漢畫像石上的起重機械

漢代畫像石、畫像磚中，描繪庖廚、采礦、鹽井等生產勞作的場景很多，當時比較先進、使用廣泛的生產工具和器械幾乎都被逼真地刻畫出來，成為漢代生產發展、科學技術進步的真實記錄。在這些畫像石中，有不少都描繪了我國古代原始的起重機械——桔槔、轆轤。這類機械雖然結構簡單，卻極大地減輕了人們的勞動強度，提高了勞動效率，是我國古代機械的偉大創新。

目前，學術界針對畫像石生產勞動題材的研究很多，取得了豐碩的成果，但從科技發展的視角對其中一些生產工具、機械進行的研究則較少。筆者嘗試對漢畫像石中桔槔、轆轤這兩類“起重”機械進行初步梳理，希望能夠拋磚引玉以就教于學術界專家。

一、桔槔

桔槔是一種比較原始的汲水起重工具，它利用杠桿原理使汲水更為省力。它的結構是：在一個豎立的架子上搭一根細長的橫桿，橫桿中間由豎木支撐或懸吊起來作為支點，橫桿的一端懸吊水桶，另一端捆扎重石或其他重物。打水時，把水桶（或其他汲水器）放入水中，待打滿水后，人們借助橫桿末端重物的重力作用，就能把水提拉至所需之處。桔槔是最原始的臂架型起重機械，它巧妙地利用了杠桿原理，使人們用較少的力就能將水從井中取出來，提高了汲水灌溉效率，收到了事半功倍的效果。

桔槔的起源很早，明代羅頎《物原》中記載：“伊尹始做桔槔?！痹鯓E《農書》中記載，湯時大旱，“伊尹督民田頭鑿井，并以灌田，今之桔槔是也”。據此，可推知桔槔起源于公元前17世紀?！赌印涑情T》中作“頡皋”。按照《說苑·反質》的記載，鄭國大夫鄧析發明了桔槔：鄧析過衛國，見五位農夫“俱負缶而入井，灌韭終日一區”。鄧析下車為之教：“為機，重其后，輕其前，命曰橋。終日溉韭百區不倦?！薄肚f子·天地》中記載，孔子的弟子子貢南游楚國，反于晉，過漢陰，見一丈人抱甕入井出灌，便向前介紹桔槔：“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而見功多，夫子不欲乎?”為圃者仰而視之曰：“奈何？”曰：“鑿木為機，后重前輕，挈水若抽，數如泆湯，其名為槔?！睋丝赏浦?，春秋戰國時期桔槔已經用于農業灌溉了。

漢畫像石中，有相當一部分畫像是表現庖廚內容的場景圖。先民的日常生活中，屠宰、清洗和蒸煮食物需要大量用水，因此桔槹作為一種汲水用具在此類題材的畫像石中經常出現。如：山東嘉祥宋山庖廚畫像石的右下角，就刻有一個桔槔，桔槔左側有井，一人正手拽水罐從井中取水（圖一）。長清縣孝堂山庖廚畫像石中的右下角刻有一口井，井上有井欄，井邊立一柱，柱上部有叉，叉口中置一橫桿，一端墜有重物，另一端系繩，一人手拽繩從井中提水（圖二）。臨沂白莊備宴畫像石右端刻有一口水井，上有桔槔架于支座上，右端掛有水桶，左端壓以重物，一人正手提桶從井中取水（圖三）。

從上述畫面可以看出，桔槔的構造大同小異，大多是在木架或木柱上捆扎一根橫木，一頭墜以重物，一頭系以水罐，用手一拉，它就垂下來，放開，它就抬升上去，以此達到從井中取水的目的。桔槔的效率，比早先采用的抱甕澆灌的效率要高得多，它的發明無疑促進了農業生產的進步。由于桔槔是木質工具，古代的桔槔很難保存到現在，但漢代畫像石的雕刻者卻為后人留下了這種最為原始的起重機械的圖像記錄。

