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f 原动力及其应用之一—兽力拖曳1

（1）有效马具及其历史1

图五三六 马具之三种主要形式3

图表3

（ⅰ）稣昧及商代之喉带与肚带式马具5

图五三八 轮车与马及御者一同埋葬，在河南安阳附近大司空村所发掘（约为西元前十二世纪）6

图五三七 牛类牲畜用之古老牛轭6

图五四○ 汉代仍沿用之一种「轭」，见於成都附近发掘之模造砖上7

图五三九 马用青铜「轭」之一种，见於埋葬之商代轮车中7

（ⅱ）首次合理化；楚汉时之胸带式马具11

图五四一 汉代胸带式马具（武梁）12

图五四二 轻型二轮行李马车之汉代青铜模型12

图五四四 另一汉代马车上马具之画像，获自沂南祠，约为西元一九三年13

图五四三 悬於一停置车车辕上之屁鞧及臀带（武梁）13

图五四五 沂南画像详解，说明叉辕，横木，「轭」及马具组件14

图五四六 初期之胸带式马具；系绘於西元前约四世纪之楚国制圆漆盘上之图案，发现於长沙附近之汉墓中17

图五四七 牵夫逆水拖舟；敦煌千佛洞第三二二号洞中唐初时代之壁画17

图五四八 长沙漆画中马具之图解18

（ⅲ）比较性之评价20

图五四九 喉带与肚带式马具之改善方案23

（ⅳ）发明之传播25

图五五一 印度山奇南门最下部轩缘上所雕刻二轮车中之一马（可能为西元前一世纪末者）27

图五五○ 现存亚威农卡维特博物院之马劳第画像上前方马之马具27

图五五三 马具之另一高罗图片；特里尔兰地斯博物院中之雕刻板（第四世纪）28

图五五二 罗马帝国後期改善马具试验之证据，第三世纪斯泰塔斯氏石棺上之雕刻28

图五五四 第三种罗马後期之实例；罗马古港奥斯替亚地方第四世纪混成画中之马与车29

图五五五 汉墓中载有喉带与肚带装具之狗模型（塞尔缪西博物院藏）33

图五五六 甘肃敦煌千佛洞中壁画之解说36

（ⅴ）第二次合理化；蜀魏之颈圈式马具36

图五五八 统帅妻室行列中最下方（近处）行李车之放大图，系复制者38

图五五七 颈带式马具之起源。西藏行车统帅张议潮妻宋氏行列之一部分（在老县路上之敦煌地区），千佛洞壁画之一，日期为西元八五一年38

图五五九 典型之颈圈式马具，仍在华北及西北地区使用者（原图西元一九五八年摄）39

图五六○ 中国马具之三组件系统仍遗留於意比里亚半岛；南葡萄牙之一实例（原照摄於西元一九六○年）43

图五六一 千佛洞壁画中马具之最古老图片，西元四七七至四九九年间北魏朝所绘44

图五六二 其後未久之一图片，日期为西元五二○至五二四年间44

图五六三 佛教石碑之拓片，日期为西元四九三年，乃纪念郭室人之僧侣职业48

图五六四 四川昭化鲍三娘墓中之模造砖，西元二二○至二六○年之间，描绘极似颈圈式马具之物49

图五六五 归源於汉代之模造砖，显示一轮车由三马拖曳，其背脊及胸部皆佩有厚环状物（狄平子所藏）50

图五六六 秦或汉初时代之模造砖（西元前三至二世纪）描绘一四轮车由五马拖曳疾驶，每马似皆装有颈圈及若干拖条（狄平子所藏）51

图五六七 图解表示悬挂较短鬐甲带之效果，乃绘画纪录中对颈圈之仿效53

图五六八 第六世纪佛教石碑上之马匹及车辆55

图五六九 千佛洞中隋代壁画上之骆驼车，约西元前六○○年55

图五七○ 连接马具至车辆或机械上之方式58

（2）兽力与人力59

g 水力工程学（一），升水机械63

图五七一 桔橰或配重之水斗杠杆，供自井内汲水，小汤山祠画像之汉代图片，约为西元一二五年64

（1）配重之水斗65

图五七二 西元一六三七年之天工开物中之桔橰68

图五七三 引槽梁式配重之水斗一组，见西元一二○六年阿尔伽查来有关机械装置之论文70

（2）井上绞车72

图五七四 带曲柄之井上绞车（辘轳），录自天工开物（西元一六三七年）73

（3）戽斗轮75

图五七五 戽斗轮（刮车）或手支蹼轮，刮水上升而流入引槽，录自授时通考（西元一七四二年）76

图五七六 踏板操作之戽斗轮（踏车），或为十七世纪之日本 发明77

图五七七 标准中国方板枱式链泵（翻车）（原照摄於西元一九四三年）77

图五七八 方板枱式链泵机构之详图78

（4）方板枱式链泵及念珠式泵79

