯重:《水转大纺车》 第3页共10页 或水之用仅数月,堰辄坏。今虽缘渠所置碓磴纺绩之处以千万数,四时流转而无穷”1。从这段文字里, 我们可以清楚地看出:第一,都江堰“缘渠所置”的“碓磴纺绩之处”,应当就是借助水力推动的碓磴和 纺车。此处的“碓磴”是指水碓,自无问题,但“纺绩之处”是否指水力纺车,可能有人会感到怀疑 但是如陈维稷所言,所谓绩麻,就是现今的合股加捻。自秦汉至清末,中国所使用的主要绩麻方法是“纺 纱法”,所用工具为纺车,基本上以人力为动力,但亦有用水力推动者2。所以揭俣斯文中谈到的“纺绩”, 即纺麻纱。这里的纺麻纱机沿都江堰而置,自当为水力纺纱机无疑:第二,“缘渠所置碓磴纺绩之处以千 万计”,说明这里的水转碓磴与水转纺车不仅数量众多,而且十分集中;第三,“四时流转无穷”,亦即这 些碓磴与纺车依靠水力推动,常年运转,四季不停。由此可见,在14世纪前半期的成都平原上,水力纺 纱机的使用已十分普遍。此外,从当时的客观环境来看,水力纺纱机在都江堰一带得到普遍使用也是非 常可能的。当时成都平原纺织业颇为发达,在此次修堰前三四十年的大德年间(1298-1307年),马可·波 罗在成都平原上,“见有城村甚众,皆有墙垣,其中纺织数种丝绢”,“彼等恃工业为活,其纺织美丽 Cenolaux及其他布匹,且在成都府城纺织也”13。再次,这一带不仅盛产木材,而且还有比较发达的铁工 业14。这就从物质上和工艺上保证了水力纺纱机的大量制作。 由于文字过简,揭徯斯文未详言此时都江堰一带使用的是何种水力纱绩机械,但是我们认为这里的 水力纺绩机,应当就是一种类似水转大纺车的纺纱机。首先,揭徯斯所记述的情况,距王祯《农书》成 书已近三十年5。而中原地区使用水转大纺车,从王祯《农书》中所记载的运用的普遍程度来判断,其发 明肯定还在《农书》成书之前很久。也就是说,对于都江堰一带的纺纱业者来说,中原使用的水转大纺 车早已不是什么技术秘密。其次,即使中原的水转大纺车先前没有传入成都平原,到王祯《农书》刊出 后,他们也完全可以据此制作水力纺纱机。作为一个重视民生的伟大科技专家,王祯看到了水转大纺车 的重大经济意义,因此“特图其制度,欲使地方之民视其机括关键,仿效成就,可为普利”,“画图中土 规模在,更欲他方共得传”。由于大纺车的基本构造在王祯《农书》中已有图文并茂的记述,因此只要具 有一定经验的木匠,即可“依样画葫芦”,造出一部类似的大纺车来。因此之故,元代后期都江堰下游缘 渠所置的数量众多的水力纺绩机,应即王祯《农书》所载的水转大纺车或其相似物。 揭徯斯文以一个具有确切的时间与地点的实例,证实了元代水力纺纱机的使用并不仅限于中原麻苎 之乡。不仅如此,此记载还表明都江堰一带水力纺纱机的使用达的令人惊异的程度。王祯《农书》虽然 谈了中原麻苎之乡使用水转大纺车,但惜乎所言过简,不能使我们得知当时中原地区水转大纺车的具体 使用地点,以及在一个地区内的机器数量、使用率等。从这种大纺车的工作效率、中原的水利条件和当 时中原麻苎生产的一般情况来推测,我们推测这种纺纱机在一个地区内的数量不会很多,一年中实际使 用的时间也十分有限。与此相对照,在成都平原的都江堰一带,水力纺纱机不久分布集中,而且一年四 季运转不息。因此,从某种意义上可以这样说,元代后期的都江堰一带,乃是当时中国使用水力纺纱机 最集中和最充分的地区,因而也是世界上第一个在纺纱业中建立起水力推动的机器生产体制的地区。 1此文收于揭斯:《揭文安公全集》(《四部丛刊》本),亦见于《古今图书集成》职方典卷598成都府部艺文 12陈维稷主编:《中国纺织科学技术史》,科学出版社1984年,第172-174页。 