17、18中国通史第十卷－中古时代-清时期-第62章
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的速度和河床的横断面，计算出水的流量。如以一立方丈的水为一“水方”，根据水方① 姚汉源：《中国水利史纲要》第510 页，水利电力出版社1987 年版。量就可以确定各处河道是否需要开拓或紧缩以及具体的工程量。这在水利工程学的发展上是一项有重大实际意义的创造。依据这些理论和具体工程做法，在康熙十六年到二十六年的十余年间，陈潢主持策划了塞决堵漏，挑河筑堤，建闸造坝等数以百计的大小工程，在治黄工程中作出了很大贡献。嘉庆年间民间治河专家郭大昌，精通埽坝工程，是一位受人尊敬的老河工。他敢于和当时侵吞治河经费的河官作斗争，并提出过不少很好的治河建议。按照他的建议治河，一度使黄、淮并力入海，缓和了黄河水情的紧张局势。
清代的一些治河专著，如靳辅《治河方略》，张霭生据陈潢《河防摘要》编纂的《河防述言》，陈潢《历代河防统纂》、康基田《河渠纪闻》，张伯行《居济一得》，王安一《安澜纪要》与《回澜纪要》等，至今仍有重要的参考价值。
第三节纺织官私纺织业的规模清廷在北京及江南丝织业发达地区的中心城市，设立了织造衙门，直接管理官营织造业和控制私人织造业。官营纺织手工业生产规模较大，“房舍动辄数百间，每一处设有各种类型织机六百张，多时至八百张，近两千多机匠”①。民间纺织业在整个纺织业中所占比重更大。康熙时，拥有百张织机的大型纺织工场已不在少数。道光年间，江宁出现了有“五六百张织机者”。江南曾出现了有千架织机，几千工人的纺织工场。
清代有大量丝织品、棉布等纺织品出口。丝织品质量优美，享有盛誉。
“中国织造的南京土布，在颜色和质地方面，仍然保持其超过英国布匹的优越地位。”②就是在西方开始使用动力机械的一百年中，棉布质量也未达到中国手工业产品的水平①。18 世纪到19 世纪30 年代，中国大量棉布出口到西方，美国是中国棉布的最大买主。
纺织品的质量清代纺织品产量高、质量好。鱼冻布是用苎麻纱和蚕丝交织而成的，质地光滑柔软，越洗越白。故宫所藏纺织品“极乐世界织成锦图轴”，是在高2。89 米、宽1。75 米的画面上织出332 个神态各异的人物，奇花珍鸟、山水木石点缀其间。精良的麻织品细软可比丝绸。故宫所藏的珍贵纺织品，反映了这一时期纺织品种的多样化和工艺技术的高度成熟。清代生产的莨纱（香云纱），是著名的纺织品之一，具有耐汗、耐晒、凉爽、易洗等特点，是经薯莨染整所得。薯莨整理是染整结合的浴法工艺，为较早的特殊整理技术。清代的丝绸精练，除沿用前代的各类工艺技术外，练染工艺的衔接也更为密切，并发展了生丝“半湅法”，使生丝经过粗练（半练），即直接进行染色，以适应织造某些纺织品的需要。印染工艺技术和色谱也有发展。根据《雪宦绣谱》记载，以天地、山水、动物、植物等自然色彩，结合深浅浓淡，可配得色调七百零四色。维吾尔族创制了印花木戳和木滚。木戳面积小，适合于掌握小单元的印刷效果；木滚在刻制时安排了花位循环，便于大幅印制。
纺织机① 李仁溥：《中国古代纺织史稿》第247 页，岳麓书社1983 年版。