图五七九 西元一六三七年天工开物中之方板枱式链泵81

图五八○ 人力以曲柄与连杆操作之方板枱式链泵（拔车），录自天工开物82

图五八一 以牛辘轳与直角齿轮系操作之方板枱式链泵（牛车），录自天工开物83

图五八二 以水平水轮与直角齿轮系操作之方板枱式链泵（水车），录自天工开物84

图五八三 带式输送器，基於方板枱式链泵原理，西元一九五八年使用於某一水利工程计划中96

图五八四 已废弃之念珠式泵上之铸铁齿轮及链轮之组合件（原照摄於西元一九五八年）96

图五八五 三重念珠式泵，以手操作二曲柄（原照摄於西元一九五八年）97

图五八六 念珠式泵及「飞轮」，以二磨石配重经偏心轮，连杆及手杆而以人力操作（原照摄於西元一九五八年）97

（5）「塞快亚」—罐式链泵100

图五八七 「塞快亚」或罐式链泵，希腊及回教文化之特徵，阿尔伽查来有关精巧机械装置书中（西元一二○六年）之图解102

图五八八 近代之「塞快亚」，装於伊斯坦堡附近之叶地库里（摄於西元一九四八年）104

图五八九 中国之「塞快亚」，录自天工开物105

（6）戽水车—周边罐轮106

图五九○ 废弃之木制「塞快亚」齿轮及鼓轮（摄於西元一九五八年）108

图五九一 「塞快亚」之传统式工业用途，四川自流井盐田中之盐水提升塔（车楼）109

图五九二 戽水车或周边罐轮（筒车），录自西元一六二八年之「农政全书」110

图五九三 四川成都附近之三戽水车成组操作（原照摄於西元一九四三年）112

图五九四 高升程戽水车，圆径约四十五呎，完全以竹木制成（原照摄於西元一九四三年）113

图五九五 高升程戽水车一组（圆径约五○呎），位於兰州下方黄河之一支流中（原照摄於西元一九五八年）114

图五九六 戽水车之最古老图片，叙利亚阿伯墨阿之嵌镶图画115

（1）槽碓121

h 原动力及其应用之二—流水及落水121

图五九七 最简单之水力机械，以可倾覆之水桶用作间歇之配重（西元一三一三年）122

图五九八 十八世纪欧洲使用倾覆式水桶为间歇配重之方式，崔瓦特氏之锻炉鼓风机123

图五九九 水轮之可能原始形式125

（2）东方及西方之水轮125

图六○○ 维特鲁维阿立式水轮，经由直交齿轮以驱动磨石127

图六○一 鲁维斯岛上之卧式水轮（克尔文，（四））128

（3）汉宋时代之冶金鼓风机130

图六○三 王祯之冶铁炉及锻炉用之卧式水排（西元一三一三年）132

图六○二 水力操作之冶金鼓风机（水排），现存最早期之图例，录自农书（西元一三一三年）132

图六○四 後期之风箱图（木扇），日本冶铁炉用之韛134

图六○五 韛鼓风机之平面及侧面图（李德博，（二））136

图六○六 王祯之冶铁炉及锻炉用之立式水力鼓风机图解138

图六○七 西元一七五七年维尔金生氏水力鼓风机之半透视简图140

图六○八 立式水轮驱动之冶炉风箱，西元一五八八年拉麦利氏之设计144

图六○九 蒸汽动力机系列内之一同族机件；加塞瑞在其西元一二○六年所著之精巧机械器具一览内所述之槽杆式泵145

（4）往复运动与蒸汽机系列146

图六一○（b） 槽杆式液压泵之活动模型（波斯陶教授）148

图六一○（a） 槽杆式液压泵之说明（波斯陶教授）148

图六一一 回转运动与往复运动之转换；利那多氏（约西元一四九○年）之特殊方法：（ⅰ）利用直交齿轮及内鼓轮及钩齿149

图六一二 利那多之其他方法：（ⅱ）圆柱偏轮，（ⅲ）触角与联杆系统，（ⅳ）半齿轮150

图六一三 晚期利用半齿轮将连续运动转换为交互纵向直线运动之例，为西元一五八八年拉麦利工程概论中所述水泵系统之一151

图六一四 中国第一幅蒸汽机车图，载丁拱辰之「演炮图说」（西元一八四一年）153

图六一五 中国第一幅蒸汽轮船图，载郑复光之「火轮船图说」（西元一八四六年）154

图六一六 郑复光氏之另一图，录自「海国图志」，乃中国首幅说明复式往复蒸汽机之滑动气阀之图154

图六一七 一列水碓，以下射立式水轮操作之，录自天工开物，（西元一六三七年）156

（5）秦汉时代之水碓161

图六一八 西元一七七○年狄特略百科全书中之锻锤162

图六一九 中古欧洲典型之立式杵车（约西元一四三○年）164

