工业革命以前，人类生产活动主要依赖人力、畜力和水力、风力等自然力。但不同时期或不同地区上述三种能量的使用并不平衡，中世纪英格兰不仅将畜力从军事活动和运输业推广到农业和运输业，而且对自然力的利用也达到了前所未有的水平。美国著名技术史学家怀特的研究表明，中世纪发生过一场动力革命。如他所言，从12或11世纪起，在需要大量动力和人的劳动可以被替代的地方，畜力、水力和风力等非人类动力迅速取代了人力。①中世纪英格兰工业机械化以水力和风力作为主要动力，数以万计的水车(waterwheel)和风车(windwheel)既构成地貌上的重要景观，也像工业时代的烟筒一样成为工业机械化的独特标志。不过，中世纪英格兰工业机械化的行业发展并不平衡，经营方式的变革也起步较晚，过分乐观或简单化的评判并不符合历史实际。有鉴于此，本文试图系统全面地考察中世纪英格兰工业中水力和风力机械的应用状况和经营方式，客观评估它们的发展成就与历史局限。
    一、水力磨坊和风力磨坊的推广磨面的历史非常悠久。史前时代以来，磨面属于妇女的家务劳动，使用十分简陋的工具，如杵(pestle)、臼(mortar)和石碾子(stone roller)等。公元前2或3世纪，地中海流域(可能在意大利)发明了旋转磨盘(revolving millstone)，由人工转动(即手推磨，hand-mill or quern)。尽管后来古罗马存在大量奴隶劳动，但这种新发明第一次使畜力(通常为马或驴，因而古罗马同时存在马拉磨和驴拉磨)替代人力磨面成为可能。旋转磨盘的出现距最早的磨面机器--水力磨坊(watermill)的产生仅有一步之遥。水力磨坊起源于公元前1世纪的东地中海地区，后经希腊人传入意大利。②水力磨坊中的磨盘依靠水车提供动力，水车分为卧式和立式两种，后者又有下冲式和上冲式之分，动力一般可达3马力，是驴拉磨的6倍。③水力磨坊的出现促进了工匠的分工，磨坊主(miller)应运而生。罗马城的磨坊主成为拥有自己行会和作坊的工匠，表明磨面成为工业。④最新研究表明古代和中世纪早期水力磨坊在西欧广为传播。据考古发掘，罗马帝国时期水力磨坊流传开来。公元3世纪或更早，罗马帝国西部水力磨坊的数量超过其他地区。中世纪英格兰的水力磨坊出现于罗马不列颠时期，肯特郡、埃塞克斯郡、汉普郡、威尔特郡和哈德良长城确认或发掘出8座罗马统治时期的水力磨坊。然而，与早期法兰克王国水力磨坊的延续和发展不同，长达一个半世纪的盎格鲁撒克逊人的征服战争导致水力磨坊在不列颠失传。阿塞尔伯特法律表明，肯特的国王们使用女奴隶磨面，其臣民们也是如此。中世纪英格兰最早的水力磨坊出现在肯特王国(可能由大陆传入)。肯特国王阿塞尔伯特于762年发布的一份特许状中提到查特(Chart)村一处已经存在的水力磨坊，后来的特许状经常涉及水力磨坊。肯特王国的水力磨坊首先在英格兰东南部传播开来，然后又从东南部推广到英格兰各地。⑤水力磨坊的推广可以说是1086年以前4个世纪英格兰“最辉煌的经济成就之一”，“但是它(在当时--引者注)完全没有被记载下来”。⑥后世学者只能根据《末日审判书》的记载去估计盎格鲁撒克逊后期水力磨坊的数量。玛格丽特·T.霍金认为，《末日审判书》记录了5624个水力磨坊。⑦伦纳德不满意霍金的估计，因为《末日审判书》经常提到水力磨坊，可以说它在英格兰大多数地区随处可见。在那些具备水力资源的地方，一个村庄拥有一个或更多的磨坊，因而该数据“几乎肯定太低了”。⑧达比的研究证实了伦纳德的看法，不过他认为，由于《末日审判书》中经常记载某某人持有几分之一的水力磨坊，即许多磨坊由两个或更多人持有，因而我们无法确切地知道水力磨坊的数量。