13《马可·波罗行记》,沙海昂注、冯承钧译,商务印书馆1936年,第40、441页(后一句引文见第441页注6, 出自法文本)。梁生智译《马可·波罗游记》(中国文史出版社1998年,第160页)则为“可以看见许多上等的住宅、城 堡和小市镇,居民以农业维持生活,城中有各种制造业,特别是能织出美丽的布匹、绉纱及薄绸” 1这从此次重修都江堰时情况可得到证实,据前引《蜀堰记》,此次修堰共用去铁六万五千斤,役使铁工七百人
李伯重：《水转大纺车》 第 3 页 共 10页 或水之用仅数月，堰辄坏。今虽缘渠所置碓磴纺绩之处以千万数，四时流转而无穷”11。从这段文字里， 我们可以清楚地看出：第一，都江堰“缘渠所置”的“碓磴纺绩之处”，应当就是借助水力推动的碓磴和 纺车。此处的“碓磴”是指水碓，自无问题，但“纺绩之处”是否指水力纺车，可能有人会感到怀疑。 但是如陈维稷所言，所谓绩麻，就是现今的合股加捻。自秦汉至清末，中国所使用的主要绩麻方法是“纺 纱法”，所用工具为纺车，基本上以人力为动力，但亦有用水力推动者12。所以揭傒斯文中谈到的“纺绩”， 即纺麻纱。这里的纺麻纱机沿都江堰而置，自当为水力纺纱机无疑；第二，“缘渠所置碓磴纺绩之处以千 万计”，说明这里的水转碓磴与水转纺车不仅数量众多，而且十分集中；第三，“四时流转无穷”，亦即这 些碓磴与纺车依靠水力推动，常年运转，四季不停。由此可见，在 14 世纪前半期的成都平原上，水力纺 纱机的使用已十分普遍。此外，从当时的客观环境来看，水力纺纱机在都江堰一带得到普遍使用也是非 常可能的。当时成都平原纺织业颇为发达，在此次修堰前三四十年的大德年间（1298－1307 年），马可·波 罗在成都平原上，“见有城村甚众，皆有墙垣，其中纺织数种丝绢”，“彼等恃工业为活，其纺织美丽 Cenolaux 及其他布匹，且在成都府城纺织也”13。再次，这一带不仅盛产木材，而且还有比较发达的铁工 业14。这就从物质上和工艺上保证了水力纺纱机的大量制作。 由于文字过简，揭傒斯文未详言此时都江堰一带使用的是何种水力纱绩机械，但是我们认为这里的 水力纺绩机，应当就是一种类似水转大纺车的纺纱机。首先，揭傒斯所记述的情况，距王祯《农书》成 书已近三十年15。而中原地区使用水转大纺车，从王祯《农书》中所记载的运用的普遍程度来判断，其发 明肯定还在《农书》成书之前很久。也就是说，对于都江堰一带的纺纱业者来说，中原使用的水转大纺 车早已不是什么技术秘密。其次，即使中原的水转大纺车先前没有传入成都平原，到王祯《农书》刊出 后，他们也完全可以据此制作水力纺纱机。作为一个重视民生的伟大科技专家，王祯看到了水转大纺车 的重大经济意义，因此“特图其制度，欲使地方之民视其机括关键，仿效成就，可为普利”，“画图中土 规模在，更欲他方共得传”。由于大纺车的基本构造在王祯《农书》中已有图文并茂的记述，因此只要具 有一定经验的木匠，即可“依样画葫芦”，造出一部类似的大纺车来。因此之故，元代后期都江堰下游缘 渠所置的数量众多的水力纺绩机，应即王祯《农书》所载的水转大纺车或其相似物。 揭傒斯文以一个具有确切的时间与地点的实例，证实了元代水力纺纱机的使用并不仅限于中原麻苎 之乡。不仅如此，此记载还表明都江堰一带水力纺纱机的使用达的令人惊异的程度。王祯《农书》虽然 谈了中原麻苎之乡使用水转大纺车，但惜乎所言过简，不能使我们得知当时中原地区水转大纺车的具体 使用地点，以及在一个地区内的机器数量、使用率等。