圖一 山東嘉祥宋山庖廚畫像石中的桔槔圖

圖二 山東長清縣孝堂山庖廚畫像石中的桔槔圖

圖三 山東臨沂白莊備宴畫像石中的桔槔圖

二、轆轤

本文所論的“轆轤”，是指漢代出現的“滑輪式轆轤”，系利用輪軸原理進行汲水的簡單機械。它的基本結構是：在兩根立柱之間架設一橫桿，桿上穿引一個兩端粗中間細的“細腰輪軸”，用一根繩子搭跨于輪軸中間“細腰”處，一端系以汲水器，人用手拉繩子的另一端即可使汲水器上下運動。這種所謂的“轆轤”，實際上是現代物理學上所說的定滑輪結構。相對于桔槔而言，用轆轤汲水可以改變用力方向，更便于操作。

用于提取井水的轆轤始見于漢代，當時轆轤已經被用于生活及灌溉汲水之中。隨著考古學的發展，不少漢代遺址、墓葬已出土有轆轤的模型，如湖北大冶礦冶遺址發現了漢代的轆轤木軸。這說明，當時礦井中已開始使用轆轤這種起重機械了。轆轤較桔槔又更進一步，它的結構更為復雜，起重效率更高，使用范圍也更為廣泛。

在畫像石的庖廚圖中，常常有轆轤汲水的場景。從山東涼臺東漢孫琮墓畫像石上的轆轤汲水場景中（圖四），我們可以看出，在井口上方安裝一個井架，井架上端安裝一個輪軸，繞過輪軸的繩索一端懸吊著水桶，人可拉拽著繩索的另一端控制水桶升降。

除了汲水之外，轆轤還被用于采礦、汲鹵等生產活動。四川成都揚子山1號墓鹽井畫像磚（圖五），就真實地反映了這種場景。與圖四汲水不同的是，繞過輪軸的繩索兩端都懸吊著一個桶，井架的上下兩層各站立兩人，左邊兩人彎腰向上提繩索，右邊兩人則用力向下拉拽繩索。

有趣的是，轆轤不僅在現實的生產活動中大顯身手，而且也出現在了“泗水撈鼎”這類神話故事類的畫像石中?！般羲《Α钡墓适?，見于《史記·秦始皇本紀》《水經注·泗水》等古籍。相傳，大禹鑄九鼎象征九州，夏、商、周三代均以九鼎作為鎮國之寶及傳國重器，公元前256年，秦軍攻入洛陽，周王朝滅亡。秦將周王室九鼎從洛陽運往咸陽的途中，“其一飛入泗水，余八入秦中”。秦始皇統一六國后，九鼎卻得而不全，一直成為秦始皇的一大心病。始皇二十八年（前219年），秦始皇第一次東巡，在泰山完成封禪大典后專程來到彭城的泗水之濱，組織千人打撈周鼎。

山東嘉祥武氏祠畫像石（圖六）生動地描繪了秦始皇當年打撈周鼎的場景：畫面中心有一橋狀建筑物，橋上有幾個人似在指揮，河兩岸各有三人一字排開，彎腰弓背，腳蹬斜坡，一齊用力向下方拉拽繩索，繩索的另一端通過輪軸拴系著寶鼎，河中還有人乘船用長桿托舉。當人們好不容易將寶鼎拉出水面時，一條蛟龍突然出水咬斷了繩索。

“泗水撈鼎”這一題材，在畫像石中比較常見，對轆轤的繪制或詳或簡，一方面體現出工匠們豐富的想象力和創造力，另一方面也說明轆轤在當時的生產生活中已經比較常見了。

轆轤出現之后，在漫長的歲月中，勞動人民對其作了進一步改進，后來還出現了曲柄式轆轤。轆轤較之桔槔，更能節省人力，提高功效。此外，用桔槔提取井水時，水太深則無法提取，而轆轤汲水深淺皆宜。

從畫像石中描繪的古代起重機械來看，雖然形制比較簡單，無法與現代起重機械相提并論，但它卻在相當程度上減輕了勞動強度，節省了人力，提高了功效，是我國古代勞動人民聰明才智的結晶。從某種意義上說，桔槔和轆轤堪稱我國起重機械的鼻祖。

圖四 山東涼臺東漢孫琮墓畫像石中的轆轤汲水圖

圖五 四川成都揚子山1號墓鹽井畫像磚

圖六 山東嘉祥武氏祠畫像石“泗水取鼎”圖