术语广角
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黄河清
（香港中国语文学会）
摘要：“齿轮”这词最早见于1627年的《奇器图说》，这词应该是拉丁语rota dentata的仿译，这一翻译既简洁又明了。然而，在当时“齿轮”并没有多少人使用，一直要到了晚清，由于人们开始意识到西方科学技术的重要性，欧洲科学著作也逐渐译介到了中国，“齿轮”才慢慢传播开来，它不仅出现在专业著述中，而且还出现在普通读物中。后来“齿轮”还传入日本。现在“齿轮”在汉语中已成为一个标准的科学术语。
关键词：齿轮；轮
Traceability of "chilun" //HUANG Heqing
Abstract：The word "chilun"（gear）in Chinese was first seen in Qiqi Tushuo（Mechanics）in 1627.The word should be an loan-translation of Latin rota dentata. This translation is both concise and clear. However, the word was not used by many people until the late Qing Dynasty. As people began to realize the importance of Western science and technology, European scientific works were gradually translated into China, and it was at this time that the "chilun" began to spread. Later, it appears not only in scientific writings, but also in ordinary readings. Later, the word "chilun" was introduced to Japan. Now "chilun" has become a standard scientific term in Chinese.
Keywords：gear；wheel
引 言
齿轮是轮缘上分布着许多齿的机械零件。它通常是成对啮合，其中一个转动，另一个被带动。作用是改变传动方向、转动方向、转动速度以及力矩等。齿轮的种类很多，最常见的有直齿圆柱齿轮，另外有斜齿轮、伞齿轮、螺旋齿轮、人字齿轮，等等。斜齿轮工作时较直齿圆柱齿轮平稳、噪声小；螺旋齿轮工作时也十分平稳；人字齿轮适用于高速重载的场合。那么这种机械零件人们是什么时候发明的，怎样发展的，以及有关它的名称是什么时候产生的，怎样演变的？等等，这是本文所要讨论的内容。
一 齿轮发展的简要回顾
在真正的齿轮出现之前，形状像齿轮的东西已经有了，这东西也是一种机械零件，它出现于我国的商周时期。1988年，江西瑞昌铜岭的村民，在修筑公路时发现了一个古铜矿遗址，里面出土了一些滑车、水槽等。滑车，现在叫滑轮。不过出土的这些滑车外形很像齿轮。在铜岭古铜矿遗址中发现的滑车至少有5个。据研究，这些滑车为商周时期的遗物。其中最早一个滑车的年代在3320—3160年前之间。这个滑车由圆木加工而成，是一种定滑轮，用来改变用力方向。滑车轮缘的中间放绳子，绳子两侧有5对侧齿，侧齿用来防止绳子在运转过程中脱离滑车。铜岭古铜矿遗址出土的另外4个滑车侧齿有所增多，但它们的年代稍晚一些，大约在春秋时期。专家认为，商周时期的这些滑车虽然不能用来传动，但它们为传动齿轮的发明打下了重要的技术基础。（卢本珊,张柏春,刘诗中.铜岭商周矿用桔槔与滑车及其使用方式[J].中国科技史料,1996(2).）
