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甘蔗壓榨機器設計改良之後,小生產者們的技術選擇

由 大國曆史觀 發表于 明星2021-06-01
簡介▲古代中國農村也許對其他製造業的簡短調查,得出利用水為動力的壓榨機生產業為農民的副業如紡織,有助於我們確定此特殊技術的選擇是隻發生在製糖業,還是中國鄉村對其他技術選擇的普遍模式

軋車怎麼讀

引言

壓榨機的設計、可能引進途徑的前提條件,是與同時代人的評論的推動分不開的。後藤梨春(Goto Rishun,1696-1771)在給幕府將軍的醫師寫的《甘蔗記》所作的緒言,證實詳細描述日本三滾子壓榨機的作者具有很高的身份。

後藤記錄壓榨機的三個滾子列成一行,高23。8寸,直徑17。9寸。

較諸中國的普通樣式特別纖小;《天工開物》的滾子周長27寸,後來的石制式樣更大。另一方面,美洲普遍使用非常纖小的滾子。

例如,除了秘魯的圖解外,1696年,馬丁尼克島還記錄了15~18寸纖小的滾子。

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▲《清明上河圖》中賣甘蔗的水果攤

垂直的三個滾子壓榨機反時針方向旋轉的設計也表明了它和美洲的關係,因為這是美洲典型的設計。琉球的宮廷對荷蘭專門知識的熱情提供了引進世界各種技術的途徑。

琉球前往中國的貢使團包括有興趣學習有關各種型別的技術和製造的精英分子;許多的引進應歸功於他們,出使期間,琉球人還和其他外國人接觸,包括購買商品的物件如荷蘭人和英國人。

例如,1683年,薩摩因在大阪(Osaka)和京都(Kyoto)銷售某種在琉球群島獲得的商品而被德川幕府(Tokugawa bakufu)懲戒;該問題商品是因標明為“琉球商品”的方格呢、格子呢和其他毛制貨物。這些接觸成了技術資訊的來源

。最後,時的日本人還認為三滾子壓榨機是自荷蘭引進的。例如木村喜之《砂糖製作記·緒言》。

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▲17世紀的日本

把新的三滾子壓榨機的引入歸於安田泰(Yasuda,生卒年不詳),同時相信他是從長崎的荷蘭人中學習並把它帶回紀伊。

雖然弘子郎曾警告,存在一種把所有來自長崎的新技術都貼上“荷蘭”標記的傾向,但是假使在這段期間用於中國、印度和東南亞的其他型別的壓蔗機都類似菲律賓華人的雙子滾模型,那麼三滾子壓蔗機很可能指出由荷蘭人自美洲引進至亞洲東北部的技術的一個獨特方向。

而在日本,正如在大島一奄美諸島,緊跟著三滾子壓榨機的引進而使用水力驅動壓榨機。直角齒輪裝置的兩組三滾蔗壓榨機接上一臺水車同時操作。

由於水力驅動的壓榨機的產量較高,在大藤導島一奄美諸島或日本的三滾壓榨機與當時中國式樣相比,每臺平均榨出多10%~15%的汁液,在特定的時間內榨出兩倍數量的汁液。

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▲水車

為何中國不顧與國際市場需求的聯結的事實,中國使用的榨汁技術表明中國人顯然沒有努力利用唾手可得的技術和水力來進一步提高蔗壓榨機的產量呢?

17世紀,中國蔗壓榨機的設計和精煉技術根本沒有進一步改良。

改良潛力的有無,無疑不是一個障礙技術要不要革新的問題,例如日本和奄美諸島用於水力操縱壓蔗機的技術無一不與中國相同。

事實上,7世紀,水磨已從中國傳播到這些地方。從漢代起,使用水力驅動杵錘以及用水驅動的手磨壓榨機,在中國非常普遍。日本壓榨機的直角齒輪裝置在概念上頗類似於中國水平的水車運動的連鎖泵中的齒輪裝置。

成直角的棘齒輪之掣子連鎖泵,同時出現於王禎1313年的《農書》和宋應星的《天工開物》中,表明直角齒輪裝置技術已有非常好的發展。

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▲水磨

類似的由畜力驅動的連磨(lianmo)顯示:中國也存在用直角齒輪驅動,以操縱複式研磨機的觀念。使用水力壓榨機磨碎和搗碎甘蔗在明末相當普遍。

根據宋應星的記載,以水為動力的水碓(tilt-hammer,shui-dui)春米廣泛地用於江西多山地區。

甚至有多用途的水磨能同時運作一個麵粉磨,操縱一臺碾米機,並汲水(如戽水車)以灌溉稻田。

在幾乎沒有耕畜的山區,水力用於各種各樣的磨碎;在中國,水力壓榨機除山區和高地以外,還用於許多地區。

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▲石磨

王世懋(Wang Shimou)談到以水為動力的杵錘在福建最普遍,並記錄造紙通常使用的船磨(ship mill),小船停泊於中流,由江和溪水驅動,稱為活法磨(huofa mo, movable-methed mills,“live mills”)和磑船(wei chuan)等可移動的裝置並不需要耐久的結構或任何構造上的特別的改良便可以在陸地上操作