尽管如此，根据它们的价值，《末日审判书》中水力磨坊的总数已经超过6000个(具体数字为6082个)。据统计，当时英格兰超过1/4的定居点拥有一个或几个水力磨坊，平均而言，英格兰每千户拥有25个(即每50户使用1个)。当然，各地水力磨坊的分布并不平衡，康沃尔郡每千人只有1个，德文郡有7个，而萨默塞特郡每千户则有34个，多塞特郡有43个，威尔特郡有50个。如同古罗马水力磨坊一样，中世纪水力磨坊也需要专业人员操作磨面。不过，《末日审判书》中只有几个郡记录了磨坊主或磨坊管理者(mill-keeper)，其他地方可能将他们列入其他人群。⑨盎格鲁撒克逊中后期磨坊的大量涌现和磨坊主的产生标志着碾磨业的专业化，妇女垄断磨面的传统在11世纪已经消失，从此妇女有了更多时间从事生产性的家内和农业劳动，饲养牲畜，酿造啤酒和麦酒。⑩并非所有地方都能建设水力磨坊，12世纪晚期风车的发明解决了自然条件不适宜地区的机械磨面问题。1185年英格兰的文献同时记录了两个风车，一个是约克郡东赖丁的威德利(weedley)庄园的风车，另一个是奇切斯特主教西弗里德三世1180年后在安伯利(Amberley)庄园建设的风车。第三个风车出现在约1187年白金汉郡的丁顿(Dinton)庄园，此后风车的数量迅速增加，12世纪90年代的文献记录了20余处风车。现有证据表明风车出现在12世纪80年代。鉴于12世纪60年代开始的拉姆齐修道院各庄园的地产调查以及1189年格拉斯顿伯里修道院的庄园调查中都没有使用风车的记载，因而英格兰第一个风车的建造时间可能不会早于1185年。风车的发明地点也尚无定论，1200年前，北海和英吉利海峡两岸(英格兰南部和东部沿岸，佛兰德尔和法国北部)均发现了风车。这些地方的风车起源于当地，而非南欧、东欧或亚洲。不仅如此，西北欧风车的起源地也不在大陆，而很可能是英格兰缺少水力资源的东盎格利亚地区。(11)13世纪风车的建设风起云涌，如火如荼，截至1300年，英格兰已建成4000座风车，填补了那里缺少水力资源地区机器磨面的空白。风车在英格兰东部十分流行，当地适宜为水车提供动力的河流较为匮乏。相反，在水利资源十分丰富的北部和西部则较少建设风车。(12)风车造价低廉，一般为10-20英镑，只及水车的一半，这也是其快速推广的重要原因。
    1300年英格兰的人口和经济处于中世纪的峰值，受上述需求的拉动，水力和风力磨坊数量也达到历史最高水平。霍尔特认为，1300年，英格兰磨坊数量在10000和12000座之间。(13)戴尔认为，1300年，英格兰的水车和风车总数大概超过10000座，增加的部分中既有水力磨坊，也有12世纪末引进的风力磨坊和漂洗机(fulling mill)。(14)兰登在对西米德兰水车和风车进行研究后认为下限为10000座，上限可达15000座。(15)但后来他改变了看法，认为1300年英格兰水车和风车的数量约为10000座。他还特别强调，10000座水车和风车这个数据更可靠，而决非他曾提出的上限15000座，甚或霍尔特的最高估计12000座。(16)由此，12世纪末到13世纪，磨坊在英格兰基本得到普及，诚如贝内特所说：“我们有把握认为，当时每个村庄(以及几乎每个庄园)都有一个或多个碾磨各种谷物的磨坊，除非是领主为了私利，都要求将谷物集中在一个磨坊里碾磨，以此来减少成本。”(17)怀特也认为，“在整个中世纪里水车比教堂更加普遍”。(18)诚然，直到中世纪晚期手推磨也没有完全消失，但它们的重要性已明显下降。1300年，英格兰仅有20％的谷物继续依赖手推磨和马拉磨碾磨，而水力磨坊和风力磨坊则完成80％。(19)换言之，机器磨面取得压倒性优势，4/5的谷物由机器碾磨。