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開始于18世紀中葉英國的工業(yè)革命，因其在世界歷史上具有頭等的重要性，故被視為人類歷史的分水嶺。按照比較普遍的看法，工業(yè)革命主要是指用機器代替人工進行生產(chǎn)，從而造成生產(chǎn)方式的變革。而機器之普遍用于生產(chǎn)，又首先出現(xiàn)于紡織業(yè)。因此之故，作為工業(yè)革命完成階段見證人的馬克思，對工業(yè)革命的過程作出了如下總結(jié)：“棉、毛、麻、絲等的紡織業(yè)”，是“最早依靠水力、蒸汽和機器而發(fā)生革命的工業(yè)部門”，是“現(xiàn)代生產(chǎn)方式的最初產(chǎn)物”（《馬克思恩格斯全集》第23卷，第330、408頁）。

據(jù)一般的看法，英國工業(yè)革命以水力紡紗機的發(fā)明和使用為開端。雖然托馬斯·隆柏于1719年在德比建立了英國歷史上第一個水力繰絲廠，但是在18世紀60年代以前，英國還未運用水力紡紗。直到1769年，具有實用價值的阿克萊水力紡紗機方定型并推廣，嗣后克隆普頓又將阿克萊水力紡紗機與哈格里夫斯發(fā)明的“珍妮”紡紗機加以改進并結(jié)合，于1779年發(fā)明出更優(yōu)良的改良水力紡紗機――“騾機”。自此以后，英國紡織業(yè)便在大機器生產(chǎn)的道路上一路發(fā)展，成為工業(yè)革命的領(lǐng)頭工業(yè)部門。因此阿克萊水力紡紗機的發(fā)明，通常被認為是英國工業(yè)革命開始的標志。

但是出乎一般人意料之外的是，水力紡紗機的發(fā)明與最早使用并不是在18世紀中期的英國，而是在此前四個世紀的元代中國。在王禎《農(nóng)書》中有翔實的紀載。王禎把這種水力紡紗機稱為“水轉(zhuǎn)大紡車”，詳細地介紹了其結(jié)構(gòu)、性能以及當時的使用情況，并且附上了這種機器的簡要圖樣，從而以確鑿不移的證據(jù)，證實了世界上最早的水力紡紗機的存在。

王禎《農(nóng)書》中的水轉(zhuǎn)大紡車插圖

從王禎的記述來看，這種水轉(zhuǎn)大紡車已經(jīng)是一種相當完備的機器。它已具備了馬克思所說的“發(fā)達的機器”所必備的三個部分――發(fā)動機、傳動機構(gòu)和工具機。其發(fā)動機（今日學界也稱之為動力機、原動機）為水輪。

王禎說水轉(zhuǎn)大紡車的水輪“與水轉(zhuǎn)碾磨工法俱同”，而中國的水轉(zhuǎn)碾磨在元代之前已有上千年的發(fā)展歷史，從工藝上來說是相當成熟了。水轉(zhuǎn)大紡車的傳動機構(gòu)由兩個部分組成，一是傳動錠子，二是傳動紗框，用來完成加捻和卷繞紗條的工作。工作機與發(fā)動機之間的傳動，則由導輪與皮弦等組成。按照一定的比例安裝并使用這些部件，可做到“弦隨輪轉(zhuǎn)，眾機皆動，上下相應，緩急相宜”。

工具機即加捻卷繞機構(gòu)，由車架、錠子、導紗棒和紗框等構(gòu)成。為了使各紗條在加捻卷繞過程中不致相互糾纏，在車架前面還裝置了32枚小鐵叉，用以“分勒績條”，同時還可使紗條成型良好，作用與繰車上的橫動導絲桿相同。

這里要指出的是，水轉(zhuǎn)大紡車的工具機所達到的工藝技術(shù)水平，即使是用18世紀后期英國工業(yè)革命時代紡紗機器中的工具機為尺度來衡量，也是非常卓越的。例如著名的“珍妮”紡紗機最初僅擁有8個紗錠，后來才增至12一18個紗錠；而大紡車卻擁有32個紗錠?！罢淠荨睓C僅可靠人力驅(qū)動，而大紡車卻可以水力、畜力或人力為動力。由于水轉(zhuǎn)大紡車確實已達到很高水平，因此它的工作性能頗佳，工作效率甚高。