。廣東作為製糖地區,瓷器工廠使用水力杵錘壓榨機把黏土磨成粉狀。

還有,Hommel記錄了20世紀的浙江許多用於碾米和磨谷的水磨。中國的樣本中一個普遍的特徵是,以水為動力的壓榨機用於許多企業,這些企業是與農民生產無關(如造紙及瓷器製造),卻與常年性工作如碾米及磨麵粉有關。

是否中國南部製糖業的分散性和季節性,以及生產在農民家庭中限制了技術的發展和轉化?

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▲古代中國農村

也許對其他製造業的簡短調查,得出利用水為動力的壓榨機生產業為農民的副業如紡織,有助於我們確定此特殊技術的選擇是隻發生在製糖業,還是中國鄉村對其他技術選擇的普遍模式。

始於明末,棉、苧麻和絲的紡織品是發展巨大變化的重要商品,隨著世界市場的擴充套件而加速發展。

制絲業因與滿足國家、皇室和都市上層人物的需要密切聯結,是一項非典型的手工業。自宋代起,制絲業已經分離成兩個相當獨特的領域。編織精製的、多色彩並且具有某種特徵的紡織品成為一種專門化和集中的企業,常置於帝國都市中心的作坊中,養蠶和繅絲則存在於農民家庭。因此,制絲業的許多方面都與鄉村製造業的技術引數不同。

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▲養蠶

對照之下,棉和苧麻布則完全由農民家庭生產。我們尚可進一步檢驗小規模製造的潛在約束。在中國,棉(Gossypium herbaceum)的栽培可上溯至2世紀,12和13世紀,中國棉的栽培迅速擴充套件。

起初,手工操縱的軋花機用於從種子中分離出纖維;棉球在單式的小型鐵製或木製滾子下滾動,緩慢而費力,僅比用手挑選稍微快些。1295-1313年間,的攪車(jiaoche)得以發展。

此軋花機被認為是雙滾子壓蔗機設計的前身。它效率非常高,但勞動相當密集,操縱它需要3個人。當兩個人轉動兩根曲柄時,另一個人則傳送棉籽。

1628年,徐光啟的《農政全書》記載,3人操縱的攪車外又有一種小型的單人操縱的軋車(yache),發展於江蘇,普及至其他省份。

操縱軋車的人用右手轉動一個滾子,用踏板使另一個滾子搖動,並用左手傳送棉籽。

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▲徐光啟石雕像

下部的滾子由一根手持的曲柄轉動,而上部的滾子由附於一個輻射狀擺錘飛輪的踏板牽引,後者的細節不在該圖解中。以每位操作者的產量計算,這臺小型軋車效率很低。

一名非常熟練的操作者10小時內僅能軋兩斤(約2.2磅)棉。

可是不像需由3人操縱的攪車,該軋車很容易適應小規模的農民家庭生產。由於它僅需一人的勞動,使工作進度更加靈活。軋棉變成婦女的工作。雖然許多軋棉的方法一直在使用,但是這臺單人操縱的軋車成為鄉村家庭的標準裝置,延續到20世紀。

如同趙岡所展示,直到18世紀40年代工業革命開始,中國紡棉的技術水平與世界任何地方相比技術都是較高的。

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▲軋棉

早在14世紀,用於制苧麻的大紡車已經發展。在《農書》中詳細描述和用圖解說明的“大紡車”框架長20尺,寬5尺和高5尺,有32個紡錘。它能夠由耕畜或人力轉動。

《農書》還顯示制苧麻完全以水動的類似的水轉大紡車,據稱該紡織框架包含了“珍妮紡紗機”的許多基本特質,稍加改良,這臺多錘紡車便可用作紡棉。

事實上,它的改造發生在20世紀,在第二次世界大戰期間,中國內地例如四川,外國進口棉紗和在日本控制沿海工廠所生產的紗供應都中斷了。

然而,在中華帝國晚期的大部分時間,技術趨勢沒有向著大的精紡機和加速棉或苧麻的生產方面發展。

相反,整個中國更廣泛地使用兩紡錘和三紡錘的紡車。

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▲清代晚期

該圖樣(設計)把鐵用於許多配件,例如紡錘軸。該草圖在使容納紗的圓柱形軸承箱成形如牙齒狀,多少使人易生錯覺。1

3或14世紀早期,這兩種紡車在當時紡織苧麻技術的基礎上得以發展。

3個紡錘的紡車是一部相對效率高的裝置,因為在別處,直至詹姆斯·哈格里夫斯(James Hargreaves)的多紡錘的用於紡織的“珍妮紡紗機”的發展,紡車仍僅有一個紡錘。

