17.9 东方的风车
公认的看法是，希腊人和罗马人并不知道风车［51］。亚历山大的希罗描写了一种风琴，为风琴的管子提供空气的活塞被一个轮子驱动着，“轮子上有像桨一样的铲，被称为风力发动机”（图556）。它的希腊文字是anemourion（风向标），这个术语除了出现在那本书中，仅在一位12世纪主教的著作中出现过。亚历山大希罗的一些手稿中画有一种带转动活塞的风车，但这些草图是后来由基督教或穆斯林抄写员加上去的，他们对风车已经相当了解，因此不必予以理会。由于没有任何其他古典时期的机械师提到类似风车的东西，我们只得认为当时风车还不为人所知，除了希罗的风向标之外［52］。
东方风车的祖先可能是祈祷轮，它利用铲子“抓住”吹来的风使垂直车轮旋转。400年左右，中国旅行家在中亚一带发现有人使用祈祷轮。据说，最早的真正的风车源于伊斯兰教。哈里发奥马尔一世（Caliph OmarⅠ）统治时期（634—644），某个波斯人称能够“建造由风力驱动旋转的装置”。当他在人们的怀疑下坚持这一说法时，哈里发命令他建造了一台［53］。
下一个信息来自两位波斯地理学家大约写于950年的书，里面提到了波斯锡斯坦省的风车：
图556 希罗的风琴。
16世纪时仿原型重建。
这里由蒸发的盐湖和陆地组成，很热，有成丛的棕榈树，不下雪。陆地平坦，没有高山。风很强劲，因此适于建造由风力驱动的碾磨。
这里到处是流动的沙子，如果不采取措施，有可能淹没村庄和城市。我曾听说，当人们想把沙子弄走以免沙灾在临近地区蔓延开来时，他们用木料、荆棘及类似的东西搭起像篱笆一样的围墙，比沙丘还高，围住沙子。他们在较低的地方搭起门。风从门进来，像旋风一样吹走上面的沙子，无害地落在很远处。［54］
第二段关于控制流沙的文字，常被引用来说明锡斯坦的居民似乎当时就已经完全有能力引导空气流动，他们主要把这种技术应用于风车的建造。阿拉伯地理学家麦斯欧迪（Al-Mas'ūdī，947年）首次提出：“锡斯坦是一个很有特点的由风和沙组成的地带，风驱动风车从井里抽取水来灌溉菜园，地球上没有其他地方能比这里更好地利用风了。”［55］大约3个世纪后，波斯学者阿尔皮尼这样描述锡斯坦：“风从来不停，人们建造风车来利用风。他们只用这种风车来碾磨谷物。这是一个炎热的国家，靠风车来利用风。”［56］他接下来描述了这里的居民如何控制流沙——这些内容阿拉伯的其他地理学家已经提到过［57］。除了靠风车利用风弄走沙子之外，我们在锡斯坦还发现风车被用于碾磨谷物和抽水。
由此看来，锡斯坦是东方风车的诞生地，发明时间应该是穆斯林早期或前穆斯林时期。最早关于风车构造的描述（带有草图），出自叙利亚宇宙志家阿勒迪马西奇（Al-Dimashqī，1256或1257—1326或1327）的一段文字（图557）：
图557 阿勒迪马西奇所描写的横式风车。
下面的帆带动垂直轴转动；上面的石头漏斗向磨石供给谷物。大约1300年。
下面描述那时建造的由风带动的风车（锡斯坦地区）。在高山或丘陵的顶端，或在城堡的塔上，他们建起像尖塔一样的建筑。顶端建成双层结构，上层装有磨石，通过转动来碾磨，下层装有轮子，通过进来的风带动旋转。下面的轮子一转动，上面的磨石也跟着转动。风无论怎样吹，风车都能运转起来，虽然只有一块磨石在动。
在完成如草图所示的双层结构之后，他们又造了4个狭长的缺口或像射弹孔一样的眼（在墙上），但它与射弹孔相比是颠倒的，因为宽的部分向外张开，窄的缺口在里边，以这样的方式形成的通风管道，风可以强有力地进入到里面，就像金匠下面所说的……无论任何方向的风都可以吹进。当风从事先准备好的进口进入到里边时，在前进的路上会遇到卷轴，很像纺织工的绕线机。这个装置有12个臂，也可以用6个臂。这些臂上钉有织布，就像灯笼的外罩。不同的臂把这些织布分开，所以每一个臂都是单独被覆盖的。织布有一个可充入空气的隆起，空气充入时会向前推动这些臂。接着，又充入下一个隆起，再把臂向前推，随后又充入第三个隆起。于是，卷轴转动起来，进而带动磨石旋转，碾磨谷物。这些磨坊需要建在高高的城堡上，那里不需要水，但必须有流动的空气［58］。
后来的历史学家告诉我们：“在阿富汗，所有的风车和提水的轮子都是由北风带动的，它们都朝向北。风车附带有一系列百叶窗，通过关闭或打开百叶窗就能控制风的进出。如果风力太强，面粉会被摩擦产生的巨大热量烘焦变黑，甚至磨石也会因变热而碎裂。”［59］
看来，这种起源于波斯西北山地的风车的出现与希腊或挪威水磨有直接的关系。风车看起来是波斯当地人对希腊水磨的改造，因为那里没有水，但是可以得到风。刚开始时，风车被局限在波斯和阿富汗地区，随后这项发明传遍了伊斯兰国家，12世纪时向东传播到远东。在伊斯兰国家、印度、中国，原始的风车成为一种重要的原动机，用于碾磨谷物、抽水、磨碎甘蔗等。几个世纪后，甘蔗工业从埃及引入到西印度地区，当时来自埃及的专家在那里建立了第一个甘蔗农场。由于水利工程已被蒙古人和土耳其人毁坏，实际上现在除了波斯以外，风车在埃及和近东已经消失。
为了灌溉以及从深井中抽取盐水，中国人仍然将这种波斯型风车与链式水车（图558）连接在一起使用。它不建在磨坊里面，而是暴露在外面，使用经过改造的中国渔船上的帆作为取风装置［60］。这种风车在1655年时首次在文献中出现，显然它的出现时间应该更早一些。
图558 与链式水车一起用于灌溉的中国现代风车。