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第49章 科学技术类(1)

§§§第一节 中国古代科技发明

【蔡侯纸】东汉蔡伦,桂阳人。汉明帝永平末年,他入宫当太监,章帝建初年间当上小黄门,和帝即位,转为中常侍,参与国家机密。和帝永元九年,他奉命监作秘剑及宫中所用其他器械。他很重视工艺学的研究。自古书写大都用竹简和丝绸,丝绸用来写字的时候,就叫做纸。丝绸价格昂贵,竹简又嫌太重,书写都不方便。蔡伦根据民间的经验,用树皮、麻头、破布、鱼网等等在石臼里舂烂了,滤取其纤维造成纸。元兴元年写表进给皇上,得到皇帝的嘉奖。自此以后,造纸用纸便迅速普及开来,大家都把树皮麻头造成的纸叫做:“蔡侯纸”。■/南朝宋·范晔《后汉书·宦者列传·蔡伦》:(蔡伦)以永平末始给事宫掖,建初中为小黄门。及和帝即位,转中常侍,豫参惟幄。伦有才学,……永元九年,监作秘剑及诸器械,莫不精工坚密,为后世法。自古书契多编以竹简,其用缣帛者谓之为纸。缣贵而简重,并不便于人。伦乃造意,用树肤、麻头、敝布、鱼网以为纸。元兴元年奏上之。帝善其能,自是莫不从用焉。故天下咸称“蔡侯纸”。

【巧木匠鲁班】公输般是鲁国著名的能工巧匠,人们又叫他鲁班。鲁班用竹子、木片做材料削成了一只喜鹊,让它利用空气的阻力飞上了天,居然飞了两三天才掉下来,这很可能是最早的风筝。他还为楚国造爬城的梯子,这梯子是折叠起来的,下面有轮子,可以一直推到城下。然后一面爬一面翻,即使很高的城墙也可以翻上去。楚国和越国的战舰在长江中发生战争,越军不利时撤退得很快,因为是顺流而下,楚军不利时,却无法逃过越军的追击,因为要逆流而上。后来公输般为楚军设计了钩拒。这是一种竹篙,在篙头上装上顶针和倒钩。敌船追来时,就用篙顶撑住,不让它接近。敌船退却时,就用钩子钩住,不让它逃跑,另外船上的刀枪都装上与钩拒一样长的柄,不管是防御还是进攻,都可以杀伤敌人,楚国的武器十分适用,越国的武器不适用,楚军因此获得大胜,屡败越国。后来,终于灭亡了越国,将领土扩大到今天的江苏浙江一带。■/《墨子·鲁问》:楚人与越人舟战于江。楚人顺流而进,迎流而退,见利而进,见不利则其退难。越人迎流而进,顺流而退,见利而进,见不利则其退速。越人因此若势,亟败楚人。公输子自鲁南游楚,焉始为舟战之器,作为钩强(拒)之备。退者钩之,进者强(拒)之。量其钩强之长而制为之兵。楚之兵节,越之兵不节,楚人因此若势,亟败越人。……公输子削竹未以为鹊,成而飞之,三日不下。

?【圆周率的发现】三国时魏人刘徽注《九章算术》,认为过去的圆周率近似值过于粗疏,提出用“割圆术”计算,即将圆从圆心至圆周,分割成无限个等腰三角形,到割得不可再割时,各三角形底边的和就会与圆周趋近。用这种办法,他得出了圆周率的近似值3.1416。到南朝宋齐间的祖冲之,更利用他提出的方法,将圆周率精确计算到八位有效数字,即3.1415926与3.1415927之间,并确立了圆周率的分数式,疏率为227,密率为355113,至今公认这个密率的分子、分母是在整数一千以内所能选出的最佳值。■/唐·长孙无忌《隋书·律历志》备数:古之九数,圆周率三,圆径率一,其术疏舛。自刘歆、张衡、刘徽、王蕃、皮延宗之徒,各设新率,未臻折衷。宋末,南徐州从事史祖冲之,更开密法。以圆径一亿为一丈,圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间。密率,圆径一百一十三,圆周三百五十五;约率,圆径七,周二十二。……所著之书,名为缀术,学官莫能究其深奥,是故废而不理。

【曹绍夔懂共振原理】唐代乐师曹绍夔懂得乐声共振共鸣的道理。洛阳有个和尚,由于房里的磬,半夜自己发响,便以为有妖怪作祟,吓得生了病。请人来作法,烧香叩头,画符念咒,什么用处也没有。一到半夜,它还是会自己发声。曹绍夔跟和尚比较熟,听说他生了病,便来看望他,和尚就告诉他这件怪事。这时正好庙里撞钟开饭,这只磬忽然嗡嗡地响了起来,绍夔一听就知道其原因。他便跟和尚开玩笑说:“你明天好好招待我一顿,我给你来除怪。”和尚不怎么相信,但第二天还是准备了一顿好饭菜款待他。饭后。曹绍夔从怀里掏出一把锉,在磬上锉了几处地方,果然,这磬就不再自己响了。和尚问绍夔是什么原因。绍夔说:“这口磬跟庙里的钟,正好合律。(每秒震动次数相同),所以一旦撞钟,这磬就产生共鸣。”和尚这才知道原来不是妖怪作祟,他的病也就好了。■/宋·李昉等《太平广记·乐一》:洛阳有僧,房中磬子夜辄自鸣,僧以为怪,惧而成疾。求术士,百方禁之,终不能已。夔与僧善,来问疾,僧具以告。俄击斋钟,复作声。绍夔笑曰:“明日可设盛馔,当为除之。”僧虽不信绍夔言,冀其或效,乃具馔以待之。夔食讫,出怀中错,键磬数处而去,其声遂绝。僧苦问其所以,夔云:此声与钟律合,击彼此应。僧大喜,其疾亦愈。

