第三节 《天工开物》中涉及的农具
农具通史

《天工开物》中涉及农业和农具的主要是《乃 粒》和 《粹精》两篇。
在《乃粒》篇中绘图介绍的农具有犁、耙、 筒车、牛转翻车、脚踏翻车、手摇拔车、桔槔、 耧车、吨车、钁、脱粒桶、脱粒床、镰刀、磟碡、 风扇车、木砻、土砻、水碓、水磨、牛碾、踏碓 和杵臼、脚踏面罗、小碾、连枷以及罗筐、簸箕、 筛、帚等。
虽然《天工开物》所涉及的农具种类和数量 远不及《王祯农书》,但将两书互相比较,还是 各有独到之处。
《天工开物》 中有关农业的部分虽然也提到 了不少农具,并且绘制了图谱,但两书的目的是 不一样的。《王祯农书》是为讲解农具而专门配 绘的图谱,讲农具是书的主题。《天工开物》则 是为了说明农艺而配绘的插图。《天工开物》 中 图谱的数量要比《王祯农书》少得多,《天工开 物》涉及农具的图谱总共只有24幅,不及《王 祯农书》农具图谱的1/10。
《天工开物》所绘图谱的特点是粗犷、简洁、 一目了然。有些图与 《王祯农书》之图布局基 本相似,但在图面中加注了零件的名称。如脚 踏罗图中标出了“面罗”和“撞机”; 在筒车图 中标出了 “水枧”、“闸”以及“柳桩”和“岸” 的位置,使之更容易了解这种农具的结构及安 装状况。
《天工开物》之图谱,也许是由于作者不是 画家,也不是农具专家,对农具结构了解得不很 深透,所以有些图画得不准确,有些图的图注不 正确。如“耙”图(图8-3-1) 中将耙齿画得不 是与地面呈垂直方向,而成了水平方向。这显然 是常识性的错误。如果耙齿与地面平行,怎么能 起到耙地的作用呢?又如“耕”图中将犁辕的位 置注为“耜”,将犁铧的位置注为“耒”,显然也 是不恰当的。

图8-3-1 耙(采自 《天工开物》)

《天工开物·粹精·攻稻》 中说的 “石板”、 “木桶”,就是由《王祯农书》中所说的“掼稻簟” 的基础上发展而来。也许由于掼稻簟上所用的石 块角度不易掌握,或搬动不方便,更由于掼稻簟 不适合在田间使用,于是渐渐发展出了脱粒石 板、脱粒凳、脱粒床及脱粒木桶。《便民图纂》中 所说的“用稻床脱粒”,《海盐图经》中说的“打 稻有床,以竹为棂,取其易落”,就是说的脱粒 床。《天工开物·攻稻》中有这样的话: “凡稻刈 获之后,离稿取粒,束稿于手而击取者半;聚稿 于场而曳牛滚石以取者半。凡束手而击者,受击 之物,或用木桶,或用石板。收获之时,雨多霁 少,田稻交湿不可登场者,以木桶就田击取。晴 霁稻干,则用石板甚便也。” 并绘制了用木桶和 石板击稻的图谱 (图8-3-2)。在这幅图中还有 一处不妥之处,那就是割稻人右手握稻棵,左手 持镰收割,这不符合大多数人的生活习惯。当然 个别现象也是有的。

图8-3-2 击稻图(采自 《天工开物》)

《天工开物》对砻的结构及使用方法比《王 祯农书》介绍得更详细,从而补充了《王祯农书》 在这个方面的不足。《天工开物·攻稻》说: “凡 稻去壳用砻,去膜用舂、用碾……(将砻与舂[杵 臼]、碾功能上的差别讲得很明白)凡砻有两种, 一用木为之,截木尺许,质多用松,斫合成大磨 形,两肩皆凿纵斜齿,下合植笋 (榫),穿贯上 合,空中受谷。”另一种是土砻(图8-3-3),“析 木匡围成圈,实洁净黄土于内,上下两面各嵌竹 齿。上合��空受谷,其量倍于木砻。”转动木砻较 为费力,需“用健夫”方能为之。而土砻较轻, “孱妇弱子可胜其任”。据宋应星调查,木砻的寿 命可“攻米两千余石”,而“土砻攻米二百石,其 身乃朽”。

图8-3-3 土砻(采自 《天工开物》)

