古羅馬最偉大的技術奇跡——巴貝加耳磨坊（上）

■ 杜生梅

到法國南部阿爾勒的參觀旅游者很少有人會不辭辛勞地向東北方向驅車19千米，去訪問豐維耶的村莊。更難得有人再從豐維耶向南，沿D33號公路繼續走4000米。但是，在那兒有一條馬車道通向左邊的目的地：古羅馬遺跡中最偉大的技術奇跡之一——巴貝加耳磨坊。

巴貝加耳磨坊是一處保存良好的古跡。它曾是一座真正的、古羅馬人用動力驅動、從事大規模生產的流水作業線工廠。該工廠的遺跡無須發掘，規模龐大，給人留下深刻印象。然而，人們極大的注意力往往都放在像寺廟一類的藝術古跡上，而對像工廠這樣的技術遺跡往往完全忽視了。巴貝加耳磨坊遺跡的重要性只是在法

國考古學家費爾南德·貝努瓦于1940年發表了對該遺跡的考察報告之后，才為人所認識。

巴貝加耳遺跡的意義重大，因為它對可稱為有關古羅馬帝國衰亡的技術論一說提出了質疑。該理論認為，由于利用了廉價的奴隸勞工，從而阻止了古羅馬人開發其他可利用的能源。而大規模的工業生產沒有這些能源是完全不可能的。

人們只要沿著馬車道向下行走100余米，就可以看到密密麻麻坐落在山坡上的這個大型工業結構的遺跡。巴貝加耳磨坊是一座大型面粉廠，其歷史也許可以追溯到公元4世紀。它的規格很單一，驅動那些磨石的動力來自16臺水車。它們8臺為一排，平行安排在一起，每排水車依山勢而建，因此水流可從一級水車跌落到下一級水車，依次驅動各級水車，然后經過山腳的排水溝，最后排到500米遠處的一塊沼澤地。

這個工廠的設計十分巧妙，它們利用一個單一的屋頂連成一體，形成一個真正的工廠。水力分配也非常巧妙。因為皮帶傳動或任何其他形式的傳動產生的摩擦力都會使負荷太大，因此使用單臺水車來驅動那么多的機器根本是不可能的，多個石磨機只有當每個磨石都有自己的水車提供動力才有可能。

誰是巴貝加耳磨坊的偉大設計者呢？設計這座工廠的工程師應該享有偉大設計者的稱呼。在阿爾勒的阿利斯坎普墓地，至今仍然保留著一塊與該工廠建成時間大致吻合的墓志銘。這塊墓志銘贊美著當地一位著名的水利工程師——昆塔斯·C.貝尼格納斯，說他“聰明過人，在機器制造和修建水渠方面沒有任何人能超過他”。但是，沒有確實的證據表明就是他建造了巴貝加耳磨坊。但是，人們仍然一廂情愿地認定，巴貝加耳磨坊就是他建造的。

爬上山頂，人們就會看到，在山的另一邊有一條淺溝，溝上橫跨著一條由拱架結構支撐的典型古羅馬水渠，這條水渠給巴貝加耳磨坊供應水源。再往下看，另一條水渠與第一條水渠并排在一起，它的大部分都被第一條水渠遮擋住了。在山脊上，西邊的水渠拐了個直角，繼續向西延伸了17千米，給阿爾勒的古羅馬城阿萊拉特供應飲用水。東邊的水渠筆直向前延伸，穿過山脊中專門打通的隧道，到達整個磨坊綜合結構的上部終點，為它提供水源。

非常清楚的是，巴貝加耳磨坊有一條專門供它使用的水渠。盡管磨坊水渠與城市飲用水水渠之間的確切關系仍然是人們研究的專題，但最新的研究似乎表明，首先，水渠修建起來是給城市供水。經過相當長的一段時間后，它再也不能供水了，原因可能是水質變壞了或是水渠由于碳酸鈣的沉積而被堵塞（大多數類似的水渠都有這樣的問題）。因此，爭論仍在進行。有人認為，新的水渠修成之后，原來的水渠被專門用來給磨坊提供動力用水源。因此，巴貝加耳磨坊的修建可能是專門用來開發利用水力資源，因為那兒的水量、水質用于工業都非常適當。

從山脊隧道中穿過的水渠剛一露出地表，就在Y字形的分叉點分成兩個支流。曾經有人這樣認為，由Y字形分叉點環抱的三角地帶是一個源頭水庫（確保水流的均勻供給）。但現在，這種假設被認為不大可能。這個磨坊綜合結構（此時水流注入其中）本身順山的斜坡而建，形成一個約42米長、20米寬的長方形結構。該磨坊由兩排廠房構成，谷物實際上就在廠房內碾磨。兩排廠房中間有一條輔助通道，驢和騾子通過這條通道送進糧食，并運走一袋袋面粉。兩排水車分別安裝在兩排廠房的外墻，每臺水車又裝在一個用石頭壘起的長方形水車池內。水車池一個緊接一個，逐級順山勢呈序列而建。安裝在外墻外的水車與各廠房之間的間距很明顯，但并不完全統一，有些水車池比其他水車池要長。下側的墻壁并不完全平直，毫無疑問，這些差異是由于山坡坡度變化不均造成的。