到了战国和秦汉时期，真正的齿轮出现了。1955年 ，考古工作者在山西省永济县薛家崖村的一个古墓里，发掘出了几个青铜棘轮。棘轮就是轮缘上分布有许多棘爪的齿轮，棘爪有点像锯齿。在这几个青铜棘轮中，其中一个直径2.54厘米，有40个齿（尚存29个齿，另有11个齿已缺损），中间装方柄的孔很大。这个棘轮可能是弩机上的一个构件，是安装在引弩待发的机构上的。学者认为，这个棘轮“可能是战国后期埋入墓中，但也许更有可能是在秦或汉初（公元前约200年）埋入”。（李约瑟,中国科学技术史:4卷2分册[M].鲍国宝等译.北京:科学出版社，上海:上海古籍出版社，1999:88.）另外，我们在洛阳博物馆中也见到一个类似的、保存更好的青铜棘轮，这个青铜棘轮被认为是战国时期的遗物。 （[DB/OL].[2020-04-23]https://www.zhihu.com/question/21283796/answer/123458156）
在西方，一般的说法是，古希腊的《力学问题》（Problemata Mechanica）一书中已经提及齿轮。此书被认为是亚里士多德学派中的某个人所作，这个人可能是斯特拉托（Straton of Lampsacus，？—约公元前270年）。不过，《力学问题》只提到了齿轮，没有实物证明。（李约瑟,中国科学技术史:4卷2分册[M].鲍国宝等译.北京:科学出版社，上海:上海古籍出版社，1999:87. 张卜天.力学含义从古希腊到近代早期的演变[J].科学文化评论,2010(3):39.）真正有实物证明的是安提基瑟拉沉船（Antikythera Shipwreck）上的那30多个齿轮。1900年，考古工作者在希腊安提基瑟拉岛外海发现一艘2000年前的沉船。里面有人的遗骸和许多器物，其中还有一个能显示月相以及太阳、月球、行星位置的装置。这个装置有轮子、刻度盘，还有30多个铜制齿轮。这些齿轮在西方是最早的。（Mindy Weisberger.Ancient Skeleton Found on Famed Antikythera Shipwreck
.[DB/OL].(2016-09-20)[2020-04-05].https://www.livescience.com/56163-skeleton-found-on-antikythera-shipwreck.html）后来齿轮又应用于水车上，水车通过一组齿轮将水流的能量传递到石磨上，使它旋转。这样用水力就可以研磨麦粉，代替了人力、畜力。到了14世纪，齿轮又应用到钟表上，从而使计时更为准确。17世纪末，西方科学家开始研究能正确传递运动的轮齿形状。18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用更加广泛，而且还发展出了摆线齿轮和渐开线齿轮。现在齿轮已是许多机械中不可或缺的零件。
二 西方语言和汉语中有关齿轮名称的产生
这里所说的“西方语言”，仅指希腊语、拉丁语和英语。因为这三种语言与本文讨论的内容会有一些联系，特别是拉丁语。在这三种语言中，有关齿轮名称的出现是比较早的，但汉语这方面的名称晚了一些。下面分别论述。
1 西方语言有关齿轮名称的产生
上文说过，在古希腊的《力学问题》中已经提到过齿轮。在希腊语中，齿轮叫做γραν?ζι。但这个词并没有被拉丁语借用，拉丁语将齿轮叫做rota dentata（rota[轮子]+dentata[牙齿的]），意思是“牙齿状的轮子”或“有牙齿的轮子”。同样，英语也没有借用希腊语和拉丁语的词，它另用gear来表示齿轮。这种用法是14世纪以后产生的。gear的原意是指装置、配件等。（Merriam-Webster.gear[DB/OL].[2020-04-08]
https://www.merriam-webster.com/dictionary/gear）
2 汉语中有关齿轮名称的产生
上文说过，在中国，至少在战国和秦汉时期，齿轮已经出现。但当时这种零件有没有名称，是什么名称？现在不清楚。但是有史料可以证实，汉以后，有不少人在书中提到过齿轮，他们称齿轮为“轮”。我国古代有指南车和记里鼓车这两种机械，前者用来指方向，后者用来测量路程，这两种机械都有复杂的齿轮系统。据传说，指南车最早出现于周朝，而关于记里鼓车的记载最早是在晋朝。（李约瑟,中国科学技术史:4卷2分册[M].鲍国宝等译.北京:科学出版社，上海:上海古籍出版社，1999:309.）但这两种机械运行的原理、具体的结构，当时没有记载，我们更不知道当时将齿轮叫什么。不过后来在《宋史》中又提到了这两种机械，这一次的记述比较详细。如在该书卷一百四十九中，对“指南车”有这样一些描述：