【毕升发明活字印刷】我国雕版印书,始于隋唐时代,活字印刷则是从毕升开始。毕升用活字印刷是在宋仁宗庆历年间。他的方法是:用胶泥刻成铜钱厚的字。放在火上烧结待用;再用一块铁板,上面铺上松香、纸灰、蜡熬成的胶垫,这种胶垫见火即融,去火就凝固,且有一定的粘性。要印多大的印张,就用多大的铁框架放在铺有胶垫的铁板上。然后在框内排字,反排正印。板排满了,再用火将胶垫烧融,用一块平板压压平,就可以印了。印完以后,用火熔开胶垫,就可以拆散重排,再印其它的书籍。■/宋·沈括《梦溪笔谈·技艺》:庆历中有布衣毕昇,又为活版。其法:用胶泥刻字,薄如钱唇,每字为一印,火烧令坚。先设一铁版,其上以松脂、蜡和纸灰之类冒之。欲印,则以一铁范置铁板上,乃密布字印,满铁范为一板。持就火场之,药稍熔,则以一平板按其面,则字平如砥。若止印三二本,未为简易;若印数十百千本,则极为神速。……用讫,再火令药熔,以手拂之,其印自落,殊不沾污。

【中国的四大发明】中国的四大发明是指造纸术、印刷术、指南针和火药的发明。它们对世界经济和文化的发展产生了深远的影响。中国是世界上最早发明造纸术的国家。早在公元前2世纪初期,我国就有了纸质松驰的植物纤维纸。公元2世纪,东汉蔡伦创造性地生产出了便于书写的麻类纤维纸和皮纸,中国的造纸术约在7世纪传入日本,8世纪传入阿拉伯,12世纪中叶,又经阿拉伯传入欧洲。中国的雕版印刷术出现于公元8世纪中叶的中晚唐。北宋的毕升发明了活字印刷术。后来,活字印刷术经欧亚大陆北部传入欧洲。中国约在11世纪中叶,开始将人工磁化制成的指南针应用于航海,这项技术先后传入阿拉伯和欧洲。世界上火药的发明权也属中国。中国的火炮火药曾随蒙古大军的远征而传到中亚等地。14世纪初,从阿拉伯传入西欧。■/摘自夏云川等主编《文明足迹》

【从火药到火箭】火药,本来是名副其实的药。人们是为了治病才找到火药的。火药的主要成份是硫黄和硝石。隋唐时代,孙思邈著《千金方》就已经知道用硫黄、硝石杀虫治疥,驱邪魅(灭菌)、长肌肤。并且发明了用“升华”提纯硫黄的方法(伏硫黄法)。晚唐道士郑思远所著《真元妙道要略》中记述了一件事:一次,一个道士将硫黄、雄黄、硝石,分别碾成细末,再用蜂蜜调制成丸,放在丹炉里烧炼。谁知升温不久,便爆炸起火,炼丹人的手和脸炸伤了,连炼丹的房子都烧得精光。郑思远是作为炼丹的经验教训记载这件事的。但不到50年后,即公元970年,冯继昇就使用了真正火药制成的火箭。因为在实战演习中获得成功,得到赵匡胤的重赏。当时的火箭,看来只不过是焰火、花炮之类的东西,但无论如何火药总是被发明出来了。■/元·脱脱等《宋史·兵志(十一)》:(开宝三年五月)时兵部令史冯继升等,进火箭法,命试验,且赐衣物束帛。……(咸平三年)八月,神卫水军队长唐福献所制火箭、火球、火蒺藜,……各赐缗钱。……五年,知宁化军刘永锡制手炮以献,诏沿边造之以充用。■/参摘宙浩《读书得间》,《书与人》1993年第1期。

【中国古代天文学的成就】中国古代的天象观测、历法、天文仪器等都处于世界先进水平。中国在公元前4世纪就有《石氏星经》,记载了120颗恒星的位置,比公元前3世纪希腊人记载的恒星多三分之一。历法是中国最早发明的,中国古代历法使用阳历阴历,包括年月日、节气、日月食预报等历法内容。公元前5世纪初,中国已确定一年为365.25天,这是当时世界上最精确的历法,比希腊人类似的历法早100多年。在天文仪器方面,东汉天文学家张衡发明了观察恒星的浑仪;元朝天文学家郭守敬把浑仪进一步改进,制造了简仪,成了当时世界上最先进的天文仪器,比16世纪丹麦天文学家第谷·布拉赫发明的同类天文仪器早300多年。■/摘自卢继传《科技:强盛之路》