唐代出现了陈廷章撰写的《水轮赋》，虽然是文学作品，但对筒车的基本构造、推动力量、运作特点、所需条件以及用途功效等，都描述得相当具体生动。例如：
水轮是利用河水推动的木轮：“水能利物，轮乃曲成”；“斫木而为，凭河而引”。
木轮要部分浸入水中，以“破浪于川湄”，“斡流于浪面”，所以“多寄临川之郡”。
水轮“常虚受以载沉，表能圆于独运”，“转毂谅由乎顺动，盈科每悦于柔随”。——绑在四周的竹筒（或木筒）顺随着木轮的转动不停地作低则舀水，高则倾水的自然运动，河水就这样通过木枧或竹枧导入道田中。“钩深致远，沿洄而可使在山；积少之多，灌输而各由其道。”
水轮应用于农业生产，“回环润乎嘉谷，洊至踰于行潦”，“升降满农夫之用”，“委曲而农桑是训”。
别的灌溉机具需要人力操作，水轮却可以利用流水自动运转：“殊辘轳以致功，就其深矣；鄙桔槔之烦力；使自趋之。”“何先何后，互兴而自契心期；不疾不徐，迭用而宁因手敏。”
由此形成了壮丽的景观：“始崩腾以电散，俄宛转以风生”，“善行无迹”，“终夜有声”，“扬清激浊，吐故纳新，辗桃花之活活，摇杏叶之鳞鳞”。
……
唐代及唐代以前文献谈到水车的都是片言只语，没有一条史料像陈廷章《水轮赋》描述筒车那样细致深入。昔人誉张若虚《春江花月夜》为“孤篇压全唐”。就唐代和唐以前有关水车的所有记述而言，陈廷章《水轮赋》大大超越它们，亦堪称“孤篇压全唐”。即使后来范仲淹的《水车赋》，也赶不上它；更无论范祖禹的《水轮联句》，拼凑词藻而已。若就筒车的记述而言，那就是“孤篇绝全唐”了；因为唐代迄今找不到第二篇关于筒车的记述。
《中国农业科学技术史稿》谈到唐代筒车时，引用了李实对杜甫诗句“连筒灌小园”的注释：“川中水车如纺车，以细竹为之，车骨之末缚以竹筒，旋转时低则舀水，高则泻水。”[1]认为《酉阳杂俎》卷六所载皇甫直车水竭池索物所用的水车就是这种筒车。这种解释是不对的。李实描述的确实是筒车，但以此诠释杜甫诗句则是张冠李戴。注诗的李实是明人而非唐人[2]，虽然他指出四川有使用竹制筒车传统是正确的，但他对筒车的描述不能作为唐代已有筒车的证据。筒车是固定在一个地方不能随意搬动的，需要依靠流水的冲击才能工作，只能提水不能排水；因此，皇甫直竭池的水车不可能是筒车。有的学者引用唐释贯休《春野作五首》（之一）“闲步浅青平绿，流水征车自逐”[3]，作为对筒车描述的例证[4]，也属于误读。所谓“征车”，一般是指远行之车；用流水形容来往车辆之多也是常见的。该诗描写平野的春天，所以有流水般的远行之车。这里没有安置激水轮的环境条件，也没有出现作为激水轮工作对象的农田。
《中国农业科学技术史稿》还把唐初邓玄挺所见“以木桶相连，汲于井中”[5]的水车视为筒车的一种类型，也不符合筒车（水轮）的主要特征。这种井用吊桶式水车，应称为“井车”，是不同于筒车和翻车的另一种水车。本文下一节将作具体分析。
但陈廷章《水轮赋》描述的筒车已经比较完善和成熟，决非初创，它应该有一个较长时期的起源和发展的过程。我国汉魏时期已发明加工粮食的水碓和鼓风冶铁的水排，它们和筒车一样是依靠水流冲击轮盘工作的，这说明我国很早就具备发明筒车的技术条件。但遗憾的是，迄今我们没有找到可靠的、能够说明问题的材料。
