技术美学论文《水车》.doc

水车学号：2011210314姓名：李嘉荣在古时候，老百姓要想生存下来，就必须有足够的耕地耕作。而这些耕地最好就是在一些低洼的平原地区，比如说是湿地。然而，现实并没有这么多肥田，老百姓只能够在海拔较高的平原地区和丘陵地带开荒种地。这些地方的水利系统很糟糕，河里的水根本不能够自行流到他们的耕地上。在南方的丘陵地区，随着天气变热，降雨变少，他们不得不每天都要起早摸黑，用人力和畜力从低洼的地方运水，来灌溉他们的耕地无疑，这种调水方式效率是非常低的，还要耗费大量人力物力，而这些耕地的产量比低洼地区的产量低很多。由于这种种原因，老百姓自然想要找到一种解决这些问题的方法。于是，在东汉时期，出现了“翻车”； 到唐宋时期，出现了“筒车”，能够用水力驱动转轴，达到低水高送的效果，效率也大大提高了，这就是最具有美感与技术含量的水车“高转筒车”，即我们现在叫的“水车”。到了元明时期，逐渐出现了“牛转翻车”“驴转翻车”“风转翻车”等以畜力驱动的输水车。 水车是一种古老的提水灌溉工具，是古代中国农民智慧的结晶，其中自然蕴含着技术与美的原理。下面让我来分析一下水车的技术原理：据农书记载：筒车，流水筒轮。凡制此车，先视岸之高下，可用轮之大小。须要轮高于岸，筒贮于槽，方为得法。其车之所在，自上流排作石仓斜擗水势，急凑筒轮。其轮就轴作毂，轴之两旁，阁于椿柱山口之内。轮轴之间除受水板外，又作木圈，缚绕轮上，就系竹筒或木筒于轮之一周，水激转轮，众筒兜水，次第倾于岸上所横木槽，谓之天池，以灌田稻，日夜不息，绝胜人力。若水力稍缓，亦有木石制为陂栅，横约溪流旁出激轮，又省工费。或遇流水狭处，但垒石敛水凑之，亦为便易。此筒车大小之体用也，有流水处俱可置此。由上面的农书记载，我们知道，水车一般建在水流湍急的地方，利用上游的水流推动水车运动。建造水车时，现在测量输水的高度，这是通过测量岸边的高度来确定的，然后再确定水轮的大小（半径和水轮的宽度），水轮的高度必须高于岸边。在轮上面，系上竹筒，筒口向上倾斜,同时在水轮外环装上竹板等当做挡板。竹板起到的作用与现代发电站叶轮的作用相似：河流上游的水向下冲，冲到了挡板上面，挡板受到冲力，由动量定理知道，Ft=mv2-mv1，E=0.5mv2,水的动能转化为挡板的动能，挡板有了初速度。获得的能量使水轮克服水的阻力、轴对水轮的摩擦阻力、水轮和水的重力等做功（从而使水提升到水槽的高度，转化为水的势能）。当竹筒完全浸入水中时，竹筒就会盛满水。当水轮转过到一定角度，贮满了水的竹筒会随着水轮的转动，渐渐升出水面。因为竹筒不是垂直于水轮切线的，所以竹筒的一些水会随着竹筒升出水面而溢出。而筒口的位置相对于筒底高，竹筒里就会或多或少地贮存一些水，一直上升到筒车顶部。当竹筒越过筒车顶部之后，竹筒开始倒水，筒口的位置相对于筒底开始降低，竹筒里的水就会倒进水槽里。若想获得更多的水，可以适当调整水槽的位置。当水流较缓时，可以用木板和石头制作陂栅，挡着河岸两旁的水，让水集中冲在水轮之上。又或者河流狭窄，可以用石头垒成大坝，蓄水，提高落差，从让水的势能提升。当水冲击在水轮上时，获得更多的能量。虽然这样的输水效率还是比较低下的，但是在古代相对于人畜输水，效率明显提高了不少。而且水车输水，不舍昼夜，完全依靠大自然的力量，堪称为古代中国人民的杰作。