水排，利用水流冲击水轮，通过连杆传动，将旋转运动转化为往复运动，带动皮囊持续鼓风，是世界上最早的水力冶铁鼓风机械。其发明取代了此前耗费大量人力畜力的人排、马排，提高了炉温和冶铁产量，推动了生铁冶炼的普及以及农具、兵器的大规模铸造；其连杆传动机构，堪称古代机械史上的重要创举。
水排初创于东汉。公元31年，杜诗任南阳太守，结合当地冶铁经验与水碓舂米技术，创制初代水排，首次以水力替代人力、畜力鼓风。冶铁效率为马排的3倍，主要用于铸造农器，是世界上最早的水力鼓风冶铁装置。
三国时期，监冶谒者韩暨针对当时人口锐减、劳力不足的现状，改良水排结构，并大力推广至魏国官营冶铁作坊，彻底淘汰低效的人排、马排。改良后的水排可不间断生产，冶铁收益大幅提升，为当时兵器制造提供了充足的铁料保障。
两晋南北朝时期，水排冶铸技术普及到各地作坊，不再局限于中原核心区域。水力机械技术快速发展，西晋杜预发明连机水碓，北魏崔亮在洛阳大规模建造水碾磨，水排的曲柄连杆传动原理被大量复用，进一步优化了鼓风的稳定性和持续性。
隋唐是水排应用的拓展阶段，其核心技术从冶铁领域向外延伸，与同期普及的水磨、水碓技术深度融合。唐代关中地区水碾磨数量激增，甚至挤占灌溉水源，朝廷曾一次性拆除80余座违规私建的水力作坊，侧面印证了当时水力机械技术的成熟与民间的普及程度。
宋元为水排技术的集大成时期。北宋传统皮橐（tuó）水排逐步退出主流冶铁场景，但水力机械技术步入全盛阶段。元代王祯在《农书》中完整复原、详细记载了一度失传的水排构造，明确将其分为立轮式和卧轮式两种成熟结构。同一时期，水转大纺车、水轮三事等复合水力机械相继问世，将水排开创的“水力—旋转运动—往复运动”传动逻辑推广至手工业各领域。
水排技术生命力极强，到20世纪70年代，国内部分偏远地区仍在沿用改良后的水排结构进行小规模冶铁作业。
欧洲直至13世纪才出现水力鼓风冶铁装置，较中国晚约1200年。学术界主流观点认为：欧洲水力鼓风冶铁为独立发展，暂无确凿证据证明源自中国水排西传。但中国水轮结合曲柄连杆、将旋转运动转化为往复运动的机械思想，借丝绸之路的水力机械、冶金技术交流，间接影响了欧亚大陆水力技术发展，这一观点得到中外学者的普遍认同。
（作者系国家教育咨询委员会委员、中国科技馆原馆长）