宋朝造船的发展现状（宋朝的水力机械技术有多发达）

宋代水力机械应用最盛的时代，从传世的宋元画作中，可以很容易地找到驱动水磨的卧式水轮或竖式水轮。目前已经发现绘有水轮的宋元画至少有十幅，分别是宋代郭熙《关山春雪图》、高克明《溪山积雪图》、李唐《清溪渔隐图》、宋人佚名《雪栈牛车图》（均收藏于台北故宫博物院）、王希孟《千里江山图》、宋人佚名《雪麓早行图》（上海博物馆藏）、《闸口盘车图》（上海博物馆藏）、山西繁峙县岩山寺金代壁画，以及元人佚名《山溪水磨图》（辽宁省博物馆藏）、元代无款《仿巨然山水》（未知收藏者）。

郭熙《关山春雪图》局部

从宋诗与宋画大量出现关于水力机械的名词与图像来看，宋代的水力机械应用很可能出现了一场爆发式的发展，宋人广泛利用水力驱动舂碓、研磨、戽水、捻纱、鼓风等，在许多磨茶作坊、磨面作坊、纺织作坊，甚至一些冶炼作坊中，都采用了水力驱动的技术。

高克明《溪山积雪图》局部

李唐《清溪渔隐图》局部

宋人佚名《雪栈牛车图》局部

《农书》还记录了一种叫作“水轮三事”的技术，“谓水转轮轴可兼三事，磨、砻、碾也。初则置立水磨，变麦作面，一如常法。复于磨之外周造碾圆槽。如欲毇米，惟就水轮轴首易磨置砻。既得粝米，则去砻置碾，碢干循槽碾之，乃成熟米。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”。

王希孟《千里江山图》局部

“水轮三事”早在宋代已得到应用。郭正忠教授的依据来自北宋张舜臣的《水磨赋》，赋中写道：“徒观夫老稚咸集，麦禾山积；碓臼相直，齿牙相切；碾磨更易，昼夜不息。”从《水磨赋》“不难看出，这‘昼夜不息’地运转着的，是一种多功能的水磨。它的特殊装置，可以将磨换成碾，水轮的轮轴上，还连接着一副或几副碓臼”

宋人佚名《雪麓早行图》局部

元人佚名《山溪水磨图》

元代无款《仿巨然山水》

这些水轮的附近都建造有房屋，显示这是一个水磨作坊，换言之，我们从宋画看到的水轮，都不是用来灌溉农田，而是应用于手工业加工。这么多宋人的画作都捕捉到水轮-水磨的影子，无疑说明了水力机械在宋代手工业生产中的应用之广，对于许多宋朝画家来说，水磨作坊是他们很熟悉的风景。

王祯《农书》上的水转大纺车

《农书》的记载可相印证：“水转连磨……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。”

王祯《农书》上的“水轮三事”

《农书》所记录的“水转连磨”，究竟是什么样子的呢？山西繁峙县岩山寺金代壁画中有一幅《水碓磨坊图》，可以让我们一窥宋代“水转连磨”的构造。需要说明的是，绘制岩山寺壁画的王逵，原是生活在北宋东京的画师，他描绘的图景全是宋朝社会风貌，这一幅《水碓磨坊图》也应该是北宋东京汴河水磨坊的写照。

岩山寺壁画《水碓磨坊图》

从《水碓磨坊图》及其“机械原理示意图”可以看出来，这个磨坊建造在水流湍急的河岸（通常是闸口的下方），由一具立式水轮提供动力，穿过水轮的传动轴非常长，一端装了横木，“水激轮转，则轴间横木间打所排梢，一起一落舂之”，拨动碓杆，用于舂米脱壳；另一端装有齿轮，通过齿轮传动系统带动磨盘，用来磨面。

徐岩红《繁峙岩山寺壁画〈水碓磨坊图〉及其机械原理初探》

《闸口盘车图》无可辩驳地告诉我们，至迟在宋代，人们已掌握了曲柄连杆机构的基本原理，并应用到水力机械装置中。

《闸口盘车图》中的水磨与水击面罗

这样的水力磨坊在北宋东京的河岸边是非常常见的。上海博物馆藏的《闸口盘车图》，画的就是汴河边的一间大型水力磨坊。《闸口盘车图》透露出来的水磨技术。利用水力驱动磨盘转动并无多少技术上的难度，不过《闸口盘车图》出现了一个很高明的装置，位于大磨盘右侧的机房内，是磨坊用来筛面粉或茶末的工具，叫“水击面罗”。

《水碓磨坊图》机械原理示意图

《闸口盘车图》中的水磨结构与水击面罗结构示意图。1.下轮，2.立轴，3.上轮，4.弦索，5.旋鼓，6.掉枝(即曲柄)，7.行桄(即连杆)，8.鼓木，9.撞柱，10.面罗，11.旋鼓与掉枝另一种结构的可能。转引自郑为《结撰精严，闸口盘车图卷》

宋代《闸口盘车图》

展开这幅纵53.3 厘米、横119.2 厘米的《闸口盘车图》，真切地感受宋朝大磨坊的繁忙景象。展示在我们眼前的，是北宋后期汴河边的一家大型官营水力面粉加工厂。也有人认为，这其实是一座加工“末茶”的水磨茶作坊——宋人饮茶，并非用炒青炮制的茶叶，而是将茶叶研成茶末（这叫作“末茶”），再冲点成茶汤。水磨茶作坊就是制造、供应“末茶”的工厂。

整座磨坊临河而建，修有两处上船亭（码头），两艘运载麦面或茶叶的篷船正准备靠岸卸货。河对岸是坡道与木桥，坡道上有六辆独轮车与太平车，或停车歇息，或行车运货。磨坊的主体建筑是一个横跨闸口激流的木结构磨房，下装两具大水轮，一具带动水磨，一具带动水击面罗。

我们现在看到的《闸口盘车图》很可能还不是全卷，因为据看过此画的清代学者李葆恂的记述，“（图卷）高一尺八寸，长六尺，界画古朴。人物舟车用笔沉着，生气远出，信非宋以后人所能到。水中作一水阁，下有水车，激水转轮，即今之水磨是也。运粮人约数百，皆赤膊作用力之状，棚中一官员中坐，乌纱帽红衣，旁列吏胥数人，并指顾如生”。可知《闸口盘车图》全卷有6尺长，约210厘米，而现存画卷只有119.2厘米；画中人物多达数百人，而现存画卷只可找到四十多人。换言之，全本的《闸口盘车图》场面无疑更具视觉震撼力。

即使是残本的《闸口盘车图》，已足以让我们感受到宋代水力手工业的发达气象与繁荣气息。而从这座水磨作坊的官营性质，我们也不难想见宋朝政府对于开发水磨工厂、争夺水磨市场利润的热切