从这种大纺车的工作效率、中原的水利条件和当 时中原麻苎生产的一般情况来推测，我们推测这种纺纱机在一个地区内的数量不会很多，一年中实际使 用的时间也十分有限。与此相对照，在成都平原的都江堰一带，水力纺纱机不久分布集中，而且一年四 季运转不息。因此，从某种意义上可以这样说，元代后期的都江堰一带，乃是当时中国使用水力纺纱机 最集中和最充分的地区，因而也是世界上第一个在纺纱业中建立起水力推动的机器生产体制的地区。 11 此文收于揭傒斯：《揭文安公全集》（《四部丛刊》本），亦见于《古今图书集成》职方典卷 598 成都府部艺文二。 12 陈维稷主编：《中国纺织科学技术史》，科学出版社 1984 年，第 172-174 页。 13 《马可·波罗行记》，沙海昂注、冯承钧译，商务印书馆 1936 年，第 440、441 页（后一句引文见第 441 页注 6， 出自法文本）。梁生智译《马可·波罗游记》（中国文史出版社 1998 年，第 160 页）则为“可以看见许多上等的住宅、城 堡和小市镇，居民以农业维持生活，城中有各种制造业，特别是能织出美丽的布匹、绉纱及薄绸”。 14 这从此次重修都江堰时情况可得到证实，据前引《蜀堰记》，此次修堰共用去铁六万五千斤，役使铁工七百人
李伯重:《水转大纺车》 第4页共10页 阿克莱水力纺纱机:是发明,还是仿制中国的水转大纺车? 如前所述,阿克莱水力纺纱机的发明是世界历史上的重大事件,也是18世纪英国技术进步的重大 成果。但是在这种水力纺纱机与4个世纪之前中国的水转大纺车之间,是否有某种关联呢?这是一个饶 有兴趣的问题。伊懋可( Mark elvin)把王祯《农书》中的水转大纺车和18世纪后期及19世纪初期英国 工业革命中的亚麻纺纱机作了对比之后,发现二者在结构上“惊人地相似”。因此他认为后者可能就是前 者经印度传入英国后略加改良的产物。虽然他未提供证据,但是其推测却是十分可能的。据说,理查德 ·阿克莱是在德比研究了当时的水力捻丝机后受到了启发后,才设计出其水力纺纱机来的。当时英国的 水力捻丝机是意大利捻丝机的仿制品,而意大利捻丝机,如李约瑟所说,又是在元代时期由从中国传入 “因为我们发现,从那以后不久,在意大利的卢卡等城市,缲丝厂使用的机器酷似中国的[机器]。由此 推测,是那时到东方旅游的某个或某些欧洲商人把设计图样装在鞍囊中带回国的”18。而在元代中国,唯 可知的水力捻丝机恰恰就是水转大纺车。由此而言,阿克莱纺纱机与水转大纺车之间,应当具有某种 关系。另一说则更为直接:阿克莱之领悟纺纱机的原理,是由于他“听到一个水手叙述中国人所用的机 器”20。18世纪中期以前中国唯一所知道的水力纺纱机只有水转大纺车,因此阿克莱听说的中国机器, 应当就是水转大纺车。不论如何,阿克莱水力纺纱机与王祯《农书》中的水转大纺车,应当是有一定渊 源关系的。倘若把这种渊源关系放在近代早期欧洲与中国之间的技术交流的背景下来看,是十分清晰的 在近代早期的欧洲,曾有一个主要是通过传教士(特别是耶稣会士)把中国的工艺技术知识介绍到 欧洲的浪潮。在这些知识中,纺织技术占有重要的地位。18世纪在华耶稣会士对中国的纺织技术进行了 相当广泛的调査,绘制了大量织机图,寄回法国(现仍保存在巴黎国立图书馆)。这些纺织机具图种类繁 多,是迄今为止最为详细的织机图谱2。此外,还介绍了从经纬线的准备,到拔更、放更、扳更、穿箱 续更、刮绸,直至成衣的各个工序的生产操作情况2。有关技术资料的来源,除了实际调查之外,传教士 们也广泛地利用了中国己刊出的科技著作。