砻谷之后需要过筛。对于筛的结构及用法, 《天工开物》也补充了 《王祯农书》没有交代的 细节: “凡筛,大者围五尺,小者半之。大者其 中心偃隆起,健夫利用; 小者弦高二寸,其中平 洼,妇子所用也。” 凡砻过的谷物 “则以风扇去 糠秕,倾入筛中团转,谷未剖破者浮出筛面,重 复入垄。”
《天工开物·粹精》 中还介绍了一种《王祯 农书》没有讲过的船碓,其中说: “江南信郡水 碓之法巧绝。盖水碓所愁者,埋臼之地卑,洪潦 为患,高则承流不及”,信郡造了一种船碓,以 “一舟为地,撅桩维之,筑土舟中,陷臼于其上, 中流微堰石梁,而碓已造成,不烦琢木壅玻之力 也。” 由于在陆地上设置的碓臼常常会因水涝而 淹没,碓臼置于船上,水涨船高自然就避免了被 淹没的问题。
《天工开物》也记载了一种 “水轮三事” 的 谷物加工工具,但与《王祯农书》所述的不同。 此水轮三事为:“激水转轮头,一节转磨成面,二 节运碓成米,三节引水灌于稻田。”是同时完成 三种作业,可谓水力联合加工工具。《王祯农书》 所述水轮三事,在同一个动力带动下,需要调换 工具分别进行三种加工。
《天工开物》也和《王祯农书》的观点一样, 认为石转磨“大小无定形”。但《天工开物》将其 分为三种: “大者用肥犍力牛曳转”,“次者用驴 磨,斤两稍轻。又次小磨,则止用人推……”这 些磨的效率当然也不一样,“凡牛力一日攻麦二 石,驴半之,人则强者攻三斗,弱者半之。”对于 石转磨所用石料的选择,《天工开物》有独到的见 解: “石有两种,面品由石而分。”不同石质的磨, 加工出的面粉也不一样,“江南少粹面上面者”是 因为“以石怀沙滓”,这样的石转磨“相磨”会“发 烧,则其麸并破,则黑类参和面中,无从罗去也。 江北石性冷腻,石不发烧,其麸压至扁秕之极不 破,则黑疵一毫不入,而磨成至白也。”这倒是一 段非常有趣的调查,是否正确,缺乏第一手资料, 不敢妄加评论。《天工开物》又说:“南方之磨,百 斤小麦可得百斤面粉;而北方之磨,百斤小麦只 得面八十斤。”也就是说,南方之磨不剩麦麸,连 麦麸也磨成了面粉,所以面比较黑。
还有一种专门加工小米的小碾(图8-3-4), 是《王祯农书》没有论及的农具,在《天工开物》 中第一次见到介绍:“北方攻小米者,家置石墩, 中高边下,边沿不开槽,铺米墩上,妇子两人相 向,接手而碾之。其碾石圆长如赶牛石,而两头 插木柄,米堕边时以小彗扫上。家有此具,杵臼 竟悬也。”宋应星还在图中题注说:“粱、粟、稷、 黍皆用此碾。”看来这种小碾是一种家用的,既 可碾米,也可压面的小型谷物加工农具,似乎比 杵臼更有实用价值。

图8-3-4 小碾(采自 《天工开物》)

