关于风车的注释

2025年09月26日

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关于风车的注释

雷克斯·韦尔斯（REX WAILES）

在西欧所发现的文献中，有关风车最早的可靠时间应追溯到约1180年，记录的是在诺曼底圣萨德里维科特修道院一块赠地附近的风车［1］。研究增加了后续参考文献的数量，虽然在后面几个世纪里风车出现频率提高了，但并没有显示出更早的时间。

13世纪有关风车的最早插图，出现在约1270年坎特伯雷的《风车诗篇集》（Windmill Psalter）的最初版本中，它现在保存于纽约（图561）［2］，非常清楚地显示了传统结构的单柱风车。我们可以毫无疑义地假设，这幅画的画家非常熟悉这种景观特征。事实上，13世纪末期风车已变得相当普通，这与大约一个世纪前有关它的第一份参考文献是一致的。早期把风车具体地描写成molendinum ad ventum，而把其他已知的碾磨简单地描写成molendina。

单柱式风车由像盒子一样的木质主体组成，帆和机械装置被装配在一个适当拉紧的直立柱子上，这样帆就可以迎着风转动（图561—563）。支撑柱的木制辅助结构放在砖或石头礅上，但并不做任何固定。风车如此建造的目的，就是要使它在礅上能够保持稳定（图592）。

有人猜测，人们所了解的从维特鲁威水磨到单柱风车的转变过程中，应该有一个过渡阶段。在这个阶段，石头被放置于主驱动柄的上方，事实上是用支柱上有风帆的水磨代替了水轮。然而，对于这个过渡阶段，人们并没有找到证据，这表明12世纪的风车制造者拥有充分的独创性和进取心，一步跳跃即可进步很大。

图561　单柱风车。出自英文诗集首页上具有启发意义的插图。

据说是书中有关风车的最早代表，1270年。

图562　单柱风车。

风车是由木制主体以及能使整个风车迎着风向的长杆构成。出自意大利手稿，14世纪早期。

然而在苏联，过渡形式的风车在20世纪20年代被一些英国的旅游者拍摄到。从表面判断，这座风车的历史并不是很长，但是显示出上文所述的结构尽管笨拙，却是存在的。它的效率并不是很高，因为（a）帆太低，风力不足；（b）顶部几乎没有储存空间，无法依靠重力把谷物装进石漏斗；（c）磨石在磨粉机上的位置太高，不方便工作；（d）主要动力必须传输到磨石上。

另一种是凹陷式的单柱风车。海事法《奥列隆法》（Judgements of Oléron）据说12世纪中叶由英格兰娅亚奎丹的埃莉诺（Eleanor of Aquitaine）颁布，并大约于1314年在英格兰使用，其中包括关于这种类型风车的最早资料：

同样，就风车而言，有一些安置在地面上，有很高的梯子，有一些风车的脚固定在地面上，正像人们所说的，很好地粘在地上。相应地，它们不是可移动的，因为无法把它们与地面分开，或移走［3］，而一点不破坏最初结构。

这种风车的遗迹在英格兰的不同地点发掘出来，最近在赫特福德郡桑德尔山脉又有发现［4］。它们显示了风车的整体结构，包括柱子和它的支撑木料，这些东西都被埋在地下。这种设计是为了避免被风吹倒，不足之处就是有效高度降低了，因此不容易得到足够的风力，另外就是木制工件更易腐烂。

完全依靠帆和机械主体迎风旋转的风车需要发明者付出相当大的努力，这并不令人惊讶。这种塔式风车早在1390年就已经有人用插图进行了说明，却被错误地被认为属于16世纪中叶的发明。但就这幅插图而言，将其归为14世纪初似乎更加合乎逻辑。这种风车的砖塔或石塔包含机械装置，顶端带有帆，可以迎风转动（图564、图565）。

使用塔式风车的深层因素，很可能是由于缺乏用于建造单柱风车的足够粗大的木料，也可能是希望将风车建在塔和城堡的墙上。在这些地方，木制的单柱风车非常容易受敌人进攻的影响，塔式风车则能承受住进攻（图566）。

