Du Shi (, d. 38) was a Chinese hydrologist, inventor, mechanical engineer, metallurgist, and politician of the Eastern Han Dynasty. Du Shi is credited with being the first to apply hydraulic power (i.e. a waterwheel) to operate bellows (air-blowing device) in metallurgy. His invention was used to operate piston-bellows of the blast furnace and then cupola furnace in order to forge cast iron, which had been known in China since the 6th century BC. He worked as a censorial officer and administrator of several places during the reign of Emperor Guangwu of Han. He also led a brief military campaign in which he eliminated a small bandit army under Yang Yi (d. 26).

Life

Early career
Although the year of his birth is uncertain, it is known that Du Shi was born in Henei, Henan province. Du Shi became an Officer of Merit in his local commandery before receiving an appointment in 23 as a government clerk under Gengshi Emperor (r. 23–25), following the revolt against the Xin Dynasty usurper Wang Mang (r. 9–23). However, Du soon after swore his allegiance to Emperor Guangwu of Han (r. 25–57), who is considered the true founder of the Eastern Han Dynasty (25–220).

Censorate officer
Under Emperor Guangwu, Du Shi was appointed as an officer in the Censorate and was in charge of monitoring affairs and upholding law and order within the new capital at Luoyang. When the undisciplined troops of the military officer Xiao Guang (d. 26) ran rampant in the capital city and terrorized its inhabitants without any perceivable action on Xiao's part to prevent it, Du Shi had him arrested. Du had Xiao summarily executed without explicit consent from the throne, sending in a report of the event only after the execution. Guangwu was not displeased with this, as he called him into his court to grant him an insignia which justified his actions. Shortly after this event, the bandit leader Yang Yi (d. 26) caused a major disturbance in Hedong Commandery, which Du Shi was sent to quell. When word of the arrival of Du Shi's forces in the region reached Yang Yi, he planned to flee across the Yellow River. However, Du Shi anticipated this, sending a raiding party to burn the boats Yang Yi intended to use for his escape. After conscripting troops from the Hedong Commandery, Du Shi led a surprise ambush with a cavalry unit that dispersed Yang's bandits and annihilated them.

Administrator
For three years, Du served as a county magistrate in Henan province where his administration gained wide acclaim from provincial authorities. Afterwards, Du distinguished himself as a Commandant in Pei and in Runan. In 31 he was appointed as an administrator over Nanyang. While serving there, he had an array of dykes and canals built for land reclamation and growth of local agriculture. It is here that he also developed a water-powered reciprocator for bellows in smelting cast iron, a machine which reportedly saved an enormous amount of physical labor. It is recorded that the locals were so fond of him that they often referred to him as "Mother Du" and compared him to noteworthy figures of history, such as Shao Xinchen of the Western Han era.

Du Shi was by all means a local administrator, yet he also made recommendations to the imperial court on policy issues. He recommended that the Tiger Tallies system be reinstated. This was a means for imperial authorities to check possible official corruption in the forgery of mobilization of troops for war. Du also nominated several minor officials he deemed worthy as candidates for higher posts in the capital, including Fu Zhang. In a memorial of 37, he urged the court to consider Fu as the next Imperial Secretary.

Death
Du Shi's reputation was damaged in 38 when he was accused of having one of his retainers sent to kill a man out of vengeance for his brother. In that same year, Du became ill and died. Despite Du's long-standing official career, the Director of Retainers Bao Yong reported that no proper funeral ceremony could be arranged for Du, since Du was nearly broke when he died. However, the Emperor had an imperial edict made which granted Du a proper funeral ceremony at his commandery residence in the capital, along with silk to pay for the expenditures.

The Water-Powered Blast Furnace

Book of Later Han account
The engineer and statesman Du Shi is mentioned briefly in the Book of Later Han (Hou Han Shu) as follows (in Wade-Giles spelling):

Donald B. Wagner writes that there is no remaining physical evidence of the bellows which Du Shi used, so modern scholars are still unable to determine whether or not they were made of leather or giant wooden fans as described later in the 14th century.

