中国古代水力学

中国古代对水力利用也是十分广泛和出色的。中国对水力利用首先是水的浮力。约在三千多年以前,中国已发明一种在世界上也是很有名计时工具-’刻漏’或’铜壶滴漏’,这一种利用水的浮力,及利用当水的出口大小一定时,在一定时间内流出的水量与水位有关的原理而制成的。在一千八百多年前又发展一步,能利用水力并配合复杂的齿轮系统来制成天文仪器。另外,大家所熟悉的,在中国三国时候,曹操的儿子曹植巧妙地利用船来称出大象的重量,也是利用了水的向上浮力。左图为住于 江边的筒车群,而右图为水力翻车。

早在一千九百多年前,中国就发明了利用水力来拉风箱或筛面,它是利用水力推动水轮旋转,再利用一曲柄连杆机构,将旋转运动改变为直往复运动而工作的。以后又设计制成’水碓’,用来舂米。

此外,还有利用水力来碾米,磨面以及用水转筒车或翻车来灌溉田地的记载也很多,本页最低下的几张图就是在(天工开物)中几幅有关利用水力的装置图,由图可见,当时的设计和现在水轮机的原理是一样的,这说明中国古代利用水力确有了不起成就。

以上的记载已有一千一百多年历史,在英国水力排水机械的应用要比中国迟九百年以上。中国利用水力纺纱,也最迟在六百多年以前就发明了,而在英国,发明用水力纺纱也比中国迟四百五十年左右。

由此可见,中国对水力的利用,最晚起始于东汉初年,即至少已有一千九百多年的历史。