② 李仁溥：《中国古代纺织史稿》第269 页转引TheChineseRepository，Vol。Ⅱ，No。10，Feb。1883，P。465。① 陈维稷：《中国纺织科学技术史》第109 页，科学出版社1984 年版。清代纺织机具的制造已成为专业，形成独立的手工业部门。各个纺织业发达地区都有自己的机具制造作坊。脚踏纺车清代仍被使用。上海人褚华在《木棉谱》中描述了三锭脚踏纺车纺棉。卫杰在1897 年著的《蚕桑萃编》中提到的大纺车比宋元时有所改进：车架的形式由长方形架体变为梯形，稳定性更好；锭子的排列由单面变为双面，利于扩大每台锭子数；增加了给湿定形装置，利于提高产品质量。
民间出现张力自控式多锭纺纱车，车上有牵伸机构，并且逐步发展成能借捻度和加压自动控制纱支，成为名副其实的纺纱车，达到手工纺纱机械的最高峰。用这种纺纱车纺纱时，利用加压装置调节纱的张力来控制纱的粗细。这是一项重大发明。在现代纺纱技术中还没有见到运用类似原理来纺纱，所以这一发明在纺纱技术史上也具有一定的意义。但是，这种机械还没来得及推广，就被西方动力纺织机所排挤。
第四节采矿探矿知识关于煤炭的勘探知识，清初孙廷铨（1616—1674）在《颜山杂记》有较详细的记载，其中写道：“凡炭之在山也，辨死活。”所谓死，指风化了的煤；活，指未经风化埋藏在岩脉中的煤层。“死者，脉近土而上浮，其色蒙，其臭平，其火文以柔”，这是指经过风化的露头煤，颜色不光亮，含硫少，火力不大。“活者，脉夹石而潜行，其色晶，其臭辛，其火武以钢”，这是指未经风化的煤，夹在岩层中，深埋地下，走向跟岩层一致，并且颜色发亮，含硫多，烧起来臭味大，但火力猛。“凡脉炭者，视其山石，数石则行，青石、砂石则否”，凡是找煤的人，可先观察山上岩石性质，“数石（即成层的沉积岩）则行”，即有层状沉积岩的地方可能有煤，而有青石、砂石的地方则无煤。“察其土有黑苗，测其石之层数，避其沁水之潦，因上以知下，因近以知远，往而获之，为良工”，即进一步察看黑色的煤层露头，仔细测量岩石层次，确定煤层位置，避开涌水，从而由地面上岩层情况推测下面煤层位置，从近处的岩层情况推测远处的煤层位置，这样去勘探，才能找到煤矿，才算是优秀的勘探队员，这种勘探技术，在当时无疑是很先进的。
清代对铜矿的勘探，大部分沿袭唐宋以来的经验，即以铜绿或石青作为铜矿的矿苗。人们“谛观山崖石穴之间，有碧色如缕或如带，即知其为苗”①。这里所讲的碧色的石头即石青，又叫扁青，即蓝铜矿。如果发现铜绿（即孔雀石），如“有矿之处，必有绿色苗引挂于山石间，或一条或一线，宽窄不一”②，就有可能找到原生铜矿床。吴其浚的《滇南矿厂图略》，对于勘探铜矿的经验作了总结。他把矿苗叫做闩（ ）或引，并指出“闩”有多种，如子闩、老闩、憨闩、铺山闩、竖生闩、磨盘闩、跨刀闩、大闩等。不同的闩反映了地下不同类型的矿床。
坑采技术记载清代采矿技术的著作比以前显著增多，内容也更详细，如孙廷铨《颜山杂记》、田雯《黔书》、屈大均《广东新语》、张泓《滇南新语》、王崧《矿厂采炼篇》、吴其浚《滇南矿厂图略》以及某些地方志等。《颜山杂记》详细记载了山东的采煤技术。竖井虽深百尺也不弯曲，当竖井深度与煤层相当时，则从竖井的旁边开巷道。巷道大小依煤层厚薄而定。还讲到斜井、气井及井下照明。《黔书》记载的是清初贵州省开采朱砂和铅矿的技术。《广① 倪慎枢：《采铜炼铜记》，见《滇南矿厂图略》。
② 王昶：《铜政全书咨询各厂对》，见《滇南矿厂图略》。
东新语》则记载广东开采砚石的技术。《滇南新语》记载的是云南铜矿开采技术，其中提到巷道支护、井巷结构、井下照明、井场灾害等。《矿厂采炼篇》及《滇南矿厂图略》也都是记载云南铜矿开采技术的、其内容比《滇南新语》详细。特别是《滇南矿厂图略》，分门别类，且相当全面地记述了有关矿苗、矿井内部结构、开采的工具和器具、矿石品位、冶炼工具及方法、矿山管理等内容。这部著作是我国古代采矿技术方面的一部重要文献，是记述古代坑采技术之集大成者。
