《泰西水法》是徐光启与耶稣会士熊三拔（Sabbathinde Ursis，1575—1620）合作完成的一部为晚明士人视为形而下之“器”层面的工具性汉文西学经典。该书在明末西学东渐史上地位非同一般，但目前学界的研究成果却非常有限，主要研究论文有两篇，一是从“器”的技术角度切入的张柏春《明末〈泰西水法〉所介绍的三种西方提水机械》；另一篇为徐光台《徐光启演说〈泰西水法·水法或问〉的历史意义与影响》，注意从西方自然哲学吸纳、反映和影响的角度来讨论该书，角度比较独特。

　　笔者曾经先后从“第一部传入中国的西洋农田水利技术专书”和“工具性层面会通中西”两个角度讨论过《泰西水法》。《泰西水法》所包含的内容异常丰富，其编译和诠释不仅反映着徐光启所代表的江南水文明对西方属于工具性知识层面的西方水文化做出了怎样的回应，还可以见出该书所呈现的西方水文化知识在明清传布过程中曾引发了士绅对西方水文化知识回应。

（一）

　　费赖之和徐宗泽的书目中均提及《泰西水法》有万历四十年（1612）北京刻本，五卷本。1629年收录《天学初函·器编》，又收录《四库全书·子部·农家类》。《天学初函》本分六卷：卷之一“用江河之水，为器一种”；卷之二“用井泉之水，为器二种”；卷之三“用雨雪之水，为法一种”；卷之四“水法附余”；卷之五“水法或问”；卷之六“图式”，包括龙尾5图、玉衡4图、恒升4图、水库5图、药露诸器图1种。所附各类汲水取水机械的图解说明，采用这种图像、技术原理和真实器物同时呈现的译介方式，考虑的即是这些器具将来制作的“致用性”。在《泰西水法》正文之前录有徐光启、曹于汴、郑以伟、彭惟成作的序，以及万历壬子（1612）初夏熊三拔撰的《水法本论》。1640年徐光启曾在六十卷本《农政全书》的卷十九、二十“水利”收录该书前三卷，“水法或问”卷省略，图式分编入各卷。

《天学初函·器编》收录《泰西水法》

《农政全书》收录《泰西水法》

朱维铮、李天纲主编《徐光启全集》（伍）收录《泰西水法》

　　《泰西水法》前四卷皆题为泰西熊三拔撰说、吴淞徐光启笔记、武林李之藻订正。

　　卷一“用江河之水，为器一种”，即《龙尾车记》。称：“龙尾车者，河滨挈谁之器也……盖水车之属，其费力也以重。水车之重也，以障水，以帆风，以运旋本身。龙尾者，入水不障水，出水不帆风，其本身无铢两之重，且交缠相发，可以一力转二轮。递互连机，可以一力转数轮。故用一人之力，常得数人之功。又向所言风与水，能败龙尾之车也，在鹤膝斗板。龙尾者，无鹤膝，无斗板，器居水中，环转而已。湍水疾风，弥増其利。故用风水之力，而常得人之功，若有水之地，悉皆用之，窃计人力可以半省，天灾可以半免，岁入可以倍多，财计可以倍足。”所谓“龙尾者，水象也，象水之宛委而上升也”。龙尾车实际上是一种用齿轮传动的螺旋式提水车，用于江河里的“旋水而上”，为公元前3世纪阿基米德所发明。这一被称为“阿基米德式螺旋抽水机”被认为是古希腊最不朽的一项技术发明，使用时一段架在水中，另一端架在岸上。据说这种放在密封圆筒中的旋转螺旋直到今天还被用来把水或粮食从低处升到高处。龙尾之物有六，即轴、墙、围、枢、轮、架六部分。本卷详述这种机械如何制作、组装，指出这种龙尾车的工作原理是通过轴的不断转动，使水自下沿轴上由“墙”和“围”组成的螺旋水道宛委上升。它运用螺旋输送原理，利用内部轴的旋转来带动螺旋叶的反方向运转，将水向上平移，达到升水目的（与目前斡轮抽水机原理相同）。其传动方式是齿轮传动，而从动齿轮的安装位置因地势和原动力的不同有七种变化，即围的中间和两端、轴的两端、枢的两端。这种水器运作上的优越性是运旋时省力，“入水不障水，出水不帆风”；其本身又轻便“无铢两之重”；可以联机使用，所谓“交缠相发，可以一力转二轮，递互连机，可以一力转数轮”。郑以伟从适应环境能力的角度，肯定龙尾车有传统水车不可比拟的优越性，指出：“兹法也而传，急流可，即吴越缓流也，亦可；山泉可，即燕齐平芜也，亦可。随俗之便，或用中土法，或用此法，可以佐水车之不及，而前民用。所谓巧生于穷，而穷亦因巧而济者耶？”