指南车……其法:用独辕车，车箱外笼，上有重构，立木仙人于上，引臂南指。用大小轮九，合齿一百二十。足轮二，高六尺，围一丈八尺。附足立子轮二，径二尺四寸，围七尺二寸，出齿各二十四，齿间相去三寸。辕端横木下立小轮二，其径三寸，铁轴贯之。左小平轮一，其径一尺二寸，出齿十二;右小平轮一，其径一尺二寸，出齿十二。”（上海古籍出版社,上海书店.二十五史:第7册[M].上海:上海古籍出版社,上海书店,1986:5626.）
这段话主要是在讲指南车的机械结构，在这种结构里有许多“轮”，有轮缘圆弧状的轮，即圆轮，如“足轮”、“小轮”等，（李约瑟,中国科学技术史:4卷2分册[M].鲍国宝等译.北京:科学出版社，上海:上海古籍出版社，1999:318.）有轮缘齿状的轮，即齿轮，如“子轮”、“左小平轮”、“右小平轮”等。可见当时齿轮和圆轮一样，也叫做“轮”。《宋史》还有一段关于记里鼓车的描述，其中也将齿轮叫做“轮”。（上海古籍出版社,上海书店.二十五史:第7册[M].上海:上海古籍出版社,上海书店,1986:5626.）这种叫法一直延续到明末，例如熊三拔（Sabatino de Ursis，1575—1620）在《泰西水法》（1612）中，也将齿轮叫做“轮”：
凡轮皆以他轮之齿发之，其疾徐之数视轮与他轮之大小焉，其齿之多寡焉。（熊三拔,泰西水法:卷一[M].\\钦定四库全书:子部,1612:937.）
不过，在《泰西水法》之后没几年，“齿轮”这词出现了。《奇器图说》是一部介绍西方机械制造学的专著，由日耳曼传教士邓玉函（Johann Schreck，1576—1630）和中国学者王徵（1571—1644）合作翻译而成，刊行于1627年。该书最早向中国读者介绍了西方机械上使用的各种轮子。在论及轮子的外缘时，该书说：
论辋之物，或牙齿，或波浪，或觚棱，或光辋……（邓玉函口授,王徵译绘.奇器图说:卷二[M].守山阁丛书,1627:28页阴面.）
这里讲了轮缘（辋）有各种形状，并进行了列举，第一个被列举的是“牙齿”状的轮缘。这种轮子在文后还配有插图。图中的这个轮子，轮缘上均匀地分布着12个齿。很显然，这就是齿轮。
《奇器图说》先是按轮子的轮缘形状，将轮子作了分类，然后又按轮子的用途进行了分类，共有8种：行轮、搅轮、踏轮、攀轮、水轮、风轮、齿轮、飞轮。第7种就是齿轮。书中还说：
齿轮：齿与他轮齿递相传。（邓玉函口授,王徵译绘.奇器图说:卷二[M].守山阁丛书,1627:30页阴面.）
齿与齿“递相传”，这便是齿轮传动的方式。所以这个“齿轮”就是指本文所讨论的这种机械零件。它应该是拉丁语rota dentata的汉译，因为《奇器图说》翻译时所依据的蓝本是拉丁文本，（张柏春.王徵与邓玉函《远西奇器图说录最》新探[J].自然辩证法通讯,1996(1):47.）而且上文说过，rota dentata的意思是“牙齿状的轮子”或“有牙齿的轮子”。所以“齿轮”是rota dentata的仿译。这一翻译既简洁，又明了。（德语中的Zahnrad（齿轮）也是rota dentata的仿译，Zahnrad由两个名词组成，即Zahn（牙齿）+Rad（轮子）。另外，意大利语中的ruota dentata（齿轮）也有类似的结构，即ruota（轮子）+dentata（牙齿的），但它应看作是拉丁语rota dentata的沿袭，因为意大利语本是从拉丁语发展而来。）《奇器图说》中的这句话是汉语文献中有关“齿轮”的最早例证。（《汉语大词典》在“齿轮”条下只给其比喻义提供了一个书证（这个书证取自现代作家秦牧的作品），没有给本义提供书证，也就是说，我们无法从该词典中获知有关“齿轮”本义的词源信息。）
《奇器图说》介绍了齿轮以后，在卷三中还讲了它的各种应用，如利用齿轮“起重”、“引重”（牵引）等，同时还配有许多插图。在这些插图中，每幅图中都有一个齿轮系统，在这个系统中，作用力的传递路径一目了然。