图563　带有横梁的单柱风车。

展示了亚里士多德的“物理学”。出自法文原稿的卷首，14世纪。

图564　塔式风车。出自15世纪的染色玻璃。

斯托克拜克莱尔，萨福克。

图565　加利波利的拜占庭式塔式风车。出自一个旅行者的钢笔画，1420年。

直到这一时期，风车还只仅仅用于碾磨谷物。1430年，荷兰人发明了湿地磨和内空的单柱风车，并首次用于排水（边码689）和其他目的。它有一个小单柱风车主体，轴向下从支柱中心穿过，在下面转动机械。

1592年，第一座利用风的锯木磨坊由科内利斯（Cornelis Cornelisz）在荷兰的厄伊特海斯特建成。这座磨坊有一个方形的类似单柱风车的主体，但比单柱风车更高，被装配在一个能左右偏转的筏子上，以便使帆迎着风向。人们用驳船运送原木，并收集已锯好的木料［5］。从此，赞丹地区的精良锯磨开始出现，它在独立的卷轴环上转动，卷轴在较低的砖基上留下印迹。看来，这是独立滚柱轴承的早期萌芽。

1588年，机械师拉梅利（Ramelli）首次描绘了风车的内部工作部件［6］，展示了用于碾磨谷物的单柱风车和塔式风车。塔式风车可以扩建，能够比单柱风车包容更多的石头和机械装置，后来也确实扩大了，但当时似乎并没有实质性的发展。限制因素可能就是帆的效率，根据风车的设计可以推断，在正常的大风时最多能产生足够提升两块石头和大袋货物的动力。

拉梅利也展示了一台带动链泵的塔式风车（图567）。贝松（Jacques Besson）在已知最早的水平风车图片中再次展示了链泵，他的遗作《数学工具的剧院》（Théâtre des Instrumens Mathématiques）［7］写于1569年前，1578年完成了出版。这种水平风车有曲线形的帆，是用帆布制成的，架在塔的圆顶下（图568）。

图566　罗德岛上的塔式风车。

更多的是建在港口围墙的外部。木刻画的一部分，1486年。

图567　塔式风车，显示出其内部结构。

只有塔式风车的顶部是可以旋转的。部分的管道显示了非常简单但非常实用的由圆球和链条组成的汲水方法。拉梅利，1588年。

图568　在圆顶下带有帆布风帆的塔式风车。

这是已知最早的水平风车的例证。贝松，1578年。

图569　塔式风车的局部。

除了环臂结构的齿轮组外，还有铰链固定的帆布风帆。维拉齐奥，1595年。

1595年，维拉齐奥（Veranzio）［8］描述了5种不同种类的水平风车。第1种类似于贝松的风车，但带有直的木制帆，并且周围固定有曲线形的导流叶片。第2种带有固定的直风板，风板间有间隙，并带有可拆卸的门，以便根据风向来关闭风板之间的间隙。第3种像一个带有圆锥形顶的巨大烟囱帽，由木料构成（图570）。第4种有4个水平安置的V字形木制长帆。第5种是用铰链将帆布固定在一起，帆上装着安有羽毛的活动遮板（图569）。

在5幅图解中，有3幅显示了环臂结构的大齿轮，4个臂在中心处彼此交叠形成方形，主轴由此通过（图569、图570），这是关于风车中改进环臂轮的最早例子。较早的罗盘臂轮子结构要求与臂相连的榫眼恰好通过主轴，反而使之在最需要强度的地方力量最弱。

人们并不知道这些早期的设计实际上有多少已被付诸实施，但不应认为众多介绍先进机械的图书所描述的设计都经过测试或者真正具有可行性，因为很多记述不过是有创造性的假设或虔诚的希望。

同样，刻在陆地风车上的日期也经常令人产生误解。18世纪时，雕刻的数字“7”很像近代欧洲大陆带有衬线的数字“1”，人们不知道近代大陆“7”字带有十字形交叉的笔画。结果，诚实、热情但毫无批判力的考古学者听信接受了自鸣得意的风车主人的主张，以为风车上注明的日期是12世纪的（例如，1769年误读作1169年）。但是，只要稍加思考便能明白，这个图案中的风车是18世纪的，而不是12世纪的产物。