17.3　希腊或挪威水磨和水轮机

17.3　希腊或挪威水磨和水轮机

由于缺少合适的挽具和适当的保护牲畜脚蹄的方法，古代一直把人作为仅有的原动力，直到水磨出现。这种水磨首先在塞萨洛尼基的安提帕特（Antipater of Thessalonica，约公元前1世纪）的诗中被提到，如下所述：

停止碾磨吧，在磨房辛苦工作的女人；多睡一会儿吧，即使公鸡宣告黎明来临。得墨忒耳命令仙女开始做你手头的工作，她轻轻落在车轮的顶上，转动车轴和轮辐，从而转动沉重的凹形尼西里安（Nisyrian）磨石［8］。

很显然，这几行诗并没有具体提到具有某些技术要求的上射式水磨，但提到了一般的水磨。

斯特拉博（卒于约21年）谈到了水磨，那是在公元前65年，由米特拉达梯（Mithridates）在他位于本都王国坎贝雷的新宫殿附近建造的［9］。这是我们所知道的最古老的水磨之一，主要用来碾磨玉米——那是在古代每户人家中一种长年不断的负担，强烈地刺激人们要使玉米碾磨机械化。

最原始的水磨是希腊式的，通常也被称为挪威水磨。它有一根垂直轴，在其末端连接了一个水平的由许多铲子组成的勺斗（图538、图540A）。轴向上穿过较低的磨石，通过十字棒固定在上面的石头的孔隙或石“眼”上。这种装置也被称为水平水磨［10］。它需要流水才能令人满意地工作，但不需要专门的水池和其他形式的各种蓄水装置，后来的水磨则大多需要这些。

我们不知道这种简单水磨的起源，实际上它是农业文明的一种特征。它总是局限于山地使用，更适合于有急流、瀑布的地方。低下的效率表明它不适合面粉的商业生产，每个磨坊只能满足单个农民的有限需要。磨石很小，旋转也很慢，尽管水轮进行了多次革新，每次碾磨依然通常不超过一袋谷物。挪威水磨可能起源于近东的多山地区然后向西、向东流传［11］。可能是因为大河水位变化太大的原因，在埃及和美索不达米亚从来没有发现过它。只有在水少流急的多山地区或水大流缓的河谷，这种水磨才能被人们利用。

普林尼相当了解挪威水磨，描述说“意大利的大部分地区使用碾槌（来碾磨玉米），还有轮子，当水流经轮子和磨石时，带动轮子转动”［12］。他指的可能是意大利北部地区。

挪威水磨逐渐流传开来，3—4世纪时传到爱尔兰和中国。近来的出土文物显示，它们在耶稣诞生时期由丹麦人掌握和建造，数量在随后几个世纪内迅速增加［13］。它们一直流行到中世纪后期，1588年还在加伦河（法国）使用（图539）。直到近代，挪威水磨在一些地区还能看见，例如奥克尼郡、设得兰群岛（图538、图540A）、法罗群岛、挪威、罗马尼亚、黎巴嫩以及中亚的很多地区［14］。

虽然挪威水磨只能提供少量动力，磨石旋转很慢，仅能为满足家庭消费碾磨少量的面粉，但它是水轮机的先驱。这些水轮机的更早形式似乎可追溯到中世纪，大约画于1430年的一种佩尔顿轮据说是由罗马教皇发明的，并建在圣乔治贝尔（因河流域）修道院附近［15］。在普罗旺斯、多菲内、安布利亚和意大利的其他地区，这种水磨一直使用到18世纪。