虽然当时“齿轮”这词已经产生，但用的人并不多，这主要是因为当时的人们，尤其是中国人，对机械、力学等方面的知识不是很重视，论及此类问题的著述也不多，自然提到“齿轮”的机会有十分有限了。这种状况一直要到晚清才有所改变。当时西方列强仗恃船坚炮利，叩开了中国的大门。不少有识之士开始有所觉醒，他们意识到了西方科学技术的重要性，如林则徐组织人力翻译西方资料，编纂《四洲志》，魏源从中也作了许多工作，而且他还将明末清初耶稣会士留存下来的一些科学著作收集起来，经过挑选，收录在他的《海国图志》中。“齿轮”这词也是在这一时期再度出现。如《海国图志》卷八十七中有“举重大滑车绞架图说”一节，这节内容主要来自南怀仁（Ferdinand Verbiest，1623—1688）的《新制灵台仪象志》，其中有这样一些话：
又制举重绞架，每具用坚木柱三根……上贯铁横梁箍住……下安绞架横轴，以便运动，旁附铁齿轮一个，形如菊蕊，外圆内方，贯入轴端。（魏源.海国图志:卷八十五[M].长沙:岳麓书社,1998:2072-2073.）
这里有“齿轮”一词，它显然是明末词语的沿用。不过在晚清的文献中，这个例子是比较早的。自此以后，“齿轮”的使用便多起来了。1859年，艾约瑟（Joseph Edkins，1823—1905）和李善兰（1811—1882）合译的《重学》刊行，这是一部力学著作。该书卷三有“齿轮”一节，这一节讨论了互相啮合的两个齿轮中作用力与重力之间的关系，以及两个齿轮各自轮齿的个数与转动速度之间的关系，等等。这是当时有关齿轮的第一个比较详细的科学论述。几年之后，“齿轮”在科技书刊中出现的频率更多了。
到了1870—1880年代，“齿轮”的使用已经十分普遍，它不但出现于科学著述，也出现于普通读物，例如：
志刚《初使泰西记》（1872）：“拉皮所管之小轴，旁有齿轮。其齿与下出之条相值。”（志刚.初使泰西记[M].长沙：岳麓书社,1985:289.）
张德彝《欧美环游记》（1875）：“有打麦器，形如巨箱，内含齿轮皮带，前以六马转磨，右坐一人送麦粒，左立一人送麦粒。”（张德彝,欧美环游记[M].长沙:岳麓书社,1985:679.）
郭嵩焘《伦敦与巴黎日记》（1878）：“齿轮急转，不能辨其为齿轮。”（郭嵩焘.伦敦与巴黎日记[M].//王立诚.郭嵩焘等使西记六种.北京:生活·读书·新知三联书店,1998:174.）
黎庶昌《西洋杂志》（1882）：“在东山山麓，有齿轮火车路，可以盘折而上。”（黎庶昌.西洋杂志[M].长沙:岳麓书社,1985:526.）
志刚、张德彝、郭嵩焘、黎庶昌等人均非科学界的专门人士，他们只是政府官员，他们所具有的科学知识比较有限，和普通人差不多。而这类人群也频繁使用“齿轮”，说明这个词在当时不仅仅是个专业用词，也是一个普通用词了。
“齿轮”这词后来还传到了日本，写成“歯輪”（しりん）。但这个词后来在日本逐渐冷落，因为日语中表示齿轮另有一词，即“歯車”（は ぐるま ），这个词十分常用。而且“歯車”这词经改写，成为“齒车”后，还在汉语中出现过。但是，“齒车”只是昙花一现，很快就淘汰了。
三 结语
轮缘上有许多齿是齿轮最显著的特征，所以拉丁语用rota dentata（rota[轮子]+dentata[牙齿的]）来命名，而汉语按这个词组的结构仿译，产生了“齿轮”。由于构词理据恰当，rota dentata和“齿轮”这两个名称就被人们接受。虽然后来拉丁语逐渐衰落，rota dentata也已淡出，但是“齿轮”和德语中的Zahnrad、意大利语中的ruota dentata一样，带着拉丁语的印记保留了下来。现在“齿轮”这词在汉语中很常用，而且它还是科学技术中的一个标准术语。
作者简介：黄河清（1958—），男，香港中国语文学会研究员，现任香港《语文建设通讯》编委。主要研究近现代汉语中受外来文化影响而产生的词语。编有《近现代汉语辞源》（上海辞书出版社，2020），此书为国家出版基金项目。作者通信方式：huang.1958000@163.com。