井采技术清代乾隆时，段玉裁、郑王臣、李芝等人对四川盐井工艺技术有较详细的记述。段玉裁在其所编《富顺县志》卷2 中，讲到四川盐井的起源、井深、井套、井架、提升机械、竹筒桶的结构和使用的动力等。郑王臣、李芝则是以诗、赋的形式讲盐井的命名原因、开凿盐井的工具、凿井工艺过程、使用动力等。
关于天然气井与盐井的关系，以嘉庆时严如煜的《三省边防备览》卷10所述最详。这书提到：“川中古传火井（即天然气井），有盛有歇。近来（指嘉庆末年，约1820 年），犍、富各县火井大旺，较之昔年，可省煤十之三。火井与水井（指盐井）同，开凿时不知有火，及见火，初只有气，复淘至二三丈，火始旺。泥封井口，插竹筒导火入灶以煎盐。极旺之井，分售于他井，颇获其利。嗅之有硫磺气。储以猪尿胞，可寄远。刺小孔以阳气引之，气出如缕，暗室生光。火井中仍出咸水，亦一奇也。”
第五节冶金清代冶金业超过了明代中叶的水平。据地质调查所统计，1916 年全国旧法炼铁产量为17 万余吨，清代晚期铁的产量当与之相近。铜大量用于铸钱。康熙年间（1662—1722）云南东川等地铜的最高年产量达1400 余万斤，称为滇铜，其中1100 万斤以上用于铸钱。此外，锡、铅、锌的生产有较大发展，白铜生产也有相当规模。
炼铁清代炼铁炉的规模与明代大体相同，据屈大均《广东新语》记载：“炉之状如瓶，其口上出，口广丈许，底厚三丈五尺，崇半之，身厚二尺有奇”，筑炉用灰沙盐醋，外束藤条，用木料支护，鼓风木扇高五、六尺，宽四尺，由四人操作，装料用“机车”，一昼夜可出铁12 版，每版300 斤，日产量约1。8 吨。道光初年严如煜《三省边防备览》记汉中铁厂炼铁炉，高约6 米，外用木料支护，成为方形，用风箱鼓风，由十余人轮流曳引，每座竖炉包括采矿、运输炉料在内需工匠百余人。明清时使用焦炭和“机车”炼铁是传统钢铁技术出现向现代钢铁技术转变趋势的重要标志，也是这种转变已有了现实可能性的证明。
坩埚炼铁是中国特有的炼铁方法。咸丰《青州府志》记载：“康熙二年，孙廷铨召山西人至此，得熔铁之法。凿取石，其精良为 石、次为硬石，击而碎之，和以煤，盛以筒，置方炉中，周以礁火。初犹未为铁也，复碎之，易其简与炉，加大火，每石得铁二斗，为生铁。复取其恶者，置圆炉中，木火攻其下，一人执长钩和搅成团出之，为熟铁，减其生之二焉”。这是迄今所知坩埚炼铁最早的文献记载。坩埚炼铁的优点在于炉体构造简单，操作简便，成本低廉，适合使用当地材料。英国人宿克来1899 年统计晋城、阳城、太原等地坩埚铁年产量达5 万吨。
清代仍流传百炼钢工艺。清末魏源《海国图志》征引林则徐奏章：“至熟铁则不可铸而但可打造。其打造之法，用铁条烧熔百炼，逐渐旋绕成团，每五斤熟铁方能炼成一斤，坚刚光滑无比。”
锌是从十六世纪起传入欧洲的。埃契森《金属史》提到：“1745 年有一批金属锭块从广州交付给瑞典，但货船沉没于哥德堡港。大约于1842 年，其中一部分锭块被打捞起来并证实为98。99％的锌。”英国勃列斯托地方于1738 年开始生产锌，其工艺即源自中国。①金属加工清代传统金属加工工艺具有较高的水平。山西晋城、广东佛山等重要冶铁中心都有铁线行，用当地产的熟铁拔丝。粗细铁丝的逐次拉拔成形和锻造都经过中间退火①。四川泸定桥是建于康熙四十五年（1706）的铁索桥，长103 米，宽2。8 米，由九根铁索组成，铁索用粗9 厘米的锻铁链节接续而成。四川老君桥铁索则用眼杆式链节组成。由此可见锻接质量之好。清代芜湖汤天池，梁应达以善锻铁画著称，现芜湖仍保存这一传统工艺。清代除了有渗碳热处理工艺外，还有化学热处理工艺。陈克恕《篆刻针度》记载了化学热处理工艺。