早期珍妮紡紗機

圖片來源：李斌、李強、楊小明：《中英水力紡紗機形制的比較研究》，《絲綢》2011年第7期，以下兩圖皆是。

改進后的珍妮紡紗機

阿克萊水力紡紗機

更加值得重視的是，和許多古代的偉大發(fā)明的存在情況不一樣，水轉(zhuǎn)大紡車已經(jīng)不只是偉大發(fā)明家的天才構(gòu)想和設(shè)計，而是已被廣泛用于生產(chǎn)實踐之中。這個事實意義之重大，并不遜于發(fā)明本身。

關(guān)于水轉(zhuǎn)大紡車使用情況的記載，主要仍見于王禎《農(nóng)書》。該書說：“中原麻苧之鄉(xiāng)，凡臨流處所多置之 ”。由于水轉(zhuǎn)大紡車工效高，因此往往多戶人家合用一車：“或眾家績多，乃集于車下，秤績分纑，不勞可畢”?？梢?，在14世紀初期的中原的某些沿河地區(qū)，水轉(zhuǎn)大紡車的運用已頗為普遍。

在中原以外的地區(qū)有沒有采用水力紡紗機的情況？我在元人揭傒斯的《蜀堰記》中，發(fā)現(xiàn)了一則史料，表明在14世紀中葉，某種形式的水力紡紗機曾運用于四川成都平原上。據(jù)該文，順帝至元元年（1341年）重修都江堰，效果很好，修堰之前，“常歲或水之用僅數(shù)月，堰輒壞。今雖緣渠所置碓磴紡績之處以千萬數(shù)，四時流轉(zhuǎn)而無窮”。

從這段文字里，我們可以清楚地看出：第一，都江堰“緣渠所置”的“碓磴紡績之處”，應當就是借助水力推動的碓磴和紡車。此處的“碓磴”是指水碓，自無問題，但“紡績之處”是否指水力紡車，可能有人會感到懷疑。但所謂績麻，就是現(xiàn)今的合股加捻。自秦漢至清末，中國所使用的主要績麻方法是“紡紗法”，所用工具為紡車，基本上以人力為動力，但亦有用水力推動者。所以揭傒斯文中談到的“紡績”，即紡麻紗。

這里的紡麻紗機沿都江堰而置，自當為水力紡紗機無疑；第二，“緣渠所置碓磴紡績之處以千萬計”，說明這里的水轉(zhuǎn)碓磴與水轉(zhuǎn)紡車不僅數(shù)量眾多，而且十分集中；第三，“四時流轉(zhuǎn)無窮”，亦即這些碓磴與紡車依靠水力推動，常年運轉(zhuǎn)，四季不停。由此可見，在14世紀前半期的成都平原上，水力紡紗機的使用已十分普遍。

由于文字過簡，揭傒斯文未詳言此時都江堰一帶使用的是何種水力紗績機械，但是我認為這里的水力紡績機，應當就是一種類似水轉(zhuǎn)大紡車的紡紗機。

首先，揭傒斯所記述的情況，距王禎《農(nóng)書》成書已近三十年。而中原地區(qū)使用水轉(zhuǎn)大紡車，從王禎《農(nóng)書》中所記載的運用的普遍程度來判斷，其發(fā)明肯定還在《農(nóng)書》成書之前很久。也就是說，對于都江堰一帶的紡紗業(yè)者來說，中原使用的水轉(zhuǎn)大紡車早已不是什么技術(shù)秘密。

其次，即使中原的水轉(zhuǎn)大紡車先前沒有傳入成都平原，到王禎《農(nóng)書》刊出后，他們也完全可以據(jù)此制作水力紡紗機。作為一個重視民生的偉大科技專家，王禎看到了水轉(zhuǎn)大紡車的重大經(jīng)濟意義，因此特圖其制度，欲使地方之民視其機括關(guān)鍵，仿效成就，可為普利”，畫圖中土規(guī)模在，更欲他方共得傳”。由于大紡車的基本構(gòu)造在王禎《農(nóng)書》中已有圖文并茂的記述，因此只要具有一定經(jīng)驗的木匠，即可“依樣畫葫蘆”，造出一部類似的大紡車來。因此之故，元代后期都江堰下游緣渠所置的數(shù)量眾多的水力紡績機，應即王禎《農(nóng)書》所載的水轉(zhuǎn)大紡車或其相似物。

揭傒斯文以一個具有確切的時間與地點的實例，證實了元代水力紡紗機的使用并不僅限于中原麻苧之鄉(xiāng)。不僅如此，此記載還表明都江堰一帶水力紡紗機的使用達到令人驚異的程度。