在其中,明末身居相位的基督徒徐光启的科技著作(特别是 《农政全书》),更是他们注意的对象。1735年出版的杜赫德的《中华帝国通志》,详细谈到了养蚕与丝织 业技术23。从此书刊载的养蚕、缫丝和织机插图看,显然采用了《农政全书》卷31-34蚕桑及卷35-36 15王祯《农书》成书于皇庆2年(1313年),重修都江堰则在至元元年(1341年) Mark Elvin:(The Pattern of the Chinese Past: A Social and Economic Interpretation), Stanford University Press 1973 17据卡洛·波尼的研究,1716-1717年英国安装的第一部捻丝机,是英国人在意大利刺探了两年工业情报后仿制的 被誉为“英国拥有的第一台名符其实的加工机械”(转引自布罗代尔:《15至18世纪的物质文明、经济和资本主义》,中译 本,三联书店1993年,第2卷,第637-638页) 18转引自罗伯特·坦普尔:《中国:发明与发现的国度一一中国科学技术史精华》,中译本,21世纪出版社1995年 第23-234页。 19据王祯《农书》,水转大纺车亦可用于捻丝。参阅注10。 20保尔·芒图:《十八世纪产业革命》,中译本,商务印书馆1983年,第174 2在这些图谱中,有棉、麻纺织机具图谱(包括除棉籽、织布、织麻夏布等机具图谱),更多的则是丝绸织机图谱(包 括织云龙缎、花带、罗斗纱、香云纱、大花缎、大花边、灯笼纱、熨绒、栏千、边带、素绫、花素锦等各种织物所需的织 机以及探花机图谱) 2巴黎国立图书馆还保存有和纺织相关的一些图谱,包括棉花的种植、加工,从布到成衣(染漂等工艺):从麻的种 植、收割到纺织等 J-B du Halde, DescriptiOn gbophique, hstorique, chronologique, poli tique et physique de la chine et de la Tartarie
李伯重：《水转大纺车》 第 4 页 共 10页 二、阿克莱水力纺纱机：是发明，还是仿制中国的水转大纺车？ 如前所述，阿克莱水力纺纱机的发明是世界历史上的重大事件，也是 18 世纪英国技术进步的重大 成果。但是在这种水力纺纱机与 4 个世纪之前中国的水转大纺车之间，是否有某种关联呢？这是一个饶 有兴趣的问题。伊懋可（Mark Elvin）把王祯《农书》中的水转大纺车和 18 世纪后期及 19 世纪初期英国 工业革命中的亚麻纺纱机作了对比之后，发现二者在结构上“惊人地相似”。因此他认为后者可能就是前 者经印度传入英国后略加改良的产物16。虽然他未提供证据，但是其推测却是十分可能的。据说，理查德 • 阿克莱是在德比研究了当时的水力捻丝机后受到了启发后，才设计出其水力纺纱机来的。当时英国的 水力捻丝机是意大利捻丝机的仿制品17，而意大利捻丝机，如李约瑟所说，又是在元代时期由从中国传入： “因为我们发现，从那以后不久，在意大利的卢卡等城市，缲丝厂使用的机器酷似中国的［机器］。由此 推测，是那时到东方旅游的某个或某些欧洲商人把设计图样装在鞍囊中带回国的”18。而在元代中国，唯 一可知的水力捻丝机恰恰就是水转大纺车19。由此而言，阿克莱纺纱机与水转大纺车之间，应当具有某种 关系。另一说则更为直接：阿克莱之领悟纺纱机的原理，是由于他“听到一个水手叙述中国人所用的机 器”20。18 世纪中期以前中国唯一所知道的水力纺纱机只有水转大纺车，因此阿克莱听说的中国机器， 应当就是水转大纺车。