水力、风力与马力（1）

人类在地球的发展壮大，与人类力量的增长成正比。

最开始阶段，人类只能利用自己的体力，这时候人类非常弱小。随着农业社会的来临，人类通过驯化动物，获得了畜力，这是一大进步。水车和风车的出现，使人类将自然能转化为机械动力，这种动力要比人力和畜力大得多，由此掀起了一场机器革命和动力革命。

在某种程度上，水车和风车为蒸汽机的登场完成了重要铺垫；蒸汽机作为动力机所使用的齿轮和皮带传动系统，之前就已经存在。或者说，工业革命的历史，可以往前推到中世纪甚至更远。

风车是与水车类似的一种革命性机器。通过这种机器，人类从大自然中可以采集大量的动力和能量，它的意义绝不比钻木取火逊色。风车结合了水车和帆船二者的思想。

中国的风车使用虽不及欧洲普遍，但对风力的利用水平毫不逊色。中国从未出现过欧洲长期存在的划桨奴隶，不仅有大量的帆船，甚至还出现了靠风力驱动的陆地“帆车”，这令许多初到中国的欧洲传教士惊叹不已。

在12世纪末期，风车在欧洲已经得到了相当普遍的应用，并通过各种途径推广开来。早期的风车功率不大，但足够带动一台石磨。根据文献记载，欧洲最早的风车出现在1185年的英国约克郡，然后在短短数年间，闪电般传遍了欧洲。其传播速度几乎可以与谷登堡印刷机相提并论。到1195年时，风车是如此普遍和重要，以至于主教开始对风车征收什一税。

15世纪，中空单柱式风车和塔式风车出现之后，就成为大型风车的主要类型；到16世纪，这两种全木结构的风车基本定型，开始在低地国家流行起来。当时的荷兰号称“风车之国”，人们将风车的作用发挥到极致。风车的力量远远大于人力和畜力，这种新式风车的巨大效率几乎可以与三个世纪后英国的蒸汽机相媲美。

“当上帝创造世界时，他遗忘了荷兰，所以荷兰是荷兰人自己创造的。”这是荷兰一句古老的谚语。因为荷兰三分之一的国土低于海平面，荷兰几乎是通过拦海造田从大海中创造出来的，通过风车带动扬水轮和木制阿基米德螺杆，能够日夜不息地持续排水，风车因此成为国家生存的依靠。在泽兰地区，有超过900座风车同时工作。

建造风车需要大量木材，好在当时荷兰海运业发达，可以从海外获得大量的廉价木材。根据马克思引用的资料，1836年时，荷兰全境有12000多台风车，提供的能量相当于60000马力。荷兰风车有4片扇叶，每片扇叶7.3米长，1.8米宽；在30千米小时的风速条件下，可产生4.5——5马力的功率。

风车作为荷兰的标志，除了被用来排水，风车磨坊每年还要为欧洲加工50万磅来自东方的香料。此外，由风车驱动的锯木机实现了高度机械化，使荷兰成为欧洲最大的造船基地，几乎一天就能生产一条船。风车将木浆转换为纸张，驱动印刷机，使荷兰成为欧洲的书报生产中心。不幸的是，这些木制风车大大加速了欧洲森林资源的枯竭。

塞万提斯出版《堂吉诃德》时，正值荷兰独立战争爆发。在这部小说中，堂吉诃德将风车视为巨人，他以大无畏的骑士精神冲向风车，结果被碰得头破血流。在这里，风车作为现代机器的隐喻，正将骑士的中世纪击得粉碎。

虽然风车和水车受到自然条件的影响，但风力和水力是免费的；风车和水车一旦建成，就可以一劳永逸源源不断地为人类工作。这种伟大的机器在无须奴隶的条件下，创造了伟大的科学和工程技术。

其实细究起来，钟表技术的起源就与水车和风车有关。无论是钟表还是齿轮，机械制造技术的发展都有一个循序渐进的过程。由风车和水车所带动的种种传动装置都来自一个技术中心，这就是熙笃会修道院，这里有发达的工程师文化和复杂的机械制造技术。他们在无意中促成了这场时间革命和动力革命，或者说是机械工业革命。

从中世纪开始，机械时间的概念逐步深入人心，冶铁、榨油、铸币等许多行业也都利用水车或风车作为动力。事实上，正是水车和木制机器的发展刺激了18世纪的棉花革命的诞生。在某种意义上，现代水力发电站其实也是古代水车的现代化变种，只不过将水力转换为电力而已。

在蒸汽机出现之前，人类可以利用的能量极其有限，水力和风力属于自然力，人力和畜力属于肌肉力，古人可以利用的能量主要是这四种。

在工业革命之前，世界各地的经济大都以农业为主。农业耕种无法利用自然力，只能依靠肌肉力，主要是人力。或者说，男人的肌肉是农业社会首先依赖的动力来源。但是，人体肌肉动力有明显的局限性：首先，肌肉的力量只在有限的距离内有效；其次，一个人不可能不停地使用肌肉，他需要长时间休息才能恢复体力。