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1、中国古代科技中国古代科技是中国古代文化的一个重要组成部分，认识和了解中国古代科技对于全面认识和欣赏中国古代文化传统，全面认识和了解中国古代文化经济和社会，都有重要的作用和意义。为此，下面准备扼要、简明地介绍一下中国古代科技辉煌的成就和主要的缺陷，让大家对中国古代科技文化有较全面的了解。一、辉煌的成就(一)四大发明当我们谈及辉煌的中国古代科技成就时，自然就会想到四大发明。的确，造纸、火药、指南针、印刷是古代人类最伟大的发明，它们对于整个古代经济和社会全面发展起了巨大的作用，大大加速了整个人类文明的发展进程。这不单是古代中国人的骄傲，也是古代人类的光荣。1造纸人们说到造纸，往往都说是东汉时蔡伦发明
2、的。但这并不很准确，事实上，在蔡伦之前已出现植物纤维纸。1957年西安市东郊的灞桥出土了公元前二世纪的古纸，世称灞桥纸。这是中国古代最早发明的纸。经鉴定，该纸是以大麻和少量苎麻的纤维为原料制成的。制作技术较原始，质地粗糙，还不便于书写。根据考古发掘的资料分析推测，这类造纸技术极可能源于丝织手工业的漂絮技术。这类纸都极为粗糙，非常难于抄写。在纸出现前，人们都是用龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍以及缣棉等材料书写文字记事的。随着社会经济和文化的发展，需要书写记事的材料越来越多，但是简牍笨重、缣棉昂贵，灞桥纸等粗糙难写。社会迫切需求一种轻便、便宜、便于书写的纸张，正是在这样的背景下，汉和帝时负责监制御用
3、器物的太监蔡伦进行了大胆的试验和革新，在原料上除使用破布、旧鱼网等破旧麻类外，还采用了来源极广的树皮，工艺上除了淘洗、碎切、泡沤工序外，据出土纸张考察，极可能还用石灰进行碱液烹煮，既加快了纤维的离解速度，又使植物纤维分解得更细更散，大大提高了生产效率和纸的质量。公元105年蔡伦把这种纸献给汉和帝，自始天下称之为“蔡侯纸”。这一技术得到迅速推广，至东汉末年，造纸业已形成一个独立的手工业部门。不久，我国制造的纸就远销到国外许多地区。直到十八世纪前，世界各地都沿用我国的造纸技术。蔡伦的造纸技术极大的推进了我国和世界文化事业的发展。2火药火药是中国古代伟大的发明。火药的发明源于炼丹术，炼丹材料往往都有
4、硫磺、硝酸钾、炭等材料，这正是火药的基本成份。这些材料在一定的条件下，达到一定的比例时，就具备了火药的特性，如可燃、可爆等。中国古代有一本炼丹术的重要着作诸家神品丹法，里边就载有唐初孙思邈的“伏硫磺法”，谈到把硫磺、硝酸钾和炭混合炼制火药的新方法。其中说到操作时要把盛放药物的锅子放入地坑中，四面以土充实。这样做极可能是为了避免爆炸伤人。此外，唐末“真文妙道要略”还记载了一次火药爆炸造成的事故。可见，唐代人们已初步认识到火药这种东西的制造方法及其特性。在北宋初年火药技术已较完备，并开始使用在军事方面。最初研制推广了火箭、火球、火蒺藜等火药武器。稍后，曾公亮、丁度等人编着的武经总要中记录了多个制造
5、火药的处方，根据不同的军事需要，配制不同的火药。比如有所谓毒药烟球火药法，蒺藜火球火药法，火炮火药法等等。这些处方非常具体、详尽、实用，这些处方与后世黑火药的处方已十分接近。自宋初开始，火药应用于军事上。宋元时期许多史料都有关于火炮的记载。北宋末年，在宋、金战争中发明了“霹雳炮”、“震天雷”等杀伤力较大的火炮。据金史记载，“震天雷”威力很大，火药发作声如雷震，热力达半亩之上，人与牛皮皆“碎迸无迹，甲铁皆透”。到了元初，出现了铜铸火铳，它具备了炮的雏型，有较大威力。中国历史博物馆珍藏的元朝至顺三年（1332年）铜火铳是已发现的世界上最古老的铜铳。明代以后，火药兵器有了更大发展，出现了具有手榴弹、