豆菽的脱粒工具用不上磨、碾,要用连枷和 磟碡。磟碡,《天工开物》称之为石滚。少量的豆 菽加工用连枷扑打就可以了。打豆用的连枷构造 是: “凡打豆枷,竹木竿为柄,其端锥圆眼,栓 木一条,长三尺许。”用法是: “铺豆于场,执柄 而击之。”
《天工开物》记载了一种“拔车”,是《王祯 农书》中不曾提到的。这种拔车,车身构造与龙 骨车完全相同,只是长度较短,用人的两手拉动 拔杆,使车转动而引水,所以称为拔车。“凡浅 池小浍,不载长车者,则用此车。” “数尺之车, 一人两手疾转,竟日之功可灌二亩而已。” 虽然 《王祯农书》中没有记载这种拔车,但当时也不 见得没有,因为它比脚踏龙骨车和牛转龙骨车要 简单得多,只是效率较低。
在第五章第五节《耧车的发明》一节中,曾 提到《天工开物·麦工》中的这样一段话: “凡 北方厥土攻垆易解释者,种麦之法,耕具差异。” 即在这些地方种麦时,所用工具并不一样。“耕 即兼种,其服牛者,耒不用,耜并列两铁,于横 木之上,其具方语曰镪,镪中间盛小斗,贮麦种 于内,其斗底空梅花眼,牛行摇动,种子即从眼 中撒下……”从这段文字的记述看,不像是结构 完善而成熟的耧车,因为完善的耧车,耧斗下面 不是梅花眼,而是漏种管。种子是从漏种管流到 垄沟里,而不是从“眼中撒下”。《天工开物》所 说的这种播种工具“镪”,很像是广西桂平出土 的、那种尚没有漏种管的青铜耧播立体饰。如果 宋应星记述无误,或者笔者理解不错,说明魏晋 时代那种形式的播种工具,明代仍有使用。
在《王祯农书》中没有论及使用风力的农具。 《天工开物》的《水利》篇中提到了用风力带动 的水车: “扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则 止。”其实以风力作为农具的动力,并非始于明 清时期。远在东汉时代,文献中已有不少关于利 用风力的记载,《后汉书·马融传》 中有 “连舼 舟、张云帆”之说。刘熙《释名·释船》更给帆 下了明确定义: “帆,泛也。随风张慢曰帆,使 舟疾,泛泛然也。”以后又有了风力推动的车,据 梁元帝萧绎在《金楼子》卷六《杂记篇》记载: “高苍梧叔能为风车,可载三十人,日行数百 里。”这种在车上加帆的做法,直到新中国成立 初期,在山东、河南等地仍可见到。
将风帆运用到固定的机械上,如磨、碓、水 车等是始于何时,尚不十分清楚。南宋刘一止的 《苕溪集》卷三有诗曰: “老龙下饮骨节瘦,引水 上沂声呷呀,初疑蹙踏动地轴,风轮共转相钩 加。”看来描述的当是风动龙骨车。这可能是目 前所见风力农具的最早材料。元朝耶律楚材的 《湛然居士文集》卷六《西域河中十咏》有 “冲 风磨旧麦(原注:西人作磨,风动机轴以磨麦)” 的诗句,是所见使用风力推动石转磨磨麦的最早 材料。明·顾炎武在《天下郡国利病书·苏松》 中讲到苏州、松江地区的农具时,曾提及风力水 车: “灌田以水车……有并牛不用,而以风转者, 其制如牛车,施帆于轮,乘风施转,田器之巧如 是。然不可常用,大风亦败车。”说明当时在风 车制作技术上还不够成熟,在风过大、过小时都 还不好用。明初金华人童翼有一组长诗《水车 行》所描述的就是风力水车,诗中说: “零陵水 车风作轮,缘江夜响盘空云。轮盘团团经三丈, 水声却在风轮上……”(《尚絅斋集》卷三,四库 全书珍本初集)清代湖南浏阳人周倬也仿此诗稍 作改动,用以形容自己家乡的风力水车: “浏阳 水车风作轮,缘江旋转盘空云。轮盘团团经三 丈,水声都在风轮上。浏阳日夜西北流,高岸低 拆开深沟。轮盘自转不用人,年年只用修车 轮……”诗歌对零陵、浏阳的风力水车作了有声 有色的描述,说明风力水车深受人们的喜爱,许 多地区已常有应用。对此还可以从一些文献中见 到记述。方以智的《物理小识》说: “淮、扬、海 三处,用风帆六幅,车水灌田。”《松江府志·风 俗》也说: 水车“亦有并牛不用以风运者。”据 《续天津县志》记载: “雍正间有许某自浙绍来 津……种稻,有水车之设,其法用大车轮一,周 围用布帆四……风吹輣动,车轮旋转不已,而水 自吸入田间。” 这是说的立帆式水车。清·周庆 云《盐法通志·风车》较详细地介绍了这类风车 的结构: “风车者借风力回转以为用也。车凡高 二丈余,直径二丈六尺许,上安布帆八叶,以受 八风,中贯木轴,附设平行齿轮。帆动轴转,激 动平齿轮与水车之立齿轮相搏,则水车腹叶周 旋,引水而上。此制始于安凤官滩,用之以起水 也。” 虽然是盐场所用,但与农用风车结构原理 是相同的。“长芦所用风车,以坚木为干,干之 端平插轮木者八,如车轮形,下亦如之,四周挂 布帆八扇,下轮距地尺余,轮下排密小齿,再横 设一轴,轴之两端亦排密齿,与轴齿相错合,如 犬牙状。其一端接于水桶,水桶亦以木制,形式 方长二、三丈不等,宽一尺余,下入于水,上接 于轮。桶内密排逼水板,合乎桶之宽狭,使无余 隙,逼水上流入池。有风即转,昼夜不息,不假 人工,不资火力,洵佳搆也。”这是另一种结构 的风力水车。
清人林昌彝的《砚��绪录》卷十二中介绍了山 阴汪禹九在《雨韭盦笔记》中所记的风车车水之 法,他说,在有流水的地方,用水力车水舂碓固 然好,但在水平处就没法用,而风车车水之法也 “极为巧便”。“风车之篷用布蒲、竹篾者,皆可架 车於平地四面有风处,风车圈各有笋(榫),互相 接续於水车,如钟表内铜圈然。其水车亦如田间 常用之式,置于水中亦有笋,以接风车,随之而 转。又风车上下另加篷两扇,斜侧向里,留缝以 逼风入车,更得力。惟水车置河道内,殊碍行船, 可于堤外开一水窦,通堤内开沟三五丈,引水入 大池中,池中置水车,岸上置风车,随风所向,转 水灌田。风车一具可转水车两具,并列图于后。” 汪禹九在浙江处州见到过这样的风力水车。
清人蔡蓉什 《双林记增纂》卷八说: “水车 之制大多用牛牵盘以运轴,或三四人立而踏转 之。更有风帆以转者。”
明朝王徵在《新制诸器图说》及《远西奇器 图说》中也介绍了许多用风力进行粮食加工的机 械及水利排灌机械。其中《远西奇器图说》中的 这些机械是王徵根据西洋人邓玉函口述而编译 的。对于这些机械的细节,将在下面再作详述。 《新制诸器图说》中的机械则是王徵本人见到或 设计的一些机械,其中也有一具风力石转磨(图 8-3-5)。王徵对这幅图解释得很详细: “为层楼 一座,上七下八,方径各长丈有三尺,楼上层不 围,下层三面围墙一面门,楼下安石硙以台,台 高三尺,上端安铁钻,俗所谓六甲六面也。其尖 入上横梁,横梁当四方之最中处安铁窠,窠即为 柱尖入处。柱下端为方枘相硙上扇中所凿方孔为 之,将军柱从楼板中央贯上直至横梁,横梁下尺 许以下,楼板上尺许以上,始安风扇。风扇凡四, 每扇横长六尺,上下五尺,坚木为框,中加十字 木枨,一面用席障之,边皆以索连之,框上先於 将军柱。楼板上尺许以上,横梁下尺许以下,安 夹风扇的木轮二,各厚尺许,周围除将军柱外, 宽仍尺许,各十字凿五寸深槽,槽视风扇框厚薄 为之。风槽入槽以里,仍两端为孔安上即用索紧 束柱上,勿令活动。为则风扇可卸可安,楼之制 照寻常硙,亦寻常用者,无它谬巧,止借风力省 生畜之力云耳。此益西海金四表先生所传,而余 想象图说之。若此观者肯广为传制,或於民生日 用不无小补云。” 也就是说,这种机械不是译制 的西洋图谱,而是根据别人的述说凭着自己的脑 子 “想像 (设计)” 出来的。显然这样的风磨是 完全可以制作和使用的。