王禎《農(nóng)書》雖然談了中原麻苧之鄉(xiāng)使用水轉(zhuǎn)大紡車，但惜乎所言過簡，不能使我們得知當時中原地區(qū)水轉(zhuǎn)大紡車的具體使用地點，以及在一個地區(qū)內(nèi)的機器數(shù)量、使用率等。從這種大紡車的工作效率、中原的水利條件和當時中原麻苧生產(chǎn)的一般情況來推測，我們推測這種紡紗機在一個地區(qū)內(nèi)的數(shù)量不會很多，一年中實際使用的時間也十分有限。與此相對照，在成都平原的都江堰一帶，水力紡紗機不但分布集中，而且一年四季運轉(zhuǎn)不息。因此，從某種意義上可以這樣說，元代后期的都江堰一帶，乃是當時中國使用水力紡紗機最集中和最充分的地區(qū)，因而也是世界上第一個在紡紗業(yè)中建立起水力推動的機器生產(chǎn)體制的地區(qū)。

如前所述，阿克萊水力紡紗機的發(fā)明是世界歷史上的重大事件，也是18世紀英國技術(shù)進步的重大成果。但是在這種水力紡紗機與4個世紀之前中國的水轉(zhuǎn)大紡車之間，是否有某種關(guān)聯(lián)呢？這是一個饒有興趣的問題。

伊懋可（Mark Elvin）把王禎《農(nóng)書》中的水轉(zhuǎn)大紡車和18世紀后期及19世紀初期英國工業(yè)革命中的亞麻紡紗機作了對比之后，發(fā)現(xiàn)二者在結(jié)構(gòu)上“驚人地相似”。因此他認為后者可能就是前者經(jīng)印度傳入英國后略加改良的產(chǎn)物。雖然他未提供證據(jù)，但是其推測卻是十分可能的。據(jù)說，阿克萊是在德比研究了當時的水力捻絲機后受到了啟發(fā)，才設(shè)計出其水力紡紗機來的。當時英國的水力捻絲機是意大利捻絲機的仿制品，而意大利捻絲機，又是在元代時期由從中國傳入：“因為我們發(fā)現(xiàn)，從那以后不久，在意大利的盧卡等城市，繰絲廠使用的機器酷似中國的［機器］。由此推測，是那時到東方旅游的某個或某些歐洲商人把設(shè)計圖樣裝在鞍囊中帶回國的?！保_伯特?坦普爾：《中國：發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的國度――中國科學技術(shù)史精華》）而在元代中國，唯一可知的水力捻絲機恰恰就是水轉(zhuǎn)大紡車。由此而言，阿克萊紡紗機與水轉(zhuǎn)大紡車之間，應當具有某種關(guān)系。

另一說則更為直接：阿克萊之領(lǐng)悟紡紗機的原理，是由于他“聽到一個水手敘述中國人所用的機器”（保爾·芒圖：《十八世紀產(chǎn)業(yè)革命》）。18世紀中期以前中國唯一所知道的水力紡紗機只有水轉(zhuǎn)大紡車，因此阿克萊聽說的中國機器應當就是水轉(zhuǎn)大紡車。不論如何，阿克萊水力紡紗機與王禎《農(nóng)書》中的水轉(zhuǎn)大紡車，應當是有一定淵源關(guān)系的。倘若把這種淵源關(guān)系放在近代早期歐洲與中國之間的技術(shù)交流的背景下來看，是十分清晰的。

狄德羅《百科全書》收錄的17世紀晚期和18世紀早期歐洲紡紗機示意圖

圖片來自：Mark Elvin,The Pattern of the Chinese Past,Stanford University Press,1973.

在近代早期的歐洲，曾有一個主要是通過傳教士把中國的工藝技術(shù)知識介紹到歐洲的浪潮。在這些知識中，紡織技術(shù)占有重要的地位。18世紀在華耶穌會士對中國的紡織技術(shù)進行了相當廣泛的調(diào)查，繪制了大量織機圖，寄回法國（現(xiàn)仍保存在巴黎國立圖書館）。這些紡織機具圖種類繁多，是迄今為止最為詳細的織機圖譜。此外，還介紹了從經(jīng)緯線的準備，到拔更、放更、扳更、穿箱、續(xù)更、刮綢，直至成衣的各個工序的生產(chǎn)操作情況。有關(guān)技術(shù)資料的來源，除了實際調(diào)查之外，傳教士們也廣泛地利用了中國已刊出的科技著作。