如果紡織中級至低階的紗,那麼一名效率高的工人用一臺3個紡錘的踏板紡車的能夠紡織3倍的數量。

3個紡錘踏板操縱的紡車既省時又省工;最重要的是,不像大的多紡錘機,它非常符合家庭生產的空間和時節。還有一種較簡單的式樣,用一手操作和一塊踏板操縱的單一紡錘車。

一名婦女用它工作10~13小時,僅能紡織棉4~6兩。

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▲紡錘機

20世紀,踏板操縱的單錘紡車成為中國最普遍的紡車。小規模的製造和僅需一名操作者的選擇技術的明顯趨勢顯然決定了在中國長期使用手工提花織機(draw loom)的可能。

編織圖案的花機圖解說明見於《天工開物》。總長16尺,龐大的機器,至少需要兩名工人操作。除坐於織布機前面的編織者外,另一人控制許多的挽絲,併為編織圖樣提取適當的組合。

在清朝,逐漸地,圖案複雜的棉布變得不太普遍,僅由一名編織者操作的踏板織布機和腰機,成為農民家庭的典型織布機。

在兩種織布機上都能生產相當好的布出售。雖然最初織作被認為是婦女的工作,假如作為次收人252來源的織作是重要的,便沒有嚴格的性別區分了。

然而,其他的一些織布機上的工作則完全由婦女完成。

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▲織布機

這些織布機生產普遍穿著的粗糙布,稱為“女機布”(woman‘s loomcloth),甚至有更簡單的織布機,用於編織緞帶和強勁的纏腳布帶。明朝,即使棉的栽培擴充套件後,韌皮纖維,例如苧麻、大麻和葛一直是重要的農作物。

在南部,當大麻僅用作製造繩時,苧麻的栽培更廣泛地用作製造纖維品。在廣東、福建和臺灣,一種稱作“青麻”(green ramie,qingma)的特殊苧麻和馬尼拉麻很普遍。

苧麻尤其是重要的經濟作物。它用於製造夏季衣服、內衣、窗簾和蚊帳。10丈(約35碼)一匹的粗麻布售價白銀1盎司。質量較優良的布能夠銷售每匹多達銀4~10盎司。

在元朝,上文討論水動多紡錘機時已論及此種機器廣泛地用於紡織苧麻。據說24小時可紡織約100斤(元代為132磅)紗。

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▲苧麻上停留的蝴蝶

它節省時間,效率高,但是它的確需要很多個人共同操作。

裝紡紗物的軸承箱內必須不斷地、層狀式地加以填充。較迅速的水紡機需要提供大量經梳過的纖維;意味著許多人除專門做分離苧麻纖維和準備紡織用的粗紗的工作外什麼也不用幹。

這是一項緩慢的和費力的工作,沒有任何機械能夠替代這種勞動力。苧麻植物的莖由三層組成,外部的皮,纖維層和植物內部(木質而硬堅)。該纖維外有果膠和樹膠,收穫後,必須在它們變幹以前立即除去。

《農政全書》和《天工開物》進一步描述該工序。首先浸泡纖維,以分離樹膠。之後,煮沸或再次浸泡於米或粟莖或桑樹枝灰和石灰溶液中以漂白纖維。

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▲植物纖維

又次,在流動的水中反覆地漂洗,以除去化學物,在太陽下曬乾,再用手捻接成股條。

一天工作的產量僅是3~5盎司的纖維。這可能是為什麼王禎建議多個家庭會合利用水力多紡錘紡織紗的原因。有規則的監督和協作也是必需的,以確信被紡織的紗已經及時拿走。

因此,雖然多紡錘機無疑是效率更高,但是它仍保留集約勞動,而且不可能輕易地適應農民家庭的個人勞動,在農民家庭製造中,紡織是副業。到了明末,大的多紡錘機不再普遍。

在清朝,隨著小規模的個體家庭的苧麻布製造的增加,大的紡織機進一步衰落。單人操作的以踏板動力的紡車成為普遍用於紡織苧麻的裝置。

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▲清代晚期

和棉的紡織一樣,這臺紡車效率足以技術優先選擇的原則和編年曾以人口統計予以解釋。根滿足副業的需要。據趙岡的說法:人口過剩的其他深遠的影響是關於生產者的技術優先選擇。