　　卷二“用井泉之水，为器二种”：一为“玉衡车记”，附以“专筩车”；二为“恒升车记”，附以“双升车”，都属于“井泉挈水之器”。这是两种用气压原理从井中提水的唧筒。玉衡车由双筒（吸水管）、双提（活塞）、壶（水箱）、中筒、盘（地面接水盘）、衡轴（连接活塞的杠杆）、架等部分组成。操作时提压衡轴，可使双筒中的两活塞轮番上下移动。活塞上提，将筒中的空气排出，井水即可涌入筒中；活塞下移，又将水压入壶。壶中的水因承受从下方源源不断注入的水压作用，就会顺中筒上行，经盘流入水渠或盛水器中。“玉衡者，以衡挈柱，其平如衡，一升一降，井水上出，如趵突焉”。这种取水器械的“气法”所依据的原理是“气尽而水继之者。天地之间，悉无空隙，气水两行之交，无间也，是谓气法，是谓水理。凡用水之术，率此一语为之本领焉”。即用水的关键，就在于掌握这一气体力学中涉及的连通效应。当提压衡轴，上移的活塞就会将筒中的空气排出，瞬间形成真空。此时井水受大气压的作用，就会立即上溢至筒，即气体力学在水利机械中的应用。如此提水较之中国传统的用绠缶、辘轳、桔槔提水，不仅省力，而且效率也高。正如该书所言：“一人用之，可当数人，若以灌畦，约省夫力五分之四。高地植谷，家有一井，纵令大旱，能救一夫之田。数家共井，亦可无饥饿流亡之患。”张柏春认为：玉衡车的设计完全符合流体力学原理，摇柄转轴，当左提柱带着左砧下降，左筒内压力增大，右筒底的舌关闭，壶的右舌打开，右筒中的水被压入壶内，这样“左右相禅”。从构造原理看，玉衡车是属于古希腊发明家希罗（Hero of Alexandria，10—70）于公元1世纪设计的一种双缸活塞式压力泵的后裔。“恒升者，从下入而不出也；从上出而不息也”。恒升车的构造与玉衡车类似，运作原理相同，不同处在于玉衡车的双筒和中筒分置，而恒升车则是合二为一的，属于单缸活塞式水泵。因此玉衡车不仅轻便，而且制作容易，工作效率更高。所谓“巧者运之，不可胜用也”。《泰西水法》的资料来源目前很少有学者研究，仅有关螺旋式水车的内容，被认为是出自公元前1世纪古罗马奥古斯都时代建筑师和军工专家味多维斯（Pollio  Vitruvius，前27—14，又译维特鲁威）《建筑术》（De Architectura，1567），又称《建筑十书》专论机械的第十书。

　　卷三“用雨雪之水，为法一种”，即“水库记”一篇。主要记述水库的功能和如何建造水库。水库是西方居住在山区之民“备旱御穷”的民居设施，主要用来“蓄雨雪之水”。熊三拔写道：“西方诸国因山为城者，其人积水，有如积谷。谷防红腐，水防漏渫，其为计虑，亦略同之，以故作为水库。率令家有三年之畜，虽遭大旱，遇强敌，莫我难焉。又上方之水，比于地中陈久之水，方于新汲。其蠲烦去疾，益人利物，往往胜之。彼山城之人，遇江河井泉之水，犹鄙不肯尝也。今以所闻造作法著于篇，请先念之秦晋诸君子焉。”《泰西水法》将建造和维护水库的工程概括为九点：