在其中，明末身居相位的基督徒徐光啟的科技著作（特別是《農(nóng)政全書》），更是他們注意的對象。1735年出版的杜赫德的《中華帝國通志》，詳細談到了養(yǎng)蠶與絲織業(yè)技術(shù)。從此書刊載的養(yǎng)蠶、繅絲和織機插圖看，顯然采用了《農(nóng)政全書》卷31-34蠶桑及卷35-36“蠶桑廣類”的內(nèi)容。元代水轉(zhuǎn)大紡車的有關(guān)圖文，幾乎原封不動地保存在《農(nóng)政全書》中。

因此水轉(zhuǎn)大紡車在18世紀中葉以前，已通過傳教士介紹到西歐，應是無可置疑的。不僅如此，即使我們目前還未有確切的證據(jù)證實阿克萊水力紡紗機與元代水轉(zhuǎn)大紡車之間具有直接承繼關(guān)系，我們也可以從李約瑟等人的研究中，看到中國關(guān)于水力機械和紡紗機械的知識，確實對近代早期西歐的紡織機器的改進（包括阿克萊水力紡紗機的發(fā)明）起到了重大作用。

這些技術(shù)知識介紹到歐洲后，對于紡織工具改良起到了重要的參考作用。因此即使阿克萊水力紡紗機并未直接摹仿水轉(zhuǎn)大紡車，它也會從對上述介紹中受惠非淺。在此意義上我們可以說，以王禎《農(nóng)書》中的水轉(zhuǎn)大紡車為代表的中國紡織機械技術(shù)知識之西傳，對于以阿克萊水力紡紗機為代表的歐洲近代機器的產(chǎn)生，確實具有重要的促進作用。

阿克萊水力紡紗機的出現(xiàn)代表了近代大工業(yè)時代的開端。而王禎《農(nóng)書》中的水轉(zhuǎn)大紡車后來卻未能起到重要作用，二者形成鮮明的對比。伊懋可評論水轉(zhuǎn)大紡車時說：“雖然這種機器還不是非常有效，但如沿其所代表的方向進一步發(fā)展的話，那么中古時代的中國很可能會比西方早四百多年就出現(xiàn)一場紡織品生產(chǎn)上的真正的工業(yè)革命”。然而，這場看上似乎有可能會發(fā)生的工業(yè)革命并沒有發(fā)生。不僅如此，連水力紡紗機本身，也像一現(xiàn)的曇花，失去了蹤影。又要再等待四個世紀之久，它才又以新的面目重新出現(xiàn)于英國，并引起一場改變?nèi)祟悮v史的偉大革命。

然而，把人類歷史作為一個整體來看，我們也不必為水力紡紗機在中國的坎坷命運而感到過分惋惜。在人類歷史上，一種偉大的發(fā)明出現(xiàn)于某一個地方，但是經(jīng)過漫長時間后，在另一個地方才得到廣泛運用，并取得輝煌的成就，這是十分正常的。

從技術(shù)上來說，開始于18世紀中期的英國工業(yè)革命，所依靠的技術(shù)成果絕非英國自身的發(fā)明，而是此前歐亞許多地區(qū)技術(shù)成就的匯集。從構(gòu)成英國工業(yè)革命賴以發(fā)生的技術(shù)基礎(chǔ)的各關(guān)鍵技術(shù)的來源來看，不僅歐洲大陸，而且就是像中國這樣遙遠的國家，從技術(shù)上都對英國工業(yè)革命作出過直接或者間接的貢獻。中國水力紡織機器通過各種不同的渠道與方式，輾轉(zhuǎn)傳到英國，促進了以阿克萊水力紡紗機為代表的紡紗機的變革，從而對工業(yè)革命的出現(xiàn)與發(fā)展也作出了積極的貢獻。

因此從世界史的角度出發(fā)來看，水力紡紗機不論在中國遭遇了什么樣的命運，但是最后它仍然對人類命運起了重大作用，因此其發(fā)明確實具有非常偉大的意義。由此而言，不管后來的成敗利鈍如何，作為在人類歷史上的首次出現(xiàn)的水力紡紗機，元代的水轉(zhuǎn)大紡車理應得到高度的評價。發(fā)明出這種水轉(zhuǎn)大紡車的元代中國無名工匠，也完全有資格與阿克萊、哈格里夫斯和克隆普頓等人一樣名垂青史，受到世人永遠的敬仰。