图六二○ 可能为欧洲重型锻锤最早之图示，系西元一五六五年马格诺氏著作中之木刻165

图六二一 最富中国特徵之水磨，以卧式水轮驱动磨石（卧轮水磨）167

（6）汉代及以後之水磨168

图六二二 齿轮联动水磨，九个水磨由一个上射式水轮及直交齿轮系驱动之（水转连磨），西元一七四二年之图169

图六二三 现代中国水轮；四川成都附近朱家碾之卧式水轮（西元一九五八年摄）171

图六二四 正在施工中之卧工水轮，成都（西元一九五八年摄）171

图六二五 甘肃天水附近水碾下方之卧式水轮（西元一九五八年摄）171

图六二六 西元九四○年穆黑希所述甘肃山丹地方水碾之解释图173

图六二七（a） 十三世纪末及十四世纪初，水力应用於纺织机械之例（农书）176

图六二七（b） 山地河流中之磨坊，元朝（约西元一三○○年）无名氏之轴画（现存辽宁省立博物院）177

（7）发明及其传布问题182

i 水激与激水轮；东西方之硙船及轮船187

图六二八 里昻地方鲁恩河中之硙船，西元一五五○年所绘188

图六二九 罗马泰贝河上之浮硙，西元一四九○年孙伽罗氏之绘画190

图六三○ 四川涪陵浮硙之工程图（伍斯德，（一））192

图六三一 後期罗马无名氏在所著De Rebus Bellicis书中拟议之车船图193

图六三二 西元一四三○年左右，一郝塞无名氏文稿中所绘之车船193

图六三三 桨轮战船（车轮舸），「图书集成」（西元一七二六年）转录自西元一六二八年之「武备志」196

图六三四 宋代（西元一一三五年左右）多轮战船重绘之图，根据高宣原设计之图样205

图六三五 十七世纪日本小型手摇车船图208

图六三七 维也纳博物院中所存广东尾车车船模型之尾段图211

图六三六 广州珠江中之车船之一（巴黎氏摄）211

图六三八 长庆於西元一八四一年鸦片战争时期所造之车船战舰212

图六三九 宋代之车船（轮船）图，载俞昌会西元一八四二年著之「防海辑要」215

图六四○ 北平附近夏宫（颐和园）中花园内之著名大理石车船226

j 时钟机构；埋没六个世纪229

图六四一 在中国之耶稣会教士天文家，十七世纪末叶法国波维之织锦壁画，现存拉曼博物馆231

图六四二 科学女神扮成宫女。董其昌（西元一五五五—一六三六年）所绘西方式之圣画232

图六四三 「自鸣钟」，即西元一五八三年及以後由耶稣会教士传入中国之欧洲式报时钟235

图六四四 两个时辰之肖属，西安唐代古墓中掘出全套十二种肖属瓷像之一部分240

图六四五 十四世纪初最简单之欧洲机械时钟241

图六四六 早期重量驱动机械时钟之立轴摇杆式擒纵机构，录自贝少特（一）245

图六四七 水银漏室鼓轮式之擒纵机构，录自西元一二七六年卡斯提尔之「天文须知」246

（1）苏子容及其天文钟249

图六四八 十七世纪中叶加力略及海更士共同创造之摆与立轴及小掣之组合，录自贝少特（一）250

图六四九 十七世纪末柯立门氏创造之锚式擒纵机构及摆，录自贝少特（一）251

图六五○ 苏颂及其同僚於西元一○九○年在河南开封所建立之天文钟楼之复制图257

图六五一 钟楼之全国（「新仪象法要」）259

图六五二（a） 苏颂之「水运仪象台」，水力驱动及传动机械详图260

图六五二（b） 苏颂钟楼传动机械之假想图（康布利治，（一））262

图六五四 主驱动轴（枢轴）之直交齿轮系及立传动轴（天柱）图，录自「新仪象法要」263

图六五三 驱动轮（枢轮）及储水池（退水壶）图，录自「新仪象法要」263

图六五五 报刻司辰轮，录自新仪象法要264

图六五六 上下升水轮，储水池及其操作手柄，录自「新仪象法要」268

图六五七 天衡图，即苏颂时钟内之擒纵机构，录自「新仪象法要」268

图六五八 擒纵机构图，录自康布利治（一）270

图六五九 中国水轮连杆式擒纵机构之实验模型，西元一九六一年，康布利治制273

（2）北宋及以前之时钟276

图六六○ 中国文献中唯一描绘希腊及阿拉伯文化地区之转盘时钟图，载西元一六二七年之「奇器图说」279

图六六一 中国中古时期时钟中太阳仪运动之可能机构图（刘仙洲，（六））284

图六六二 麦卡尼使节团在西元一七九三年呈献天文仪器之绢画，现存格林威治之国立海洋博物院289