　　水库者，水池也。曰库者，固之其下，使无受渫也；羃之其上，使无受损也。四行之性，土为至干，甚于火矣。水居地中，风过损焉，日过损焉。夏之日大旱，金石流，土山焦，而水独存乎，故固之，故羃之。水库之事有九：一曰具，具者庀其物也；二曰齐，齐所以为之和也；三曰凿，凿所以为之容也；四曰筑，筑所以为之地也；五曰涂，涂所以为之固守也；六曰盖，盖所以为之羃覆也；七曰注，注所以为之积也；八曰挹，挹所以受其用也；九曰修，修所以为之弥缝其阙也。

　　所谓“具”，即准备建筑材料；“齐”，即为建筑水库准备好按照一定比例搅拌成的灰沙泥浆；“凿”，即选择挖掘可容水库之地点；“筑”，即水库上或四周的相关建筑设施；“涂”，即用灰浆和砖头、石块加固砌造水库池底；“盖”，即准备好水井之类的覆盖物；“注”，即将水从水源处往池底进行灌注；“挹”，即如何使用水库之水；“修”，即精心维护好水库设施，勿使其漏水。每个字代表建造水库或水井等过程的一个环节，只有做到了这九点，才能保证蓄水池有良好的水源，存水不泄露、不变质。在准备建筑材料方面，该书提及“西国名为‘巴初剌那’”（Pozzolana，意大利语“火山灰”）的建造水库的材料：“西国别有一物，似土非土，似石非石，生于地中。掘取之，大者如弹丸，小者如菽。色黄黑，孔窍周通，状如蛀窠，俨然石也。而体质甚轻，揉之成份，舂以代砂，或代瓦屑。灰汁在其空中，委宛相入，坚凝之后，逾于钢铁。近数十年前，有发故水道者，启土之后，锹钁不入，百计无所施。既而穴其下方，乃坏堕焉。视其甃涂之灰，用是物也，厚半寸许耳。此道由来甚久，以历年计之，在汉武之世矣。此后凡用和灰，甚贵是物焉。或作室模，和灰涂之，崇闳窈窕，惟意所为。既成之后，绝胜冶铜铸铁矣。”“火山灰”与石灰、砂子三组分砂浆亦被称为“罗马砂浆”，曾经在欧洲建筑史上应用了很长的时间。介绍这种被称为“巴初剌那”的材料，显然是针对中国很多地区水利设施筑坝材料的不坚固。

（二）

　　《泰西水法》卷四“水法附余”谈水法，“高地作井未审泉源所在其求之法有四”，主要讲述西方人寻找水源的四种方法。此卷所言水法的根据，是地下水形成的水气在地里，则地表会显现出不同的物理反应。编译者将之概括为四种方法：

　　第一气试：当夜水气恒上腾，日出即止，今欲知此地水脉安在，宜掘一地窖，于天明辨色，时人入窖以目切地望，地面有气如烟腾腾上出者，水气也。气所出处，水脉在其下。第二盘试：望气之法，旷野则可。城邑之中室居之侧气不可见，宜掘地深三尺，广长任意，用铜锡盘一具，清油微微遍擦之，窖底用木，高一二寸，以搘盘偃置之盘上，干草盖之，草上土盖之。越一日开视，盘底有水欲滴者，其下则泉也。第三缶试：又法近陶家之处，取瓶缶坯子一具，如前铜盘法用之，有水气沁入瓶缶者，其下泉也。无陶之处以土甓代之，或用羊绒代之。羊绒者不受湿，得水气必足见也。第四火试：又法掘地如前，篝火其底，烟气上升，蜿蜒曲折者，是水气所滞，其下则泉也，直上者否。