不论如何，阿克莱水力纺纱机与王祯《农书》中的水转大纺车，应当是有一定渊 源关系的。倘若把这种渊源关系放在近代早期欧洲与中国之间的技术交流的背景下来看，是十分清晰的。 在近代早期的欧洲，曾有一个主要是通过传教士（特别是耶稣会士）把中国的工艺技术知识介绍到 欧洲的浪潮。在这些知识中，纺织技术占有重要的地位。18 世纪在华耶稣会士对中国的纺织技术进行了 相当广泛的调查，绘制了大量织机图，寄回法国（现仍保存在巴黎国立图书馆）。这些纺织机具图种类繁 多，是迄今为止最为详细的织机图谱21。此外，还介绍了从经纬线的准备，到拔更、放更、扳更、穿箱、 续更、刮绸，直至成衣的各个工序的生产操作情况22。有关技术资料的来源，除了实际调查之外，传教士 们也广泛地利用了中国已刊出的科技著作。在其中，明末身居相位的基督徒徐光启的科技著作（特别是 《农政全书》），更是他们注意的对象。1735 年出版的杜赫德的《中华帝国通志》，详细谈到了养蚕与丝织 业技术23。从此书刊载的养蚕、缫丝和织机插图看，显然采用了《农政全书》卷 31-34 蚕桑及卷 35 一 36 15 王祯《农书》成书于皇庆 2 年（1313 年），重修都江堰则在至元元年（1341 年）。 16 Mark Elvin：《The Pattern of the Chinese Past: A Socia1 and Economic Interpretation》, Stanford University Press l973, 第 198 页。 17 据卡洛• 波尼的研究，1716-1717 年英国安装的第一部捻丝机，是英国人在意大利刺探了两年工业情报后仿制的， 被誉为“英国拥有的第一台名符其实的加工机械”（转引自布罗代尔：《15 至 18 世纪的物质文明、经济和资本主义》，中译 本，三联书店 1993 年，第 2 卷，第 637-638 页）。 18 转引自罗伯特• 坦普尔：《中国：发明与发现的国度――中国科学技术史精华》，中译本，21 世纪出版社 1995 年， 第 233-234 页。 19 据王祯《农书》，水转大纺车亦可用于捻丝。参阅注 10。 20 保尔·芒图：《十八世纪产业革命》，中译本，商务印书馆 1983 年，第 174 页。 21 在这些图谱中，有棉、麻纺织机具图谱（包括除棉籽、织布、织麻夏布等机具图谱），更多的则是丝绸织机图谱（包 括织云龙缎、花带、罗斗纱、香云纱、大花缎、大花边、灯笼纱、熨绒、栏干、边带、素绫、花素锦等各种织物所需的织 机以及探花机图谱）。 22 巴黎国立图书馆还保存有和纺织相关的一些图谱，包括棉花的种植、加工，从布到成衣（染漂等工艺）；从麻的种 植、收割到纺织等。 23 J-B. du Halde，DescriptiOn gbophique，hstorique，chronologique，poli tique et physique de’la Chine et de la Tartarie
李伯重:《水转大纺车》 第5页共10页 蚕桑广类的内容24。元代水转大纺车的有关图文,几乎原封不动地保存在《农政全书》中。因此水转大纺 车在18世纪中叶以前,已通过传教士介绍到西欧,应是无可置疑的。不仅如此,即使我们目前还未有确 切的证据证实阿克莱水力纺纱机与元代水转大纺车之间具有直接承继关系,我们也可以从李约瑟等人的 研究中,看到中国关于水力机械和纺纱机械的知识,确实对近代早期西欧的纺织机器的改进(包括阿克 莱水力纺纱机的发明)起到了重大作用。