以下分析一下水车的美学原理：水车，亦称筒车，其外形酷似古代车轮。水车的最突出的一个特点就是：圆。圆的艺术在美学的领域内有着重要的地位，以圆为美是一种心理特征。从古至今，许多学者都研究过圆。苏轼的水调歌头写到：“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，把月的“阴晴圆缺”与世间的“悲欢离合”作对比，说明了月亮形态的变化就是人情绪的变化，“圆”此时不仅仅是外的“圆”，更是人内心得“圆”。由此看出，“圆”给人一种快乐、幸福、团圆的感受。“圆”的对立面就是“缺”，它给人们的感受则是悲伤、别离。月亮的阴晴月缺完全是一种天体现象，而人们却由此感慨人间离合，这就是由客观事物引起的主观臆想。这是无意识的，每个人都会有“以圆为美”的心理基础，这很大程度上支配了我们的审美行为。还有，在古代中国，人们都认为“天圆地方”，为什么会有这种感觉呢？我想是因为“圆”具有空间美。我们都知道，同一周长的图形，圆的面积是最大的；同一表面积的物体，球的体积也是最大的。“天圆”，巨大的体积容纳着整块大地。夜晚，多少文人雅士仰望苍穹，感慨宇宙之无穷，人类如蚍蜉般渺小，而留下多少墨宝啊。于是，有了“挟飞仙以遨游，抱明月而长终”的千古绝唱。这就是“圆”具有的空间美。“圆”体现了中华民族的传统美德“包容”，它的度量广袤无垠，海纳百川，囊括万物。西方的一些教堂都是圆顶建筑，北海公园的白塔、泰国的泰姬陵也是圆顶建筑，这些建筑内部的容积比我们楼房的容积要大得多。宗教的圆顶建筑或许和宗教的包容性有关。水车的另一个特点就是定轴转动，这是一种轮回的美。水车上除了轴外的任意一点，经过转动三百六十度后，都会回到原点，然后继续循环，日复一日，年复一年地工作着。水车绕着定轴，不断地转动，让人有一种生生不息的感觉。就好像我们看着风车转动，就会有不知疲乏的感觉，永远绕着轴转。有时候，审美需要回到原点。现在特学技术迅猛发展，许多科技产品如雨后春笋出现，这些产品有很多好处，但是，也有不少产品缺乏美感。它们蕴含着科技之美，却不为我们认同，因为它们不能引起我们内心的共鸣。一件好的设计，就是要打动人们的内心。我们内心的感受就是那个原点，只有回到了原点，产品才会打动消费者。水车的圆轮和轴，从技术上讲，是为了能够把水输送到高处，而且不断循环这个过程。从美学上讲，满足人们一种团圆、轮回的心灵需要。平衡技术与美学首先，仅从技术上分析，水车可以不做成圆形的，可以做成八边形、十二边形、十六边形等等。这样可以节省下不少木材，做起来比做成一个圆环简单、快捷多了。但是，多边形在形态上，不如圆形好看。人民把美学运用到水车上，然后利用更加好的技术来做成一个圆，达到技术与美学之间的平衡。其次，若是仅从美学上分析，水轮上面的竹筒平行安置，或者竖直安置，这样做，整个水轮是完全对称的，无疑更加美观。然而，这样做，竹筒在旋转过程中是无法蓄水的、或者是输水的高度明显降低。于是，人们就把竹筒稍微倾斜安置在水轮上面。这样做，既能实现低水高送的目的，而且让水车有一种不对称之美，或者说是缺陷美吧。现在由于抽水泵的出现，水车基本上已经退出了低水高送的历史舞台。然而，在一些风景区，我们还会看到一些水车在运转，它们并不是用来输水的，而是作为一种历史文物、一种旅游景点。可