　　寻得水源后则进入打井的环节，该卷又将“凿井之法”概括为五点：

　　第一择地：凿井之处，山麓为上，蒙泉所出，阴阳适宜。园林室屋所在，向阳之地次之，旷野又次之；山腰者居阳则太热，居阴则太寒，凿井者察泉水之有无，斟酌避就之。第二量浅深：井与江河地脉通贯，其水浅深尺度必等。今问凿井应深几何，宜度天时旱涝，河水所至，酌量加深几何而为之度，去江河远者不论。第三避震气：地中之脉条理相通，有气伏行焉。强而密理中人者，九窍俱塞，迷闷而死，凡山乡高亢之地多有之，泽国鲜焉。此地震之所由也，故曰震气。凡凿井遇此，觉有气飒飒侵人，急起避之。俟泄尽更下凿之，欲候知气尽者，缒灯火下视之，火不灭，是气尽也。第四察泉脉：凡掘井及泉，视水所从来而辨其土。色若赤埴土，其水味恶；赤埴黏土也，中为甓为瓦者。是若散沙土，水味稍淡；若黑坟土，其水良黑坟者，色黑稍黏也；若沙中带细石子者，其水最良。第五澄水：作井底用木为下，砖次之，石次之，铅为上。既作底更加细石子，厚一二尺，能令水清而味美。若井大者，于中置金鱼或鲫鱼数头，能令水味美，鱼食水虫及土垢故。

　　在叙述处理高地凿井判断水源的方法和寻泉眼作井之法后，还叙述分辨水质优劣的方法：

　　试水美恶辨水高下，其法有五（凡江、河、井、泉、雨、雪之水，试法并同）。第一煮试：取清水置浄器，煮熟倾入白磁器中，澄清下有沙土者，此水质恶也。水之良者，无滓又水之良者，以煮物则易熟。第二日试：清水置白磁器中，向日下令日光正射水，视日光中若有尘埃，絪缊如游气者，此水质恶也。水之良者，其澄澈底。第三味试：水元行也，元行无味。无味者真水，凡味皆从外合之。故试水以淡为主，味佳者次之，味恶为下。第四称试：有各种水，欲辨美恶，以一器更酌而称之，轻者为上。第五纸帛试：又法用纸或绢帛之类，色莹白者，以水蘸而干之无迹者为上也。

　　卷四最后部分为“以水疗病其法有二”。其一为“温泉”治病，指出：

　　温泉出于硫磺，硫磺为药，多所主治而过于酷烈，医方谓其效虽紧，其患更速，难可服饵。温泉本水而得硫之精气，故为胜之。又温泉疗病，用之薰浴者什九，用之汤浴者什一。薰浴者其热，毒不致入于肠胃，而性力却能达于腠理，则利多而害少焉。第同一温泉，性味各异，其所主治亦悉不同。西国一大郡，其山间所出温泉数十道，每道各有主治。昔有国主征集名医，辨其性理，又多用罪囚患诸对症者，累试累验，然后定为方术，是何泉水，本何性味，主何疾病，作何薰蒸，或是沐浴，或是汤饮，用何药物，以为佐助。设立薰蒸器具，沐浴盆池，刊刻石碑，详著方法，树之本所。凡染病者，依方疗治多得差焉。

　　其二为“药露”治病，兼及制取药露法及其功能，其中还涉及了西方关于水料（即液剂）的管理问题。“药露”篇中谈到了人体的消化功能：“凡人饮食，盖有三化，一曰火化，烹煮熟烂；二曰口化，细嚼缓咽；三曰胃，蒸变传送。二化得力不劳于胃，故食生食冷，大嚼急咽，则胃受伤也。胃化既毕乃传于脾，传脾之物，悉成乳糜，次乃分散达于周身，其上妙者化气归筋，其次妙者化血归脉，用能滋益精髓，长养肌体，调和荣卫。所云妙者，饮食之精华也。故能宣越流通，无处不到，所有糟粕乃下于大肠焉。”