图8-3-5 风力石转磨(采自 《新制诸器图说》)

在历史上,以风作为动力的探索,始终没有 停止它的脚步,直到新中国成立后,各地仍不断 对风力机械进行改革和创新。20世纪50年代初, 传统布篷式风车在河北大沽、塘沽(图8-3-6)、 苏北等地仍广泛应用。50年代末在全国性农具 改革的浪潮中,安徽省农机研究所等单位研制出 早期的风力机。60年代由中国农机研究院和兴 化农机厂研制的FWG-6型风力机(图8-3-7), 除用于带动提水机械外,还可带动小型碾米机、 磨粉机,到1967年已生产约600台。后期风力 机的发展主要用于带动发电机,至今仍在不断发 展之中 (邱梅贞等: 《中国农业机械技术发展 史》,机械工业出版社,1993年)。

图8-3-6 近代河北风车

图8-3-7 WG-6型风力机

《天工开物》还介绍了几种《王祯农书》没 有介绍的运载工具,如四轮车、双轮车、北方独 轮车、南方独轮车(图8-3-8)等。这种独轮车“则 一人之力是视,容载两石,遇坎则止,最远者只 达百里而已”。对于《天工开物》中的车,清·刘 应棠《梭山农谱》(1960年,农业出版社铅印本) 倒有一些新的解释:“水乡田大半苦潦,不常旱, 故水车制者甚少。然当大旱之年,往往流泉在左 右,望洋而叹耳,束手待毙,究於天乎何尤。若 平旷野之乡,家有大小厢车,又有手车、牛车, 皆所以备旱者。其创造之妙,则邑先达宋公长庚 《天工开物》书内已详其制,故不复赘。”其实宋 应星并没有对用厢车运水抗旱作详细交代。当然 用车运水抗旱,在农村并不少见,近代仍有,就 是当代用汽车运水抗旱也是有的。

图8-3-8 南方独轮车(采自 《天工开物》)