李廣進

谷物加工農具在長期發(fā)展過程中，主要形成了以“摩擦”用力為代表的研磨式加工農具，和以“舂搗”用力為代表的擊打式加工農具兩種模式。本期內容首先向大家介紹研磨式谷物加工農具。

最早出現的“研磨式”谷物加工農具，是石磨盤和石磨棒。其組合形式由一塊扁平的石板和一根圓柱形的石棒組成，研磨谷物時，直接將谷物置于石板之上，然后手握石棒進行滾動式研磨。

依出土文物，以山西吉縣柿子灘出土者為最古，距今約2.5萬年。因此農史學家推測，遠在舊石器時代，石磨盤和石磨棒已用于野外采集而來的谷物加工。此種農具，生命力極強，歷經新石器時代，直至夏商周三代，一直是谷物加工的主角。

磨盤內部樣式之一

磨盤內部樣式之二

“研磨式”谷物加工農具的第二次革新標志，是春秋時期石磨的發(fā)明。石磨的出現，不僅推動了飲食方法的豐富，也為中國傳統(tǒng)經濟建設做出了不可磨滅的貢獻。

相傳石磨是由公輸班發(fā)明的，由上下兩扇圓形的石體扣合而成。通常選用堅硬的花崗巖類石料制成，上扇磨盤鑿有“磨眼”，用以注入糧食;下扇磨盤中央的位置鑿孔裝軸，與上磨盤相穿。

幾乎與石磨同時發(fā)明的還有石碾，其確切的發(fā)明時間應在北魏。主要由碾磙、碾盤等構件組成。石磨和石碾的動力早先均來自人力;西漢之后，畜力的應用已十分普遍;再至魏晉南北朝，又出現了水力應用，此可視為“研磨式”谷物加工農具的第3次革新。

在中國科技館“華夏之光”展廳的“水力機械”展區(qū)，就專門為大家展示有以水作為驅動力的“水轉連磨”和“水碾”兩個展項。利用水力驅動磨、碾進行谷物加工，有立輪式驅動和臥輪式驅動兩種模式?！叭A夏之光”展廳的水轉連磨采用的是立輪，水碾為臥輪。

水轉連磨實際上可視為水磨發(fā)展的高級形式，其名字往往又因磨扇的數量而定，如“華夏之光”展品由9組水磨組成，所以展項又稱“九轉連磨”。當然，磨扇的數量也直接反映著水力機械科技水平的高低。

為方便谷物的加工，或為減小天氣因素的不利影響，往往配合連磨出現的還有建于水面之上的作坊。立輪式驅動裝置，需要水位高低落差的勢能來促使其轉動，與立輪同軸的小立齒輪也會隨之轉動，小立齒輪的木齒與石磨的木齒相咬合，石磨間的木齒也呈咬合之態(tài)，如此便可實現石磨的集體連動。

水碾的臥輪裝置則與之不同，臥輪的驅動裝置直接置于作坊平臺的下方，通過中心軸與碾磙串連。當水流的動力驅動臥輪轉動時，可直接帶動碾磙一起轉動。依據《魏書》和《唐會要》等文獻記載，水碾的發(fā)明不晚于南北朝時期。

受到地理因素的限制，水磨和水碾的應用未能在大范圍內得到普及應用，再加之與灌溉之間的矛盾共存關系，使得它們的推廣更是難上加難。但是作為農業(yè)機械創(chuàng)新的典型代表，它們的發(fā)明不僅為其他領域機械的創(chuàng)新提供了寶貴經驗，更為人類語言和思維的拓展帶來深遠的影響。

游修齡先生依據《漢語大詞典》對“磨”派生詞和成語進行統(tǒng)計，共得詞組竟168個之多，并且可分為3個層次。第1層次直接得自經驗的獲得，諸如磨坊，磨研等;第2層次屬抽象化的概念，如磨滅，磨煉等;第3層次意義則更加深入，如磨杵成針，磨礱砥礪等。

齒輪咬合模式

展項：水碾

（本欄目合作單位：中國科學技術館）