《奇器图说》4：荷兰风车的设计源于王征

上一期《奇器图说》3以中国磨为线索梳理了拉梅利在抄袭《奇器图说》等中国典籍中的水磨、畜力磨、人力磨、重力磨时所犯的错误，对比之下可以看出王征对机械的理解远远超过拉梅利，《奇器图说》是以当时中国实际应用的各种机械为基础，再加上王征的个人发明汇编而成的。

接下来我们继续研究风力磨，它体现出相同的写作思路。

现代提起风车，人们就会想起风车王国荷兰，然而风车在中国古代是非常常见的机械装置，用风力驱动石磨或者水车，应用非常广泛。王征在《奇器图说》中记述的就是中国常见的风车。

明初洪武年间童冀《水车行》：“零陵水车风作轮，缘江夜响盘空云。轮盘团团径三丈，水声却在风轮上。”

徐光启《农政全书》（1621年）卷十六：“近河南及真定诸府，大作井以灌田，。。。高山旷野或用风轮也。”

《天工开物》（1637年）记载“扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则止,此车为救潦,欲去泽水,以便栽种。”

方以智著《物理小识》（1643年）“用风帆六幅，车水灌田”。

可见在明末风动水车在中国已经相当普及。零陵、扬郡、河南、真定，从南到北都有大范围的应用。风车被广泛用于灌溉、排涝、制盐领域，风车的形式大体分为两种，王征画的正是中国独有的风车——八帆立式风车（立轴式），中国另一种常见的风车是六帆卧轴风车。

立轴大风车是一项体现中国技术传统的发明，具有两大鲜明的特色：风帆的构造原理与中国传统船帆无异，能够自动调节迎风方向；它能为龙骨水车提供原动力，常被用于农田灌溉或盐场汲卤，其设计、制造与使用体现因地制宜的思想。这些在王征的《奇器图说》中都得到了体现。

第七图说：布框可展可收，向风吹处则自然展开，受风过则自收。递展而递相受风，故两磨可自转也。

第十图说：风来，则板直立受其吹而自转。然有索系则又不能前去。过风则又自然少垂，不阻风也。

卧轴式风车的特点是结构简单小巧，便于装卸，适用于风向比较稳定的环境。荷兰恰恰是因为处于西风带，常年刮西风，更适合这种固定形式的风车。

这两种中式风车都可以根据风力大小，通过调整升降升帆索和收放帆脚索来调节帆的高低与帆的受力角度，改变帆的受风面积，让风车保持在安全范围内运转。若风力过大，应停止使用，以免风车受损。这种灵活控制的设计是比荷兰式风车更先进，也更复杂。

明清两代关于风车的记载很常见，到建国初期的统计，太湖周围有用风力提水的设备20万台。以“风车之乡”闻名的江苏省兴化县，1967年有36000台风车用于农田灌溉。汉沽寨上区和塘大区就有立轴式风车约600部用于制盐。根据清代记载，汉沽地区的风车的盛行正是受苏北盐城地区影响而引入的。

1957年有一部著名的电影《柳堡的故事》，电影中就记录了当时在苏北地区广泛使用的风车。

立轴大风车

卧轴风车

九九艳阳天，十八岁的哥哥坐在河边。东风吹得风车儿转，蚕豆花儿香呀麦苗儿鲜。风车呀风车依呀呀地唱，小哥哥为什么呀不开言。

九九艳阳天，十八岁的哥哥想把军来参。风车跟着东风转，哥哥惦记着小英莲。风向不定车难转，决心没有下呀怎么开言。

——《柳堡的故事》

再看看荷兰关于风车的历史，

荷兰风车，是指荷兰安装活动顶篷的风车，最早从德国引进，开始时仅用于磨粉之类。

1229年，荷兰人发明了世界上第一座为人类提供动力的风车。——百度百科：荷兰风车

所谓的荷兰风车的最早起源都是不确定的，也没有任何依据。荷兰现存的最早的风车，被列入世界文化遗产的小孩堤坝的19座风车，据称兴建于1740年。这远远晚于中国风车的广泛应用，也晚于《奇器图说》的出现。

18世纪中叶中国铁犁传入荷兰，带动了欧洲的农业革命，种植技术得以提升。粮食产量和加工需求随之增加。这个时间和荷兰风车磨坊建造的时间反而恰恰吻合。

1600年前后，荷兰红毛不断袭扰东南沿海，当时中国人最熟知的欧洲国家就是红毛和佛郎机。王征与传教士接触如此紧密，更不会不清楚荷兰的风车，而书中却只字不提。

结论只有一个，荷兰风车起源于王征的《奇器图说》。

荷兰风车的造型与中国风车风格迥异，凭什么说是来源于王征呢？因为王征在《奇器图说》中不仅设计出了塔楼上的四叶风车，还明确了扇叶使用薄木板，“更易受风，其力尤大也”。立轴风车和帆索结构过于复杂，而木板风车恰恰是所有风车中最简便易学的一种。

荷兰风车的用途包括排涝、磨面、切割木材，而这些恰恰都是《奇器图说》中重点讨论的应用场景。

解木

解木

由此看来，荷兰人可以算作一个合格的小学生，他们把王征传授的知识真正应用到了生产实践。比我们之前所观察的欧几里得、阿基米德、牛顿、拉梅利优秀太多了。