再論西夏鼓風(fēng)機(jī)

郭愷

摘 要：中國(guó)古代的鼓風(fēng)設(shè)備大致經(jīng)歷了皮橐、木扇、風(fēng)箱三個(gè)階段，甘肅省酒泉市瓜州縣榆林窟第3窟內(nèi)室東壁南端西夏壁畫《鍛鐵圖》中所繪西夏鼓風(fēng)設(shè)備被認(rèn)為是木扇的典型代表，其歷史地位得到了較高的關(guān)注。在以往研究中，關(guān)于該西夏鼓風(fēng)設(shè)備的定名還未形成統(tǒng)一，關(guān)于其是否應(yīng)該被認(rèn)定為活塞式還存在爭(zhēng)議。文章將西夏鼓風(fēng)設(shè)備放入整個(gè)木扇發(fā)展的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其原理和使用上更多體現(xiàn)在適用性而非獨(dú)創(chuàng)性上，由此可以更加清晰地給予其客觀的歷史定位。

關(guān)鍵詞：西夏;鼓風(fēng)機(jī);木扇;風(fēng)箱;冶金

1 定名

在以往的研究中，對(duì)于西夏《鍛鐵圖》（圖1）中鼓風(fēng)設(shè)備的定名還未有確切說(shuō)法。圍繞其構(gòu)造、原理、工作方式等特點(diǎn)，有“木扇”“風(fēng)箱”等主要說(shuō)法，甚至有“木扇式風(fēng)箱”這樣的稱謂，有的命名還附加了“豎式”“雙扇”等構(gòu)造上的限定。林業(yè)勤、黃興、劉培峰等稱其為“木扇”;蘇冠文稱其為“木制門扇式豎式風(fēng)箱、木風(fēng)扇”等;王星光、柴國(guó)生、徐莊等稱其為“木扇式風(fēng)箱”;王文芝稱其為“雙木扇風(fēng)箱”;王大賓稱其為“雙扇式風(fēng)箱”;姜茂發(fā)稱其為“活門木風(fēng)扇”;李約瑟著、鮑國(guó)寶等譯《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》稱《鍛鐵圖》中鼓風(fēng)設(shè)備為“鍛鐵爐鼓風(fēng)機(jī)”。在這些描述性的稱謂中，“木扇”和“風(fēng)箱”提及最多，這是描述該物性質(zhì)的最基本要素，即屬于哪一類，如果“木扇”和“風(fēng)箱”分屬兩類，那么“木扇式風(fēng)箱”這種說(shuō)法自可排除，由此可進(jìn)一步理清該設(shè)備在整個(gè)中國(guó)古代鼓風(fēng)機(jī)發(fā)展過(guò)程中的定位，這也是探討《鍛鐵圖》中鼓風(fēng)設(shè)備定名的意義所在。首先“木扇”和“風(fēng)箱”屬于專用名詞，“木扇”的說(shuō)法在元代始見，而“風(fēng)箱”更是晚至明代?！掇r(nóng)書》中載：“古用韋囊，今用木扇?！雹佟掇r(nóng)政全書》②也沿用了此說(shuō)法?！掇r(nóng)書》成書于元仁宗皇慶二年（1313），《熬波圖·鑄造鐵柈》（圖2）中的鼓風(fēng)機(jī)被認(rèn)為與西夏鼓風(fēng)機(jī)在原理上相近，其作者陳椿生于元世祖至元三十年（1293），卒于元惠宗至正元年（1335），那么《熬波圖》中鼓風(fēng)機(jī)與《農(nóng)書》中“木扇”為同時(shí)代無(wú)疑?！帮L(fēng)箱”說(shuō)法則在明代開始出現(xiàn)，如《越鐫集》中載：“所得倭銀，在船镕化有爐冶焉，有風(fēng)箱器具焉?！雹畚墨I(xiàn)記載中并不見木扇與風(fēng)箱之間有何種關(guān)系，如果從構(gòu)造原理上來(lái)看，風(fēng)箱以活塞和密閉箱體為主要特征，而木扇與之最大的區(qū)別是不具備密閉箱體，據(jù)此，“木扇式風(fēng)箱”這種說(shuō)法很難成立。從現(xiàn)有西夏文文字材料中找不到任何與“木扇”或者“風(fēng)箱”相關(guān)的材料，其他西夏文獻(xiàn)中也不見對(duì)西夏人使用冶金鼓風(fēng)設(shè)備的記載。史曉雷《中國(guó)古代活塞式風(fēng)箱出現(xiàn)的年代新考》一文認(rèn)為李約瑟推斷我國(guó)宋代已經(jīng)出現(xiàn)活塞式風(fēng)箱證據(jù)不足，我國(guó)至晚于明嘉靖年間出現(xiàn)了活塞式風(fēng)箱。如果從原理和構(gòu)造上來(lái)看，《鍛鐵圖》中鼓風(fēng)設(shè)備首先不是風(fēng)箱，其推拉活板鼓風(fēng)原理應(yīng)與木扇接近，但因缺乏關(guān)于木扇原理構(gòu)造的記述及西夏文獻(xiàn)記載，也不可將其武斷地稱為“木扇”?，F(xiàn)僅依據(jù)《鍛鐵圖》中圖像，很難充分說(shuō)明西夏人從構(gòu)造、原理、工作方式等方面對(duì)鼓風(fēng)設(shè)備有了新的認(rèn)識(shí)。在對(duì)其定名的過(guò)程中，應(yīng)秉持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，在不完全了解其內(nèi)部構(gòu)造、原理、工作方式的前提下，應(yīng)該從圖像本身所能反映出的直觀信息來(lái)作定義。如前李約瑟定名就存在一個(gè)問題，《鍛鐵圖》中不見鍛鐵爐，這與《熬波圖》中鼓風(fēng)機(jī)與爐繪為整體不同。因西夏壁畫中有二人鍛鐵的場(chǎng)景，所以該設(shè)備為冶金鼓風(fēng)所用無(wú)疑，只從用途角度可將其進(jìn)一步簡(jiǎn)化定名為“鼓風(fēng)機(jī)”。

