水车是一个古老的农业灌溉机械。3世纪前后,波斯人发明了一种水车——波斯轮。在直立水车的叶轮上挂有多个水桶,水车转动时轮周的水桶轮流浸入水中并相继提起,桶随轮转至上方后将水倒入输水槽。测轮由齿轮与水平的传动轮连接,驮马绕着圈子带动水车。
古希腊时期的阿基米德是有史以来最早的水泵发明者。阿基米德出生于公元前287年的希腊叙拉古城。当时的叙拉古经济空前繁荣,科学研究之风甚浓,城里的许多人对哲学、几何学等颇有研究。他们喜欢辩论,把这当做学习的机会,阿基米德从小生活在这种氛围之中,养成了善于思索、勤勉学习的良好习惯。
当时,处于尼罗河河口的亚历山大城,是地中海东部政治、经济、文化的中心,那里聚集了许多第一流的科学家。好学的阿基米德也来到亚历山大城,在这里学习数学、天文学和力学。一个星期天,阿基米德和同学们一起乘木船,在尼罗河上缓缓地行驶,两岸旖旎的风光让他目不暇接。忽然,他看到一群人在用木桶拎水,便问道:“他们干嘛要拎水?”
“河床地势低,农田地势高,农民只好拎水浇地了。”一位当地的学友告诉他。“这样拎水的效率太低了,浇一丘田不知要拎多少桶。”阿基米德心中产生了对农民的同情心。那位同学不以为然地说:“祖祖辈辈,人们都是这样做的。你有什么好办法?”
回去后,阿基米德的眼前总是闪现出农民拎水时吃力的画面。“可不可以让水往高处流呢?”阿基米德开始思考这一问题。渐渐地,在阿基米德的脑海中产生了一个设想:“做一个大螺旋,把它放在一个圆筒里。这样,螺旋转起来后,水不就可以沿着螺旋沟带到高处去了吗?”
阿基米德立即根据这一设想,画出了一张草图。他拿着这张草图去找木匠,请求师傅帮他做一个用于泵水的工具。”经阿基米德的指点,木匠制出了一个怪玩意儿。阿基米德将这个东西搬到河边,并把它的一头放进河水里,然后轻轻地摇动手柄。“咕噜噜”,只见河水在摇动手柄的同时,从怪东西的顶端不断地涌出来。水,果然往高处流了。
前来围观的农民,被这神奇的东西迷住了。他们纷纷赞扬阿基米德为农民做了一件大好事。不久,这种螺旋水泵在尼罗河流域,乃至更广大的范围流传开了。
在螺旋水泵问世后不久,我国也发明了一种抽水工具——龙骨水车。据说是东汉灵帝时的毕岚发明的。这种水车的主要装置是一个木板制成的槽,槽内相隔一定的距离放置瓦片大小的木块,这些木块通过销子连结起来。整个样子像龙的骨架,因此得名。使用时,人扶着水车顶端上的木架,用脚踩动拐木,就带动下面的木块沿着木槽往上移动,由此把水提上岸,而后木块又往木槽的背后往下移动,直至绕过下端的轴,重新刮水。后来,有人又对龙骨水车进行改进,发明了“畜力龙骨水车”、“水转龙骨水车”。
除了螺旋水泵、龙骨水车得到广泛、长期的应用之外,在历史的长河中,还诞生了各式各样的水泵。有人发明了一种单人操作的泵水机械,它是一个全金属齿轮传动机械,在沉重的链上挂着一只只勺斗,它可以缓慢地将水提到高处;也有人发明了一种类似现在的打气筒式的水泵,它的泵筒是由较硬的榆木制成的,在泵筒内有一只皮袋制的活塞,把活塞往下推,再拉上来,水就会顺着泵筒泅泅上流;还有人发明了一种用于井下工作的水泵,它是在一个竖直的管道中,运行着一条链条,链上每隔一段距离就挂一个内装马尾毛制成的球,随着一个个球在管道内上升,水也被提了上来。
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