铸造型范在泥型铸造方面，成批生产的中、小型铸件已采用可重复使用的“半永久”泥型。这种工艺直到近代仍广泛流传，如创立于道光十七年（1837）的无锡王元吉冶坊即以铸造薄壁锅著称，可铸出壁厚仅0。7—1 毫米厚的灰口铁锅，一副铸型可用200 次左右。
清代宫廷手工业以失蜡法为制作爵、铏、簋、豆等艺术铸件的主要工艺手段。据《广储司磁器库铜作则例》记载，爵的蜡模是用“剥蜡法”制作的，即将蜡片在模板上压制花纹，再焊接成器形。据记载，剥蜡法和拔蜡法在明清时期都是常规工艺，有很细的分工和工料定额。
铸炮铁范清代创制了铸炮铁范。魏源《海国图志》所辑《铸炮铁模图说》详细论述了由泥型翻制铁范，再用铁范铸炮的工艺过程。书中还总结了铁范铸炮可多次使用以及节省人力、物料，生产效率高，适合于战备需要等优点，与现代铸造工程学对金属型的认识是基本一致的。此书作者龚振麟重视学习西方先进科学技术，在传统工艺的基础上首创此法，创制了新式炮架，并于1842年撰成此书。遗憾的是，他的发明未得到广泛应用。他写的《铸炮铁模图说》一书，是世界上最早系统论述铸铁金属型铸造的专著①。
① 华觉明等：《世界冶金发展史》第592 页。科学技术文献出版社1985 年版。① 刘年增、华觉明：《首创铁模铸炮的龚振麟》，载《科学技术发明家小传》，北京人民出版社1978 年版。第六节机械清代在农业、纺织、矿冶、交通运输、建筑、军事等方面所普遍采用的仍然是传统机械，但在某些方面有所发展。例如纺织机械就已达到很高水平，其中最有代表性的是张力自控式多锭纺纱车。这种纺车上的牵伸机构和加压装置都是很重要的发明。又如周庆云《盐法通志》所载：“风车者，借风力回转以为用也，车凡高二丈余，直径二丈六尺许。上安布帆八叶，以受八风。中贯木轴，附设平行齿轮。帆动轴转，激动平齿轮，与水车之立齿轮相搏，则水车腹页周旋，引水而上。此制始于安凤官滩，用之以起水也。”这种立帆式风轮，是我国沿海产盐区用以提升海水的机械，是根据古代风车和船帆原理设计出来的。它的特点在于不受风向改变的影响，即无论风向如何，风轮总是朝同一个方向旋转。这是一项构思巧妙的发明。
此外，在十七世纪以后西方传入的机械仪器的启发和激励下，我国一些科学家对其“轮捩机轴之学”深感兴趣，并且独立作出了许多新的发明，其中尤以光学仪器的研制更为突出。如清初黄履庄曾制成龙尾车（汲水机械），自动驱暑扇（自动风扇）和许多光学仪器；郑复光在《镜镜詅痴》中对各种光学仪器作了相当全面的介绍；邹伯奇独立发明了照相机；道光年间科学家黄履庆创造性地把取景器和千里镜（望远镜）结合起来，能摄数里之外之影，历历如绘，实际上已是天文照相机的雏形。
鸦片战争前后，我国已开始研究和仿制西方机床、蒸汽机、内燃机、船舶、纺织机械和农业机械等。如丁拱辰（1800—1875）对蒸汽机、蒸汽机车和蒸汽机船进行了早期的系统研究①。他精通数理，擅长机械制造。1831—1841 年间，他先后制作了机车模型和轮船模型，这是中国机械史和交通史上很有意义的一件事。他制造的直立双作往复式小机车，长1 尺9 寸，阔9 寸，可载重30 余斤，其锅炉、蒸汽机全为铜质，这是中国第一台火车头雏形。1841 年，他写成《演炮图说辑要》，其中的《西洋火轮车、火