台湾学者赵雅书对筒车起源作过有益的探索，但可商之处尚多。赵雅书指出，水碓、水排在我国东汉时代已经发明，筒车（赵称为“轮车”）和它们一样都是利用水流推动水轮工作，甚至比它们简单些，却迟迟不见于记载，是很奇怪的事。这是正确的。但他推测王充所说“激上洛水”和毕岚制造的吐水虾蟆是利用“轮车”（筒车）引水，则难以成立。关于王充所说“激上洛水”的情况，我们在上辑已作分析，不赘。至于在阳渠利用筒车使虾蟆吐水，从理论上推导，不无可能，但必须在渠上筑坝，造成落差急流，才有可能，而且利用筒车引水比翻车应该更有效率和更加先进，为什么反而没有记载？这是说不通的。
赵雅书又认为，王祯《农书》所载人工转动水轮的“刮车”是筒车的初始形态。他说：“从制作程度上说来，最原始简单的轮车是为戽斗轮（刮车），李约瑟称之为另一种最简单之机械，为以手操作之蹼轮。中国的农书称为‘刮车’者。”
关于“刮车”，王祯《农书》的记载是这样的：
刮车，上（时掌切）水轮也。其轮高可五尺，辐头阔止六寸。如水陂下田，可用此具。先于岸侧掘成峻槽，与车辐同阔，然后立架安轮，轮辐半在槽内，其轮轴一端擐以铁钩、木拐，一夫执而掉之，车轮随转，则众辐循槽刮水，上岸溉田，便于车戽。诗云：创物须凭智巧先，泝流能使迅如川。一轮随手供翻转，众辐循槽入斡旋。已借机衡欹矮岸，顿教膏泽上枯田。桔槔戽斗虽云旧，试向车头较涌泉。[6]
从形状看，靠转轮戽水，像筒车，但不是水流推动，而是人工手摇；从“循槽刮水”看，又有点像翻车。它应用的环境条件是“水陂下田”。徐光启作了以下的评论和补充：
此必水与岸相去止一二尺方可用。若岁潦用以出水圩外尤便。若并流水，便可激轮出入，则不烦人畜，其利甚博也。[7]
现在，我们可以作些分析了。上文多次说明，筒车的优点是效率高，不烦人力，但需要急流，“非深湍无所事”，而且能灌不能排。翻车能灌能排，但车身是一个长条，水源和田岸非有一定高度不能安置。如果这两种条件都不能满足，没有急流，只有一般的“水陂”，水与岸只有一两尺，需要灌溉，有时候还需要排水，怎么办？在这种情况下，以前人们一般是使用戽斗的。王祯《农书》云：
戽斗，挹水器也。《唐韵》云：戽，抒也，抒水器；挹也。凡水岸稍下，不容置车，当旱之际，乃用戽斗。控以双绠，两人掣之，抒水上岸，以溉田稼。其斗或柳筲、或木罂，从所便也。诗云：虐魃久为妖，田夫心独苦。引水潴陂塘，尔器数吞吐。繘绠屡挈提，项背频伛偻。搰搰弗暂停，俄作甘泽溥。焦槁意悉苏，物用岂无补。毋嫌量云小，于中有仓庾。
王祯的描述很生动，也很准确。缺点是没有提及戽斗的排涝功能。戽斗最初是在舟船中使用的，后来推广到农田中来。在翻车发明以后，作为它的补充，戽斗仍然继续广为使用。但戽斗是人工操作，一舀一泻，一掀一翻，间歇运动，操作者要弯腰曲背舀水，双臂用力掀翻，“繘绠屡挈提，项背频伛偻”，相当辛苦，效率也不高。能否吸收排灌水车的某些优点，变间歇运动为连续运动，制造一种适于这种环境条件的比较省力而效率有所提高的工具？我认为，刮车是在这种特定情况下，作为筒车和翻车的一种补充和戽斗的升级替代物，而被设计出来的。它适于水静田低的灌溉，吸收了筒车的某些优点，又在一定程度上弥补了筒车不能排涝的不足。“若岁潦用以出水圩外尤便”—— 徐光启的这一补充很重要。至于“若并流水，便可激輪出入，则不烦人畜”，就不是刮车而是筒车了。