出現的其他參差不齊的現象大部分是由于整個工程難以全面修復造成的。在整片遺址保存下來的廠房墻壁中，沒有哪一處的高度在1.5米以上。據考古研究，當時很多廠房的上部結構都是木制品，很久以前就不復存在了。因此，修復人員既要有鑒別能力，又要有創造性的想象力。這種要求在修復古建筑時是常見的。然而，研究人員在此面臨著另外一個純技術性的問題，即從山頂到山腳的標準傾斜度使每一級地基的坡度為30°，但要安裝那八臺水車，水流遞降的坡度要更陡一些才行。修復人員在修復過程中已經提出了各種權宜之計，如把磨坊上部修在足夠高處，把底部的水車修在底層等等，這樣才能有效降低磨坊底部的高度，增加水流的傾斜度。盡管最后三座廠房的布局明顯不同，而水車安裝中的這一差異可能會在這三座廠房的建筑中反映出來，但現在還沒有任何人能夠說明，古羅馬人是怎樣解決水流與地面傾斜度不一致的問題的。

每臺水車寬0.7米，直徑為2.1米，安裝在一根軸上，車軸從水車池穿過墻洞（現在還有一兩處仍可分辨出來）進入廠房。車軸在廠房內會通過一對齒輪與一個垂直車軸相連接。垂直車軸向上穿過頂板，在上面的地板上帶動玄武巖磨石（直徑為0.9米）進行碾磨。這種傳動裝置因其他古羅馬磨坊而廣為人知。在這里，我們唯一不知道的是，使用這種齒輪傳動裝置是否會增加旋轉的速度和提高碾磨的效率。

這一部分的空白更為巴貝加耳或許最捉弄人的謎投下了神秘的色彩：磨坊產生多大的動力？它能磨出多少面粉或磨出了多少面粉？最后這個問題沒有必要取得一致，因為我們并不知道磨坊是否晝夜都在工作。而且，磨石的大小是已知的，但它們的旋轉速度并不知道。不過，即使是一個假定的生產數字，也至少能提供一個有關其數量級的大致情況。

布里斯托爾大學的羅伯特·H.J.塞林在1983年根據水渠1米/秒的流速（每秒排放0.3立方米的水）以及水車每分鐘旋轉10次，效率為65%，做出了最新估計。塞林計算出，這種水平可以產生大約2000瓦的動力。正如英國學者約翰·蘭德尖酸刻薄的評論：“按現在的（還有點使人壓抑）比較，一輛小型摩托車的發動機（250立方厘米）就能產生大致相同的動力?！边@么大的動力，只要傳動裝置安裝適當，就可以帶動磨石使其達到每分鐘30轉。這樣，在1小時內完全能磨出大約24千克的面粉，而對整個巴貝加耳磨坊來說，一天就可以磨出9噸面粉?？紤]到由于糧食運送遲緩耽誤了時間、維修、水力不足、機械發生故障、休息和其他的干擾等等因素，停工期為50%，根據塞林的計算，巴貝加耳磨坊仍然可以“每天生產4.5噸的面粉，這足以供給12500的人口，每人每天平均消費350克。這完全與有關公元4世紀阿爾勒人口規模的估計一致”。

這一最新估計似乎解決了一個問題。早期的估計要高些，而且大多數歷史學家所擔心的就是磨坊生產的面粉超過了當地人口的消費量。通常的解釋是，阿爾勒是古羅馬軍團的要塞，而巴貝加耳磨坊給駐軍提供給養。但是，古羅馬軍團的駐軍到處都是，在古羅馬帝國沒有任何其他地方的駐軍依賴過這樣一種應急辦法?，F在的估計排除了這些異議，由此更支持了這樣的理論：修建工廠是為了有效地開發利用水渠。

另一個技術問題是確定工廠的設計，這取決于它使用的水車種類。在古代的水車中，已經知道有三種類型。最簡單的是古代斯堪的納維亞式水車，它水平地安裝在一根垂直的軸上，車軸向上穿過廠房地板，帶動上面的磨石。這種沒有齒輪的裝置建造容易，保養方便，但磨石只能隨水車的速度緩慢地轉動，因此碾磨的效率不高。古代斯堪的納維亞式水車不完全沉入水中，它靠斜管的水流來驅動。這種水車現在在中國仍很常見（在中國，或許更有影響的是風車，它也是呈水平面在旋轉）。（待續）