下面,我们就根据罗伯特·坦普尔对于李约瑟及的研究所作的 总结,选择其中的一些关键技术作一简要介绍。 (一)纺车 卷纬机是中国人用来加工丝绸纤维的机械。在公元121年刊印的《说文解字》里就已提到这种机械 而1237年刊印的《耕织图》更第一次将其描绘出来。早在元代,卷纬机就已传到欧洲的意大利25。而到 了18世纪,《耕织图》又通过贸易等途径传人欧洲6,从而使得关于这种机械的知识,对于一般人士来说 不再成为一种技术秘密 纺车是从卷纬机派生出来的,但究竟是何时才派生出来的,现在还不清楚。保守一点说,可以认为 在中国,到了11世纪时,为处理棉纱用的纺车已从卷纬机中分化出来了。在欧洲,迄今所知的关于纺车 的最早的介绍,是在1280年左右出版的德国斯佩那尔一个行会章程,其中间接提到了纺车。李约瑟相信: 在欧洲,纺车以及与纺织品有关的其他机械,是元代由从中国归来的意大利人传入的 (二)传动带 传动带将动力从一个轮子传递到另一个轮子,并产生连续的旋转运动。它早在公元前1世纪便出现 在中国。研制传动带与缀丝机的使用有关,尤其是一种称为卷纬机的机器,它将长长的丝纤维卷绕在绕 丝架上以备织工的梭子使用。这种机器的特点是有一个大轮子、一条传动带和一个小皮带轮、于公元230 232年间编撰的《广雅》一书再一次提到这种机器。 传动带对于纺车的发明至关重要。传动带不仅可以围绕有轮缘的普通轮子旋转(无论轮于是否带凹 槽),还可以围绕无轮缘的轮子旋转。无轮缘的旋转轮乍听起来可能显得语义矛盾,而且使用无轮缘轮子 的传动带一开始就似乎是非分之想,然而,事实上,处于稍稍突出或两套被交替安装的轮辐之间的纤维 的摇架,可以为皮带创造一种十分适合的连接。中国还有一项在无轮缘轮子上使用传动带的技术,即将 有凹槽轮装在轮辐的末端并通过连续的糟来带动传动带。 传动带显然是作为自中国归来的游客带到意大利的卷丝及纺丝机械技术的一部分而传入欧洲的。欧 洲有关传动带的最早的实际形象物于1430年出现在卧式旋转磨石上。19世纪以前传动带在欧洲一直极其 罕见,这表明欧洲人在三个多世纪里并不重视把纺织机的这一特殊机件用于其它目的。在欧洲,扁平皮 带和钢丝缆绳用作传动带只是在19世纪才开始28 chinoise,Haye,1736,Tome2,pp.250-267。以及同书pp.246-250(此部分内容是殷弘绪翻译介绍的,参见 Mme Yves de Thomoz Bossirer, Francois-Xavier Dentrecolles et I'Appport de la Chine a 1 I' Europe du Xvllle Siecle Paris, 1982, p114-117). 转引自韩琦:《中国科学技术的西传及其影响》,河北人民出版社1999年,第163-164页 24参见潘吉星:《中外科学之交流》,香港中文大学出版社1993年,第484-486页 25前引罗伯特·坦普尔:《中国:发明与发现的国度》,第233234页 26前引韩琦:《中国科学技术的西传及其影响》,第164页。 27前引罗伯特·坦普尔:《中国:发明与发现的国度》,第233-234页 28前引罗伯特·坦普尔:《中国:发明与发现的国度》,第98-99页