2 工作方式與原理

在以往的研究中，有多位學(xué)者對(duì)西夏鼓風(fēng)機(jī)的工作方式及原理進(jìn)行了討論。管成學(xué)《宋遼夏金元科學(xué)技術(shù)史》一書認(rèn)為西夏鼓風(fēng)機(jī)拉動(dòng)時(shí)一關(guān)一開，出氣和進(jìn)氣。李約瑟《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》一書在“基本機(jī)械原理”一章中“活門、鼓風(fēng)器、泵和風(fēng)扇”一節(jié)，認(rèn)為西夏鼓風(fēng)機(jī)是到目前為止所知道的鼓風(fēng)活塞在彎曲箱內(nèi)工作的蹈韛風(fēng)箱的最古老圖畫。盧嘉錫《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》一書在“機(jī)械零件與制圖”一章中“活門、活塞”一節(jié)，認(rèn)為西夏鼓風(fēng)機(jī)是在宋代“行爐”以木扇為活塞的原理上進(jìn)行了改進(jìn)，主要克服了風(fēng)量有限這一問題。戴念祖、張蔚河《中國(guó)古代的風(fēng)箱及其演變》一文總結(jié)了中國(guó)歷史上風(fēng)箱發(fā)展的兩條路線：其一為橐（戰(zhàn)國(guó)）—橐式人力排、橐式馬排（西漢）—橐式水排（東漢）—木扇式水排或木扇（北宋）—拉桿活塞式風(fēng)箱（宋元明）;其二為唧筒—鹽井吸筒、猛火油柜—拉桿活塞式風(fēng)箱，其中西夏鼓風(fēng)機(jī)為木扇典型代表。柴國(guó)生碩士學(xué)位論文《中國(guó)古代風(fēng)能利用研究》一文將“行爐”、西夏鼓風(fēng)機(jī)、《熬波圖》中鼓風(fēng)機(jī)歸類為“木扇式風(fēng)箱”。徐莊《西夏雙木扇式風(fēng)箱在古代鼓風(fēng)器發(fā)展中的地位》一文認(rèn)為用拉桿推拉木扇來(lái)鼓風(fēng)只是對(duì)活塞式風(fēng)箱的創(chuàng)制具有一定的啟示作用。王文芝、梅建軍《中日古代鼓風(fēng)器的比較研究》一文梳理了日本的皮囊、箱鞴、踏鞴、天秤鞴、水車鞴5種鼓風(fēng)器，并認(rèn)為踏鞴與中國(guó)“木扇”之間表現(xiàn)出較大差異。黃興、潛偉《世界古代鼓風(fēng)器比較研究》一文將世界古代鼓風(fēng)器分為容積型（皮囊式、水壓式、活塞式）和速度型（敞開式、半敞式、封裝式）兩大類，其中木扇被歸為活塞式。劉培峰、李延祥、潛偉《傳統(tǒng)冶鐵鼓風(fēng)器木扇的調(diào)查與研究》一文通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)木扇在廣東、東北、四川和山西自清初以來(lái)一直在使用，并認(rèn)為“活門”并非木扇的必要結(jié)構(gòu)。在以上研究中，可以發(fā)現(xiàn)各學(xué)者的觀點(diǎn)存在一定分歧，尤其在認(rèn)定西夏鼓風(fēng)機(jī)是否具備活塞性質(zhì)這一問題上，李約瑟、盧嘉錫、黃興等持肯定意見，而徐莊則認(rèn)為不應(yīng)該將其部件定義為活塞。而針對(duì)與西夏鼓風(fēng)機(jī)相關(guān)的日本踏鞴，王文芝等一文對(duì)李約瑟的觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑。

