弩弓、冶鐵水排、木風箱

  來源: 中國國學網

弩弓

　　大約在3萬年以前，我國就發明了弓箭，這是機械方面最早的一項發明；說明人類開始使用複合工具，弓是利用人在拉弦過程中積累起來的力量，以瞬間爆發的形式將箭彈射出去，這說明人類已經具備了機械儲存力量的知識。正如恩格斯所說：『弓箭對於蒙昧時代，正如鐵劍對於野蠻時代和火器對於文明時代一樣，乃是決定性的武器。』弓和箭是使用時間最長的古老兵器，弓箭可以遠射，原始人有了弓箭，就比較容易獲得獵物，也可以制服那些兇猛的野獸了。後來，部落之間發生戰爭，弓箭就成了重要的兵器。最早的弓是用單片的木頭或者竹子做的弓背，用動物的筋製成弓弦；箭是一頭削尖了的木棍或竹竿。
　　春秋時期出現弩，控制射擊的弩機已是比較靈巧的機械裝置。弩弓的發射原理是相同的，比弓箭射得遠，殺傷力強，並克服了拉弓時體力受限制而不能持久得弱點。到漢代，弩機的加工精度和表面光潔度已達到相當高的水平。漢弩有一石至十石等八種規格，這些規格的形成表明機械製造標準在漢代已初步確立。弩機上留下了作工、鍛工、磨工等的名字。宋應星（1587～1644（？））的【天工開物】在卷十五【佳兵篇】中記述了測試弓弦彈力大小的方法：『凡試弓力，以足踏弦就地，秤鈎搭掛弓腰，弦滿之時，推移秤錘所壓，則知多少』，方法十分巧妙。該書在我國失傳300年，於1926年才由日本找回翻印本。
　　
　　冶鐵水排
　　水排是我國古代一種冶鐵用的水利鼓風裝置。人類早期的鼓風器大都是皮囊。一座爐子用好幾個囊，放在一起，排成一排，就叫『排囊』用水力推動這些排囊，就叫『水排』。水排發明於東漢早期，是南陽太守杜詩（？－38）在總結勞動人民實踐經驗基礎上發明的。因為它『用力少，見功多』所以大家樂於使用。三國時期的韓暨把它推廣到了魏國官營冶煉作坊中，用水排代替過去的馬排、人排，四季不歇。水排不但節省了人力、畜力，而且鼓風能力比較強，因此促進了冶鐵業的發展。水排在我國沿用了很長一個時期，直到本世紀七十年代，一些地方還在使用。
　　漢代的水排由同一時期的水碓和翻車結構推測，也是一種輪軸拉杆傳動裝置、我國古代水排構造的詳細技術最早見於元代的【王禎農書】，依水輪放置方式的差別，分為立輪式和臥輪式兩種。都是通過輪軸、拉杆及繩索把圓周運動變成直線往復運動的，以此達到起閉風扇和鼓風的目的。因為水輪轉動一次，風扇可以起閉多次，所以鼓風效能大大提高。
　　
　　木風箱

　　鼓風器最早是皮囊，後來是風扇，再後來是風箱。風扇大約發明於公元十世紀以前。活塞式風箱最早見於明代，是一種古老的活塞式鼓風器，記載史見於明代宋應星著的【天工開物】，沿用至今。風箱兩端各設一個進風口，口上設有活瓣，箱側設有一風道，風道側端各設一個出風口，口上亦置有活瓣。通過伸出風箱外的拉杆，驅動活塞往復運動，促使活瓣一起一閉，以達到鼓風的目的。木風箱的動力有人力和水利等。風箱靠活塞推動和空氣壓力自動啟閉活門，成為金屬冶鑄的有效的鼓風設備。