李伯重：《水转大纺车》 第 5 页 共 10页 蚕桑广类的内容24。元代水转大纺车的有关图文，几乎原封不动地保存在《农政全书》中。因此水转大纺 车在 18 世纪中叶以前，已通过传教士介绍到西欧，应是无可置疑的。不仅如此，即使我们目前还未有确 切的证据证实阿克莱水力纺纱机与元代水转大纺车之间具有直接承继关系，我们也可以从李约瑟等人的 研究中，看到中国关于水力机械和纺纱机械的知识，确实对近代早期西欧的纺织机器的改进（包括阿克 莱水力纺纱机的发明）起到了重大作用。下面，我们就根据罗伯特• 坦普尔对于李约瑟及的研究所作的 总结，选择其中的一些关键技术作一简要介绍。 （一）纺车 卷纬机是中国人用来加工丝绸纤维的机械。在公元 121 年刊印的《说文解字》里就已提到这种机械， 而 1237 年刊印的《耕织图》更第一次将其描绘出来。早在元代，卷纬机就已传到欧洲的意大利25。而到 了 18 世纪，《耕织图》又通过贸易等途径传人欧洲26，从而使得关于这种机械的知识，对于一般人士来说， 不再成为一种技术秘密。 纺车是从卷纬机派生出来的，但究竟是何时才派生出来的，现在还不清楚。保守一点说，可以认为 在中国，到了 11 世纪时，为处理棉纱用的纺车已从卷纬机中分化出来了。在欧洲，迄今所知的关于纺车 的最早的介绍，是在 1280 年左右出版的德国斯佩那尔一个行会章程，其中间接提到了纺车。李约瑟相信： 在欧洲，纺车以及与纺织品有关的其他机械，是元代由从中国归来的意大利人传入的27。 （二）传动带 传动带将动力从一个轮子传递到另一个轮子，并产生连续的旋转运动。它早在公元前 1 世纪便出现 在中国。研制传动带与缀丝机的使用有关，尤其是一种称为卷纬机的机器，它将长长的丝纤维卷绕在绕 丝架上以备织工的梭子使用。这种机器的特点是有一个大轮子、一条传动带和一个小皮带轮、于公元 230 －232 年间编撰的《广雅》一书再一次提到这种机器。 传动带对于纺车的发明至关重要。传动带不仅可以围绕有轮缘的普通轮子旋转（无论轮于是否带凹 槽），还可以围绕无轮缘的轮子旋转。无轮缘的旋转轮乍听起来可能显得语义矛盾，而且使用无轮缘轮子 的传动带一开始就似乎是非分之想，然而，事实上，处于稍稍突出或两套被交替安装的轮辐之间的纤维 的摇架，可以为皮带创造一种十分适合的连接。中国还有一项在无轮缘轮子上使用传动带的技术，即将 有凹槽轮装在轮辐的末端并通过连续的糟来带动传动带。 传动带显然是作为自中国归来的游客带到意大利的卷丝及纺丝机械技术的一部分而传入欧洲的。欧 洲有关传动带的最早的实际形象物于 1430 年出现在卧式旋转磨石上。19 世纪以前传动带在欧洲一直极其 罕见，这表明欧洲人在三个多世纪里并不重视把纺织机的这一特殊机件用于其它目的。在欧洲，扁平皮 带和钢丝缆绳用作传动带只是在 19 世纪才开始28。 chinoise，Haye，1736，Tome 2，pp. 250-267。以及同书 pp. 246-250（此部分内容是殷弘绪翻译介绍的，参见 Mme Yves de Thomoz Bossirer, Francois-Xavier Dentrecolles et l'Appport de la Chine a 1’l'Europe du XvIlIe Siecle. Paris，1982，p.114-117）。 转引自韩琦：《中国科学技术的西传及其影响》，河北人民出版社 1999 年，第 163-164 页。 24 参见潘吉星：《中外科学之交流》，香港中文大学出版社 1993 年，第 484-486 页。 25 前引罗伯特• 坦普尔：《中国：发明与发现的国度》，第 233-234 页。 26 前引韩琦：《中国科学技术的西传及其影响》，第 164 页。 27 前引罗伯特• 坦普尔：《中国：发明与发现的国度》，第 233-234 页。 28 前引罗伯特• 坦普尔：《中国：发明与发现的国度》，第 98-99 页