為了看編鐘音樂會，專程以一日遊方式前往台中科博館。
在中國科學廳複習股天文儀器時，熱心的志工姐姐積極地介紹這一台叫做「臥輪式水排」要我們聽。
說實在，我對這台與天文無關的儀器毫無興趣，名稱也沒聽過，但志工姊姊太熱心，不好拒絕，就姑且聽之。
一開始姊姊說這個水排是古代煉青銅器所必備的機器，這句話打動了我，繼續聽下去。
科博館的這個水排，一大一小，小的是用來講解操作的。
回家後，查詢資料，赫然得知最早發明水排的東漢時期曾任南陽太守的杜詩。(生卒不祥)
感謝志工姊姊硬推銷這台儀器給我，讓我多認識了二位南陽太守。
臥輪式水排(台中科博館網頁介紹)
台中科博館展示品「臥輪式水排」是根據元代王禎農書 (西元 1313 年) 中的插圖與敘述復原而成的水力冶金臥式鼓風機。
它將迴轉運動轉換成往復直線運動的驅動形態，完全是後世蒸氣機驅動方式的前身。
這種機械結構的偉大歷史意義，在於它與西洋蒸氣機出於同系。
自「農書」時代及以後，在中國有關的書籍中不難發現有這類機械的記載；不僅用於冶金風箱，也用於操作其他需要迴復運動的機械。
目前在農村還可見到這類傳統形式的器械，可知它在歷史上的重要性。
http://web2.nmns.edu.tw/PubLib/NewsLetter/87/129/14.html
水排就是水力鼓風機
水排就是一種水力鼓風機。
古代人們冶鑄青銅器或鐵器時，多用皮囊進行鼓風，以使炭火更旺，爐溫更高。
若將好幾個皮囊排在一起，同時鼓風，就叫排囊。
水排是一種用水力推動排囊的鼓風裝置，是東漢人杜詩的一項創舉。
其實，早在春秋時期，先民就已掌握用皮囊來鼓風冶鐵的方法。
《禮記》：「良冶之子，必學為裘。」就是說要成為一名好的冶鑄者，必須先學會縫製皮囊。
這讓我想到莊老師說所謂的「風神」一定會有一個吹風的道具，應該就是這個鼓風的皮囊。
杜詩與南陽
杜詩是河內汲縣(今新鄉衛輝)人，生卒年不詳。
東漢初年，任洛陽侍御史，之後調任許官職，東漢建武七年(公元31年)，他被調到南陽任太守。
《後漢書》中記載，他在這裡不僅興修水利，還「造作水排，鑄為農器，用力少，見功多」，極大地節省了民力。
唐代章懷太子李賢為《後漢書》作注，稱水排是「冶鐵者為排以吹炭，今激水以鼓之也」。
南陽是大郡，要治理好並不容易。南陽百姓在杜詩治理下，安居樂業，生活富足，都稱杜詩為「杜母」，將他與西漢時的南陽太守召信臣(被百姓稱為「召父」)相提並論，
說：「前有召父，後有杜母。」，而這正是地方官被稱為「父母官」的來歷。
王禎《農書》
杜詩造的水排是什麼樣子，史書並無詳細記載。現在，人們對水排結構的了解，出自元代著名的農學家王禎(1271-1333)的《農書》。
《農書》成書於公元1300年前後，王禎在機械設計上很有造詣，也當過地方官，認為吃飯是百姓的頭等大事，因此對農業技術特別留心。
鑒於杜詩發明的水排已經失傳。王禎經過反覆研究，弄清了水排的構造原理，將其繪製成圖，載入書中「農器圖譜」部分，並介紹：「其制，當選湍流之側，架木立鈾，作二臥輪；用水激下輪。則上輪所用弦通繳輪前旋鼓……則排隨來去，掮冶甚速，過於人力。」
根據王禎的描述，水排的工作情形大致是這樣的：在木架上立起轉軸，轉軸的上下兩端各安裝一個臥輪。下臥輪在湍急水流的衝擊下，可用水力推動轉軸，帶動上臥輪旋轉，並推動其上的曲柄連杆裝置，使「排前直木」往復運動，排囊則隨之快速開合，鼓風效果「過於人力」。
如果把臥輪立起來，水排也能工作。也就是說，水排可分為臥輪式和立輪式。它們都是通過水輪、轉軸及連杆等的作用，把圓周運動變成直線往復運動，使排囊快速鼓風，提高冶鐵效率。
參考資料
杜詩：發明水排的東漢太守 (2020-04-07 由 洛陽晚報 發表于歷史)
https://kknews.cc/zh-tw/history/zoapl3q.html
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