由于研究西夏鼓風(fēng)機(jī)僅有《鍛鐵圖》這唯一材料，因此“馬排”“水排”“行爐”和《熬波圖》中鼓風(fēng)機(jī)成為重要對(duì)比研究對(duì)象?！度龂?guó)志》中載：“太祖平荊州，辟為丞相士曹屬。后選樂陵太守，徙監(jiān)冶謁者。舊時(shí)冶，作馬排，每一熟石用馬百匹;更作人排，又費(fèi)功力;暨乃因長(zhǎng)流為水排，計(jì)其利益，三倍于前。在職七年，器用充實(shí)。制書褒嘆，就加司金都尉，班亞九卿。文帝踐阼，封宜城亭侯。黃初七年，遷太常，進(jìn)封南鄉(xiāng)亭侯，邑二百戶。”①《后漢書》中載：“（建武）七年（31），遷南陽(yáng)太守。性節(jié)儉而政治清平，以誅暴立威，善于計(jì)略，省愛民役。造作水排，鑄為農(nóng)器，用力少，見功多，百姓便之。又修治陂池，廣拓土田，郡內(nèi)比室殷足。時(shí)人方于召信臣，故南陽(yáng)為之語(yǔ)曰：‘前有召父，后有杜母。”②從《三國(guó)志》記載可見水排應(yīng)是在馬排的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，《農(nóng)書》中載：“其制，當(dāng)選湍流之側(cè)，架木立軸，作二臥輪;用水激轉(zhuǎn)下輪。則上輪所周弦索通繳輪前旋鼓，掉枝一例隨轉(zhuǎn)。其掉枝所貫行桄因而推挽臥軸左右攀耳，以及排前直木，則排隨來(lái)去，扇冶甚速，過(guò)于人力?！雹蹠胁⒏接袌D像（圖2）。從水排發(fā)明到文獻(xiàn)中首次對(duì)其原理和構(gòu)造進(jìn)行解釋，中間相隔1200多年，王楨的記述是否能真實(shí)地反映東漢水排的情況還需要謹(jǐn)慎對(duì)待。但至少可以認(rèn)為王楨所述水排是元代所有，且同時(shí)代又有木扇作為冶金鼓風(fēng)設(shè)備。那么木扇和水排之間的聯(lián)系是可以明確的。從劉培峰等一文中可見推拉活板為爐內(nèi)送風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)現(xiàn)在依然被使用，而這樣的原理在《農(nóng)書》中所述水排的直木與排扇結(jié)構(gòu)中就已可見。如果木扇只是簡(jiǎn)單地推拉活板，那么它在原理上只是對(duì)水排的一種簡(jiǎn)化，以人力代替了水力。從動(dòng)力的角度來(lái)看，人力作為最基本的原動(dòng)力，是驅(qū)動(dòng)機(jī)械的首選，那么在水排誕生之初，木扇就應(yīng)該先于其存在。據(jù)《三國(guó)志》中載，在原動(dòng)力使用方面經(jīng)歷了馬排、人排、水排，所謂“人排”很可能就是后來(lái)的“木扇”，由此可試想人力驅(qū)動(dòng)推拉活板鼓風(fēng)的使用已上溯至東漢?！锻ǖ洹分休d：“行爐镕鐵汁，舁行以灑敵人。”①《武經(jīng)總要》中有附圖（圖3）。行爐在原理上也為推拉活板，利用這種原理鼓風(fēng)的器械在漢、曹魏、唐、宋、西夏、元等歷代都有材料可反映，其使用經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的延續(xù)過(guò)程。