Spread of Use

The historical text Sanguo Zhi (Records of the Three Kingdoms) records the use of both human labor and horse-power to operate metallurgic bellows of a blast furnace before water-power was applied. It also records that the engineer and Prefect of Luoling Han Ji (d. 238) reinvented a similar water-powered bellows that Du Shi had earlier pioneered. Two decades after this, it is recorded that another design for water-powered bellows was created by Du Yu (222–285). In the 5th-century text of the Wu Chang Ji, its author Pi Ling wrote that a planned, artificial lake had been constructed in the Yuanjia reign period (424–429) for the sole purpose of powering water wheels aiding the smelting and casting processes of the Chinese iron industry. The 5th-century text Shui Jing Zhu mentions the use of rushing river water to power waterwheels, as does the Tang Dynasty (618–907) geography text of the Yuanhe Jun Xian Tu Chi, written in 814 AD.

Although Du Shi is the first historical figure to apply water power to metallurgic bellows, the oldest extant Chinese illustration depicting such a device in operation can be seen in a picture of the Nong Shu, printed by 1313 AD during the Yuan Dynasty (1271–1368) of China. The text was written by Wang Zhen, who explained the methods used for a water-powered blast-furnace (Wade-Giles spelling):

See also
Antipater of Thessalonica
List of Chinese people
Trip hammer

Notes

References
de Crespigny, Rafe. (2007). A Biographical Dictionary of Later Han to the Three Kingdoms (23-220 AD). Leiden: Koninklijke Brill. .
Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 4, Part 2. Taipei: Caves Books, Ltd.
Wagner, Donald B. (2001). The State and the Iron Industry in Han China. Copenhagen: Nordic Institute of Asian Studies Publishing. .

External links
History of waterwheels

38 deaths
Chemists from Henan
Chinese civil engineers
Chinese hydrologists
Chinese inventors
Chinese mechanical engineers
Chinese metallurgists
Engineers from Henan
Han dynasty government officials
Hydraulic engineers
Physicists from Henan
Political office-holders in Henan
Politicians from Xinxiang
Year of birth unknown
두시(, 생년 미상 ~ 38년)는 중국 후한 말기의 수리학자, 발명가, 기계공학자, 야금학자, 정치인이다. 두시는 야금학에서 풀무(공기 분사 장치)를 작동시키기 위해 수력(물레방아)을 용한 최초의 사람으로 인정받고 있다. 그의 발명품은 기원전 6세기부터 중국에서 알려진 무쇠를 제련하기 위해 용광로에서 풀무를 작동시키는 데에 사용되었다. 그는 한 광무제 시대에 여러 곳에서 시어사와 행정관으로 일했다. 그는 또한 양이 휘하의 소규모 도적군을 제거하는 짧은 군사 작전을 이끌었다.

생애

생애 초반 
그의 출생 연도는 불확실하지만 두시는 허난성 하내군(河內郡, 현재의 신샹시)에서 태어난 것으로 알려져 있다. 두시는 신나라의 왕위 찬탈자인 왕망(재위 9년 ~ 23년)에 대한 반란 이후부터 23년에 한 경시제(재위 23년 ~ 25년) 휘하의 관리로 임명되기 이전까지 지방 사령관을 역임했다. 그러나 두시는 곧 후한(25년 ~ 220년)의 진정한 시조로 여겨지는 한 광무제(재위 25년 ~ 57년)에게 충성을 맹세했다.

시어사 
두시는 광무제 치하에서 시어사(侍御史)로 임명되었는데 후한의 새로운 수도가 된 뤄양시에서 사무를 감시하고 법과 질서를 유지하는 일을 맡았다. 26년에는 소광(蕭廣)이 지휘하는 규율 없는 군대가 수도에서 횡행하고 그것을 막기 위한 어떠한 눈에 보이는 행동도 없이 주민들을 공포에 떨게 했을 때 두시는 그를 체포했다. 두시는 소광에게 왕위의 명시적인 동의 없이 즉위를 명령했고 처형 후에야 사건에 대한 보고서를 제출했다. 광무제는 두시의 행동을 정당화하는 휘장을 전달하기 위해 그를 궁정으로 불러들였기 때문에 이를 불쾌하게 여기지 않았다. 이 사건 직후에 26년에는 도적 두목인 양이(楊異)가 두시를 보내서 진압한 하동군에 대규모 소요 사태를 일으켰다. 두시가 이끄는 군대가 양이 일당이 장악하고 있던 지역에 도착했다는 소식이 전해지자 양이는 황하를 건너 도망칠 계획을 세웠다. 그러나 두시는 이를 예상하고 습격대를 보내 양이가 도망치려고 했던 선박들을 불태웠다. 두시는 하동군에서 군대를 징집한 다음에 기병 부대와 함께 기습적인 매복을 이끌어 양이가 이끌던 도적들을 해산시키고 전멸시켰다.

