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导语

中国古代有许多科技发明影响力直到今天，与我们日常生活息息相关的发明创造就很多。这里举两个有趣的例子，一是如今中国许多农村地区还在使用的手动的活塞式风箱，二是各地极为常见的温室栽培。看看我古人的智慧是何等的可贵。

　　温室栽培是指利用能保暖、加温、透光的设备及相关的技术措施，人为地创造适宜植物生长的小气候环境，以保护植物御寒、御冬或促使生长和提前开花、结果，它的出现打破了植物生长的地域和时空界限，满足了园艺作物周年连续供应的需求。我国是世界上温室栽培历史最悠久的国家，在温室增温技术方面有诸多创造。

　　据记载，秦始皇曾命人冬季在骊山陵谷中温处种瓜，在冬季寒冷的北方种瓜，肯定会有所覆盖，据此推测中国最早的温室可能出现于秦代。然而有关温室最早的确切记载则出现在汉代。汉元帝（公元前74年-前33年）于太官园中种葱、韭、菜茹，采用的办法是盖一座密封的屋庑，在屋内昼夜燃火来提高室温，这样蔬菜就得以在隆冬正常生长。当时各地向朝廷进贡的新味就有很多是通过“郁养强熟”的方式培育的，富人享用的东西也有“冬葵温韭”，说明早在汉代利用温室栽培蔬菜已变得较为普遍。温室还被用于花果栽培，其中最著名的当属堂花术，唐代诗人白居易就有“惯看温室树，饱识浴堂花”的诗句，堂是用纸饰密室，在室里开沟，把花盆放于沟上用绳与竹搭成的架子上，在沟中倒入热水，并施牛溲、硫黄等热性肥料，以增加室内温度，通过这种办法来促使堂中的花卉提前开放。这种花卉栽培技术在唐代出现之后，一直沿用至今，北京中山公园的唐花坞就是从堂花术发展过来的。

唐花坞

唐花坞内景

　　古罗马约在中国汉代之时也出现了温室，是一种用云母片搭成的暖房，虽比中国用纸糊等方法透光性强，但没有中国类似的生火等内部加热的措施，其技术也未能流传下去。温室在其他地区的出现则要晚得多。西欧的温室栽培出现在18世纪初，美国则是在年开始有温室栽培，日本是在-年才有温室，日本的温室称为“纸屋”，很可能受到中国堂花术的影响。

　　双作用活塞式风箱是一种配有活塞板和拉杆的箱形装置，推拉过程中都可以鼓风，出现的时间不晚于宋代。

活塞式风箱

　　中国古代鼓风设备的发展，经历了由皮囊到单作用木扇再到双作用活塞式风箱的演变过程。山东藤县东汉画像石上有冶铁鼓风囊图像。木扇出现于唐宋或更早，其早期图像见于北宋《武经总要》和甘肃安西榆林窟西夏壁画。明代宋应星在《天工开物》中绘制了熔炼金属和铸造金属器物的情景，其中多幅插图都表现了双作用活塞式风箱的使用。不同熔炼炉所用风箱的大小尺寸不同，其中有只需一人操作的小风箱，也有需“合两三人力”操作的大风箱，特别是“炒铁炉”上所用的风箱更大。

　　双作用活塞式风箱的箱体为木质，有方形和筒形两类。内部装置一个活塞板，箱内一侧下部有一个长方形风管，前、后开口都与箱内相通，中间有一个向外的出风口。出风口内部的一个单页双置活门，可使出风口与方管的一半相通，阻断出风口与方管另一半之间的空气流动。在气流推动下，方管两部分交替与出风口相通。活塞板作前后往复运动时，都可以将空气压出，从而实现连续鼓风。筒形箱体可将所受内部径向压力转化为切向拉力，从而承受更高的风压。其制作工艺有板材拼合加箍和原生树干整体加工两种。后者制成的箱壁没有接缝、受力均匀，承压能力进一步提高，常用水力驱动，为大型冶炼炉鼓风。古代马达加斯加和日本等地也曾使用能连续供风的鼓风器，但它们都有两套气缸和活塞，本质上属于串联或并联鼓风。只有中国的风箱真正具备了双作用原理。

风箱原理

　　活塞式风箱效率高、操作简便，明、清时期，与木扇共同成为冶铸业主要的鼓风设备。直到20世纪，活塞式风箱仍然在乡村广泛使用，不仅用作手工业中的鼓风器，还普遍被家庭用作炉灶鼓风。

　　——本文选自中国科学院自然科学史研究所编著中国科学技术出版社《中国古代重要科技发明创造》，详细精彩内容请读原著。

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