同樣,12世紀可作為中國農業史中劃分技術取向的兩個模式的近似的界線。直到那時,存在新農具的發明潮流,包括經改良的省力的犁,能夠翻轉草地以形成一條犁溝的分犁和深鋸齒的耙。

所有這些裝置的特色是節省勞工。到了12世紀末,這發明的趨勢已走到盡頭。在帝國末期人口的增加和對勞工密集型技術優先選擇之間的線性聯結是有疑問的。

實際上,上文給出了許多例項,例如織布機、紡紗機和軋花機及壓蔗機的選擇,只需要較少人操作。

農業實踐的其他方面,重複了這一傾向,例如灌溉。

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▲清末百姓舊照

方形掣子連鎖泵,一種為灌溉而把水吊起兩至三尺高的水車泵,是中國農村最普遍的情景之一。

雖然該裝置能夠由水平水車車軸的直角齒輪裝置或由一頭公牛更有效地驅動,最普遍的式樣是具有由兩個人操作的一塊踏板。

並且,在清朝,由於田間的灌溉基礎上由一戶家庭進行,因此和用旋轉操縱桿做修改以允許單人操作的情形相比,需要兩名成年勞工的情形更普遍。

用勞工過剩和馬爾薩斯的理論來駕馭中國經濟所有方面-包括技術的選擇-不能作如斯的假定。這樣的假設先入為主地認為中國農民是無理性的或沒有控制生育。

反之,我認為耕種勞工集約的趨勢由需要最少數量操作者的製造技術和農業技術的選擇而得以平衡。

生產量的增加是基於生產單位數量的增加,而不是由集中生產和使用透過加速增加總產量的技術而擴充套件。

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▲清朝晚期老照片

我認為技術的選擇反映了生產的社會組織,而不是生產技術和生產製度之間的分離的假設;或有意識的“管理解決”比“技術解決”為優先。

如同霍布斯鮑姆(Hobsbawn)指出的,當回眸英國棉工業的發展時,工業革命的所有基本發明,珍妮紡紗機、水機、動力織機等等,都有一個共同的特色,即同時削減成本擴充套件生產。

中國技術改變和選擇的軌道是不同的。有時候,農民家庭供應的技術和商業製造的材料要素之間是不能協調的。許多型別的裝置,包括壓蔗機,對於較非富裕的農民依然是極昂貴的。

在如此情況下,8至10名貧窮農民的集體聯盟成立了,以分享裝置和空間。

然而,畢竟,作為主要的製造單位的農民家庭的優勢排除了集中的製造業和隨之而發展的技術,限制了革新和改造。

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▲英國工業革命時期

甚至當一定程度的集中製造業,例如蘇州的棉的砑光和染色的行業,及幾千名工匠在一個屋簷下工作時,這些大企業像一個產出體,工匠卻各自租用裝置。並沒有嘗試將生產的各個方面結合起來,例如軋棉、紡織和編織棉布,這些工序一直是分散在農民家庭中進行。

在製糖業中,技術選擇明顯地類似在其他區域觀察到的一種技術,即傾向於節省勞工的技術。

如同我們看到的,不存在伊懋可所提出的“技術停頓”。中國壓碎和精煉的技術顯然與發生在美洲和其他地方的變化並駕齊驅,並可能是其中某方面的啟蒙。

17世紀,對中國糖的需求高漲正是發生於該區域的最迅速的技術變化時期。

但是,將需要轉化為生產的社會組織是決定技術取向的關鍵。中國製糖技術的變化步幅在相關的製造部門,例如精煉,沒有導致革新。

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▲麥芽糖

沒有建造如同在阿姆斯特丹的集中乾燥室。透過新發明和革新改善生產率的動力盡可能在最短的時間內生產更多、更便宜的糖的系統,不斷的壓力在中國並不如同在巴西或加勒比海或甚至大島一奄美諸島佔優勢。

取而代之,除了激動人心的雙滾子壓蔗機的出現,技術最終使製糖業適應清朝小農經濟的勞工組織。

結語

透過操縱許多效率不太高的壓蔗機和較大數量的栽培和製造的小規模生產者的參與以滿足越來越大的需求和出口產量。然而,17世紀初,中國清朝特色的小自耕農的社會構造並未形成。