（3）中国时钟之史前阶段295

图六六三 历法颁订与擒纵机构发明之关系图，西元前四○○年至西元後一九○○年间每世纪中新历法之数目297

图六六四 历法颁订与擒纵机构发明之关系图，西元二○○年至一三○○年间每二十五年期中所颁新历法之数目299

图六六五 哈波瑞奇於西元一五七二年在史特拉堡所制时钟机械驱动之浑天仪302

图六六六 哥白尼地球仪，西元一六五一年无名氏为鲁北克主教所制303

（4）自苏子容至利玛窦；时钟及其制造314

图六六七 十八世纪末设计之日心浑天仪337

图六六八 刘仙洲重绘之詹希元沙轮驱动时钟机构图339

图六六九 中国时钟之设计中，首次出现之立轴摇杆式擒纵机构，王徵在西元一六二七年著「诸器图说」中所示之「轮壶」341

（5）朝鲜太阳系仪，亚洲时钟及弥山之机械化342

图六七○ 天球仪形式之天文时钟，机构隐藏於内，齐彦槐制於西元一八三○年357

图六七一 时钟驱动之天体模型或太阳仪，日僧圆通制於西元一八一四年358

（6）时钟与文化交流关系364

图六七二 与张衡之突耳相似之机构，以水力驱动圆盘或球，录自加塞瑞自鸣滴漏之文献（西元一二○六年）366

图六七三 阿拉伯时钟机械中之水轮，亦为加塞瑞文献中之器械366

图六七四 加塞瑞文献中之第三具水力器械367

图六七五 中古时代之机械及时钟机构今日仍在应用之实例；波爱斯爵士之连续记录式气体热量计370

图六七六 派瑞哥瑞奈（西元一二九六年）所创拟之磁力永恒运动轮372

图六七七 中古欧洲人自天空伸首以观察实体天球之回转机械379

图六七八 圣经文稿中所示十三世纪欧洲一修道院中之水轮时钟之图案380

k 立式及卧式装置；东方及西方之旋转书架389

图六七九 西元一六二七年「奇器图说」中所载旋转书架图391

图六八○ 邓玉函及王徵所引证之来源，西元一五八八年拉麦利之工程概论中之旋转书架393

图六八一 「命运之轮」，皮揣克著De Remediis utriusque Fortunae libri duo译本首页之木刻395

图六八二 河北正定龙兴寺之转轮藏殿图（梁思成（一））397

图六八三 储藏佛教大藏经之一轮藏398

图六八四 西元一一○三年「营造法式」中之转轮经藏400

图六八五 活字板韵轮，西元一○四五年毕升所发明401

l 原动力及其应用之三—风力；东西方之风车402

图六八六 西元一三○○年廸马士奎宇宙论中之风车图404

图六八七 塞斯坦之卧式风车408

图六八八 首次欧洲所绘中国卧式风车之图，载纽赫夫西元一六五六年著之荷兰使节团记事408

图六八九 河北大沽标准中国式风车驱动之盐田翻车409

图六九○ 现代风车之设计，根据传统之「自转帆」式原理（摄於西元一九五八年）409

图六九一 波斯卧式风车，有护墙装置，载於西元一六二七年之「奇器图说」中列为新型设计411

图六九二 西印度群岛之卧式风车，操作一轧糖机械413

图六九三 魏兰第装用转向挂帆之风车414

图六九四 魏兰第流线型「风力计」式帆，在回程中风之阻力可减至最小414

图六九六 现代中国设计之升水用风车，为流线型风力计式（西元一九五八年摄）416

图六九五 中国江浙一带特有之斜轴风车416

图六九七 贝斯之「巨无霸」或「魔鬼」式风车模型，乃西元一八九○年间，美国坎萨斯及内布拉斯卡州平原上通用之形式418

图六九八 法旗与四杯形「风力计」式法轮，装於库厦特一可汗坟之四周424

图六九九 四杯形「风力计」式法轮之另一例，西元一八九○年在柴达木平原之上甲蒙古人区域所见424

图七○○ 萨伏尼S形扇片，装於一特种西藏风力驱动法轮之前方424

m 航空工程之史前阶段426

图七○一 飞行之神话，敦煌千佛洞中若干壁画所绘佛教仙女之一428

（1）传奇性资料430

图七○二 最早刊印之神话中之奇肱人飞车图，录自「異域图志」，著於西元一四三○年431

（2）奇术家435

（3）风筝及其起源440

（4）直升陀螺；葛洪及克理关於「罡风」及「旋浮」445

（5）空气动力学之诞生464

（6）东西方之降落伞471

（7）东西方之气球474

n 结论480