행정관 
두시는 3년 동안 허난성에서 행정관으로 근무했으며 지방 정부로부터 폭넓은 찬사를 받았다. 그 후에 패군, 여남군에서 사령관으로 두각을 나타냈고 31년에 남양군 태수로 임명되었다. 그는 남양군에서 복무하는 동안에 토지 개간과 지역 농업의 성장을 위해 건설된 일련의 제방과 운하를 갖고 있었다. 그가 무쇠를 제련할 때에 풀무를 위한 수력 왕복 장치를 개발한 곳도 남양군이었는데 이 기계는 엄청난 양의 육체 노동을 절약했다고 한다. 현지인들은 그를 '어머니 두시'라고 부를 정도로 좋아했고 전한 시대의 소신신(召信臣)과 같은 역사적으로 주목할 만한 인물들에 비유했다고 기록되어 있다.

두시는 어느 모로 보나 지방 행정가였지만 정책 문제에 대해서는 후한 조정에 건의하기도 했다. 그는 부절(符節) 제도를 복원할 것을 권고했다. 이것은 전한 조정이 전쟁을 위한 군대 동원령 문서 위조에 있어 일어날 수 있는 관청의 부패를 확인하기 위한 수단이었다. 두시는 또한 자신이 수도의 고위직 후보자로서 가치가 있다고 생각하는 몇몇 소수의 관리들을 지명했다.

죽음 
두시의 명성은 38년에 형에 대한 복수심으로 가신들 가운데 한 명을 보내 사람을 죽이게 한 혐의로 인해 손상을 입었다. 두시는 같은 해에 병에 걸려 사망했다. 두시는 오랜 공직 경력에도 불구하고 사망했을 때에 거의 부서진 상태였기 때문에 보융은 두시를 위한 적절한 장례식이 준비될 수 없었다고 보고했다. 그러나, 황제는 칙령을 내려 수도에 있는 그의 사령관 관저에서 적절한 장례식을 허락했고 그 비용을 지불하기 위한 비단도 허락했다.

수력 용광로

《후한서》에서의 등장 
기술자이자 정치가인 두시는 《후한서》(後漢書)에서 다음과 같이 간략하게 언급되어 있다.

도널드 B. 바그너는 두시가 사용한 풀무에 대한 물리적 증거가 남아있지 않다고 기록했는데 현대 학자들은 14세기 후반에 기술된 것처럼 풀무가 가죽으로 만들어졌는지 아니면 거대한 나무 부채로 만들어졌는지 아직도 확인할 수 없다고 밝혔다.

사용의 확산 

《삼국지》는 수력이 사용되기 전에 용광로에서 야금 풀무를 작동시키기 위해 인간의 노동력과 마력을 모두 사용했다고 기록하고 있다.. 또한 삼국 시대 조위의 관료인 한기(韓曁)가 이전에 두시가 개척했던 것과 유사한 수력 풀무를 재창조했다고 기록하고 있다. 그로부터 20년 후에 두예(杜預, 222년 ~ 285년)가 수력을 이용한 풀무의 또 다른 디자인을 만들었다고 기록되어 있다. 5세기에 지어진 《수경주》(水經注)는 물레방아에 동력을 공급하기 위해 흐르는 강물을 사용한다고 설명했으며 814년에 지어진 《원화군현도지》(元和郡縣圖志)를 비롯한 당나라 시대의 지리학적 문헌도 그러하다.

두시는 야금 풀무에 수력을 적용한 최초의 역사적 인물이지만 현존하는 가장 오래된 중국의 삽화는 원나라(1271년 ~ 1368년) 시대에 인쇄된 《농서》(農書)의 삽화에서 볼 수 있다. 이 문헌은 왕정(王禎)에 의해 쓰여졌는데 왕정은 물로 작동하는 풀무를 사용하는 방법을 설명했다.

각주

참고 문헌 
 de Crespigny, Rafe. (2007). A Biographical Dictionary of Later Han to the Three Kingdoms (23-220 AD). Leiden: Koninklijke Brill. .
 Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 4, Part 2. Taipei: Caves Books, Ltd.
 Wagner, Donald B. (2001). The State and the Iron Industry in Han China. Copenhagen: Nordic Institute of Asian Studies Publishing. .

외부 링크 
  History of waterwheels

기원전 1세기 출생
38년 사망
후한의 정치인
신샹시 출신
중국의 발명가
중국의 토목공학자
중국의 기계공학자
수문학자
금속공학자