（三）

　　《泰西水法》主要是介绍西方各种汲水器和水利方法，但其中卷五比较特别。卷五为“水法或问”，向达认为，《泰西水法》中“所述诸器甚为简易，以视王徵《奇器图说》之繁夥诡谲，且有不逮”。他指出该书一大特色在于不仅仅记述西方的水法：“三拔此书所足称者，不在其纪述之水法，而为希腊古哲人思佩多克里斯（Empedocles Argrigentum，B.C.495—B.C.435）四大元行之说，藉以传其梗概于中土也。”该书卷五开篇称：“既作水器，诸公见之，每辱奖叹。时及水理，有所酬对，序而录之。第四行论辨，更仆未悉。垂问所至，则举一二，若丝抽蔓引，为绪又长。故每从截说，非能连贯也。”不难见出，熊三拔在传输所谓“形而下”的西方水利技术知识的同时，也努力将属于“形而上”的足以与中国传统阴阳五行相对应的西方“四大元行之说”传入中国，他在检讨自己未能全面掌握四行说，因此介绍得比较零乱。其实，正如金文兵所指出的，很可能他是最早将1593年葡萄牙柯英布拉大学出版的亚里士多德哲学课程的讲义《〈天象学〉疏证》（Commentarii  Collegi  Conimbricensis  SocietatisIesu in libros  Meteorum  Aristotelis  Stagyritae，Olispone）的部分内容介绍到了中国。《泰西水法》最早所传“四大元行之说”之“梗概”，高一志的《空际格致》在《泰西水法》“水属物象”的基础上，还在“水属物象”、“火属物象”、“气属物象”、“土属物象”四个方面做了详细的解说。“元行”对应拉丁文的Elementa，麦都思（Walter Henry Medhurst，1796—1857）所编《英华辞典》（An English and Chinese Dictionary，1847）和罗存德（Wihelm  Lobscheid，1822—1893）的《英华字典》（English and Chinese Dictionary ，Part I，1866）都曾把Element译为“元行”，该词可以被认为是19世纪中期以前用来对应element的主要译词，连梁廷枏的《海国四说》、朱一新的《无邪堂答问》等书中也使用过该词；甚至被日本幕府末期至明治初期的英和辞书所采用。

（四）

　　中国在古代水利实践方面尽管取得了很高的成就，但中国人对水的治理一直是从疏通的角度去努力的，因此，治水的成就主要体现在洪水的疏浚和开渠引流方面，在农田排灌机械方面并不突出。汉代发明的龙骨车代表了中国古代农田水利机械的最高成就。这些机械主要是靠人力，或用畜力、风力、水力来带动轮轴提水，因机身大、部件很多，操作起来非常费力。《泰西水法》介绍的龙尾车、玉衡车、恒升车等诸种机械的新内容，是基于文艺复兴后近代物理学、数学、机械学的一些新发展而制作的，体现了17世纪欧洲物理学螺旋原理、气体原理、液压技术的应用的新成就，用连杆提压活塞产生气压提水，较之传统中国的升水工具明显要先进。这些水知识对中国人来说都是全新的信息，受到了中国人的重视。万历进士曹于汴在序中对徐光启编译此书之举大加赞赏，认为他“轸念民隐，于凡农事之可兴靡不采罗，阅泰西水器，及水库之法，精巧奇绝，译为书而传之；规制具陈，分秒有度。江河之水，井泉之水，雨雪之水，无不可资为用，用力约而收效广。盖肇议于利君西泰，其同侪共终厥志；而器成于熊君有纲，中华之有此法，自今始”。戴念祖曾总结道，17世纪“西方力学和机械学知识传入中国”，主要反映在关于机械、工程和水利方面的最早和影响最大的三大著作，即《泰西水法》、《远西奇器图说录最》和《新制诸器图说》。张维华所著《明清之际中西关系简史》一书则更进一步称：“西学言制作之术者，此书为第一部。”如此说来，《泰西水法》不仅是第一部传入中国的西洋农田水利技术专书，也是最早传入中国的西洋技术著作，更可以说是一部包含有西方自然哲学观念的水文化之专著。

（作者系复旦大学历史系教授）