所以虽然刮车和筒车在形式上有某些相似，但与其说它是筒车的原始形式，不如说它是筒车的“衍化”形式。退一步讲，即使我们肯定赵雅书先生的观点，我们迄今也找不到任何比王祯《农书》更早的记载。在王祯《农书》之后，我们现在能找到的也只有《农政全书》、《授时通考》转载王祯《农书》材料以及徐光启的评论。
王祯《农书》中的刮车和戽斗
赵先生也觉得他提出的证据不够过硬，“桓谭、王充、毕岚的材料是否为立轮，并不明显，即使推至西汉已有轮车灌溉，其时间亦较印度为晩，故推测筒车是由印度传入中国的说法，可能是正确的。”我们不能排除这种可能性，但也需要进一步证明。据赵雅书转述的李约瑟的介绍，公元940年，阿拉伯游客穆黑希在甘肃的山丹看到了至少六十具水车——筒车[8]。我没有看到原始材料，难以作出判断。联系有关水洛有“水轮之利”的记载，有没有可能是这种传播的中转点？
总之，关于筒车的起源，目前还是一个谜。目前，我们尚未有足够的确切材料解开它，但仍然可以根据现有资料作些思考和推测。
本节开头指出，晩唐陈廷章《水轮赋》描写的筒车相当成熟，筒车的开始使用必然在这以前，而且可以上推一段相当长的时间。具体推到什么时候？水车和水碓发展过程中的相互关系似乎可以提供某种线索。本丛谈中辑说过，“役水而舂”在相当程度上是水车在农副产品加工上的应用，或者说，水碓和水车是在互动中发展的。据东汉末年服虔的说法，“役水而舂”初期表现为“翻车碓”，我们虽然对翻车碓的形制还不很清楚，但它确实存在，起码南宋还可以看到它的身影。而从东汉到三国初年，目前还看不到用水轮激水的碓磨。这似乎表明当时的水车只有翻车，而无筒车。因为如果筒车已经存在，利用筒车“役水而舂”比利用翻车“役水而舂”更加方便和省事，人们没有理由舍之不用。那么，水轮用于舂碓就可以作为筒车起源发展的某种界碑。
中国什么时候利用水轮舂碓呢？史载西晋杜预（222—285年）作连机碓[9]。王祯说：
今人造作水轮，轮轴长可数尺，列贯横木，相交如滚枪之制。水激轮转，则轴间横木间打所排碓梢，一起一落舂之，即连机碓也。
西晋的连机碓和王祯所说的连机碓可能有些区别，但基本原理和形制应该是一样的，都是利用水轮役水而舂的。因为只有在水轮的延长中轴上安装若干交错指向的横木，使这些横木随着中轴的转动交替击打碓尾木，才能使若干架碓同时工作。连机碓和筒车都用水轮为动力机，只是工作机部件各异；前者利用水轮中轴运动带动碓杆一起一落工作，后者则是利用轮周的挹水筒把水从低处提到高处。两者相互转变在技术上应该是不困难的。
王祯《农书》连机碓图
连机碓复原图
不过，使用水轮役水舂碓的时间似乎还可以提前一些。据《资治通鉴》记载，魏晋时人魏舒，少年时看守水碓。胡三省对“水碓”作了如下的注释：
为碓水侧，置轮碓後，以横木贯轮，横木之两头，复以木长二尺许交午贯之，正直碓尾木。激水灌轮，轮转，则交午木戞击碓尾木而自舂，不烦人力，谓之水碓。[10]