另外我們需要關(guān)注西夏鼓風(fēng)機(jī)是否能夠完成連續(xù)鼓風(fēng)。以管成學(xué)等學(xué)者的觀點(diǎn)，操作者一推一拉，從而使其中一活門不送風(fēng)時(shí)另一活門繼續(xù)送風(fēng)。明代活塞式風(fēng)箱的構(gòu)造，使操作者無(wú)論在推還是拉的過(guò)程，送風(fēng)口均會(huì)單向送風(fēng)，這樣的單一往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)鼓風(fēng)效果在鼓風(fēng)機(jī)械史上確實(shí)是極具突破性?！栋静▓D》中為四位工人操作推拉桿，如果這幾位工人的送風(fēng)做功時(shí)間段可以重疊無(wú)縫銜接為完整的冶煉過(guò)程，那么是否也可以認(rèn)為其實(shí)現(xiàn)了連續(xù)鼓風(fēng)呢？從最樸素的意義上理解，無(wú)論是推拉同時(shí)操作，還是多木扇形式，其目的還是盡可能增加鼓風(fēng)量。以多線運(yùn)動(dòng)填補(bǔ)做功空白的方式很難被認(rèn)定為連續(xù)做功，也并不符合中國(guó)古代機(jī)械發(fā)展的規(guī)律，即借助機(jī)械簡(jiǎn)化勞動(dòng)方式。陸敬嚴(yán)《中國(guó)古代機(jī)械復(fù)原研究》一書“冶金鼓風(fēng)機(jī)械”一節(jié)對(duì)木扇煉鐵和臥輪式水排進(jìn)行了復(fù)原（圖4），研究參考了《鍛鐵圖》《農(nóng)書》等，其構(gòu)造應(yīng)比較符合西夏至元代冶金鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際情況。

3 歷史地位

管成學(xué)《宋遼夏金元科學(xué)技術(shù)史》一書認(rèn)為宋元時(shí)期出現(xiàn)的不同類型的木風(fēng)扇是木風(fēng)箱的前驅(qū)。蘇冠文《西夏木風(fēng)扇的歷史地位》一文認(rèn)為西夏鼓風(fēng)機(jī)在從單扇木風(fēng)扇到風(fēng)箱的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了承前啟后的作用。據(jù)前述第二部分的討論，利用推拉活板原理鼓風(fēng)的馬排、水排、行爐、西夏鼓風(fēng)機(jī)、《熬波圖》中鼓風(fēng)機(jī)跨越了從漢至明一千多年的歷程，且西夏鼓風(fēng)機(jī)在其中并未顯現(xiàn)出獨(dú)特的創(chuàng)造性。其最大的歷史意義應(yīng)是以黨項(xiàng)等多民族共同建立的西夏對(duì)中原優(yōu)秀科技文化的吸納和適用。在科技原理的運(yùn)用上，西夏鼓風(fēng)機(jī)的核心物件無(wú)疑是支撐活板的“軸”，但西夏文對(duì)“軸”的理解相當(dāng)有限，而同時(shí)期宋代對(duì)軸轂的利用已經(jīng)相當(dāng)成熟，從這個(gè)層面上來(lái)看，西夏在器械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域是相對(duì)滯后的，西夏鼓風(fēng)機(jī)在同時(shí)代的科技領(lǐng)先地位也是要打上問號(hào)的。相對(duì)于皮橐，活板的制造更加簡(jiǎn)潔且耐用性極大提升，即使進(jìn)入了電力鼓風(fēng)時(shí)代，這種鼓風(fēng)機(jī)依然有人在使用，可見其獨(dú)特的生命力。西夏《鍛鐵圖》作為最早的圖像資料反映了中國(guó)古代人民利用推拉活板原理鼓風(fēng)冶金的情況，這一點(diǎn)理應(yīng)得到充分肯定。但是也應(yīng)該客觀正視西夏鼓風(fēng)機(jī)在皮囊—木扇—風(fēng)箱這一發(fā)展過(guò)程中的地位，理解勞動(dòng)人民追求實(shí)用的樸素性。