魏舒生卒年为209—290年，比杜预早出生十多年，他的少年时代，当系曹丕代汉不久。如果胡注可信，则分三国初已用水轮役水舂碓。杜预当係在此基础上为了解决大军征吴的军粮问题而创造连机碓的。
是不是水轮役水舂碓一出现就标志着筒车已经产生呢？不一定。这里有两种可能，一种是先有筒车后有水轮碓，即把现成的筒车应用于舂碓，另一种是先有水轮碓后有筒车，即在水轮碓的启发下发明筒车。但无论如何，水轮碓的出现说明发明和使用筒车在技术上已经没有障碍。在我看来，中国不但先有翻车，后有筒车，而且很可能先有利用水轮役水的水碓，后有利用水轮灌溉的筒车。因为从西晋到魏晋南北朝，有关水碓的记载已经相当多，各种类型的水力碓磨多已出现，其中相当部分应是水轮碓磨，如果这是把现成的筒车引过来用，为什么当时的文献一点反映也没有？筒车很可能是在长期使用水轮役水舂碓的基础上被发明出来的，可以大致锁定在西晋到初唐这段时间。按照这一思路，本文开头提出的问题，为什么筒车不是从山多水急、后世使用最为普遍的南方开始向北扩展，就比较好解释了。因为水轮的应用最初不是为了山区灌溉，而是为了加工粮食；在相当长时期内，中国经济重心在黄河流域，黄河流域粮食加工任务重，而而魏晋时代，中原人口因战乱而大量耗减，对能节省劳力的机具需求比较迫切，水轮激水舂碓首先在北方使用是顺理成章的。上面提到的看守水轮碓的魏舒是山东人（任城在今山东济宁市）。发明连机碓的杜预是陕西人，在西晋京都洛阳当官，连机碓大概就是在洛阳创制的，所以导致“洛下谷米丰贱”。西晋迄唐，不少水碓磨在北方。而北方筒车的记载也相当早。如北宋筒车最早的记载是赵匡胤用“机轮”提水入开封的晋王府，而北宋一高官的园宅也安装了水轮。甘肃在北宋就有水轮，其渊源何自，曾引人深思，但联想羌人活动的甘青地区早在东汉就已“水舂河漕”[11]，则个中缘由亦不难理解了。水轮从役水舂碓到提水用以灌溉农田或其他用场，最初很可能是在北方实现的，后来才在南方丘陵山区找到它最适合发展的土壤。至于为什么如此，似乎应该从自然与社会、技术条件和经济条件的关联和统一中进行考察。
注释：
[1] 李实的注释见于清人仇兆鰲《杜诗详注》卷十《春水》注。
[2] 唐代有名叫李实的，是一位刚愎自用、粗暴专横的贵族官僚。宋代有名叫李实的，是一位使枪弄棒的武将。唐宋人的杜诗汇注中都没有出现“李实”。清人杜诗汇注中注诗的李实，应是明代四川合州的李实，正统七年进士。
[3] 《禅月集》卷六
[4] 吴卫《中国水车：明末中国传统升水器械设计思想研究》，湖南美术出版社 2004年。
[5] 《太平广记》卷二五○《邓玄挺》
[6] 《农器图谱·灌溉门·刮车》。着重点为引者所加，下同。
[7] 《农政全书》卷十七《水利》“玄扈先生曰”。
[8] 前引《中华农业史-论集》第84页。
[9] 《白孔六帖》卷八四：傅畅《晋诸公賛》曰：“杜预元凯作连机水硙，由此洛下谷米丰贱。”《太平御览》卷七六二引《晋诸公赞》曰：“征南杜预作连机碓。”傅畅，西晋末年人。
[10] 《资治通鉴》卷七八《魏纪十·元皇帝下·景元四年》
[11] 《后汉书》卷一一七《西羌传》。李贤注：“水舂即水碓也》”
（作者单位：中国社会科学院经济研究所）
载《中国农史》2012年第1期