6、地雷、水雷等现代武器雏形的兵器，以火药作为推进动力运送火药至敌方爆炸的火箭也出现了。火药及其武器最初是被宋兵使用，稍后，金兵也研制发展了自己的火药武器。蒙古人是在同金兵的战争中俘虏了金国工匠之后也掌握了火药及其武器，并且在西征时把火药传到阿拉伯。欧洲人是在十三世纪从阿拉伯人那里知道了火药，他们学会制造火药是在十四世纪中期以后的事。火药的发明开始了军事方面的一场具有历史意义的技术和战术革命，各种各样的火器被制造出来了，火器的强大威力改变了战争的面貌，改变了军队的编制、战法和整个指挥系统。火药的发明对经济、社会生产和文化娱乐也起到巨大的促进作用，有不可估量的意义。3指南针指南针是中国古代伟大的发明
7、。虽然指南针产生于宋代，但指南针的前身司南，早在战国时已被发明了。据韩非子记载，“先王”就能以天然磁石制成磁勺司南，以指示方向。汉代王充在论衡中也论述到了指南勺。它是以磁石琢成的勺状物，底部圆滑，把它放在铜制的严盘上，勺柄即能指示出南北方向。在宋代以前，中国对外活动基本上是在陆路进行。对于陆路旅行，太阳和地面各种标记物足可使人不迷失方向，所以指示方向的器具的重要性就没有凸现出来，司南等指示方向的仪器基本没有什么大的发展。到了宋代，通往西域的道路被西夏阻断，通朝鲜的陆路被辽金先后阻断，东南海上的航路便成为同朝鲜、日本、印支、印度和阿拉伯世界交往和商贸活动的主要通道。在茫茫大海，晴朗天气可利用太阳
8、、月亮、星辰来判别方向，但在阴暗天气就要依靠指南器具了。由于司南勺费时费力且不实用，于是实用的指南针就登场了。宋代沈括在梦溪笔谈中详细记载了当时几种指南针的构造。第一种是“水浮法”，就是把灯芯草剪成几小段，横穿在指南针上，让指南针浮在水面上。第二种是把指南针放在指甲上，叫做“指甲旋定法”。第三种是把指南针放在碗边上，叫做“碗唇旋定法”。第四种是把指南针用线吊起来，叫做“缕旋法”。此外还有所谓“指南鱼”，就是把人造磁铁片做成鱼形，放在水面上指示方向。由于宋代期间与阿拉伯地区海上往来频繁，指南针很快就传到阿拉伯地区，其后又传到了欧洲。欧洲关于指南针的记载最早见于1190年。指南针的应用使人类获得了
9、全天候航行的能力，人类第一次得到了在茫茫大海上航行的自由。从此陆续开辟了许多新航线，缩短了航程，加速了航运的发展，促进了各国人民之间的文化交流与贸易往来。指南针的发明和应用是我国人民对于人类的重大贡献。4印刷术印刷术是中国古代又一伟大发明。印刷术的发明对于文化、教育、科技的宣传普及，对于行政公文的颁布和发送，有不可估量的意义。在印刷术发明之前，人们在进行文化学习时首先要互相传抄教材，这样做费时费力，而且容易出错。为了提高效率，避免抄错，汉灵帝的大臣蔡邕借图章的办法，把文章刻在石上，再涂上墨，然后用纸拓印就成为书了。这是最早的印刷术。但是，拓印有很大局限性，不仅费时费力，且难于存放保管。到了隋唐
10、时期，随着经济、社会、文化等的迅猛发展，对印刷品的需求越来越大，石板拓印根本无法满足社会的需求。当时的印刷品主要有三方面，一是宗教宣传品。隋唐时期佛教盛行，佛像、佛经需求量很大。二是刻印诗集、音韵书和教学图书。唐代诗歌盛行，流传甚广，男女老少十分喜爱。三是历法、医药等书籍的印刷。唐代农业已有很大发展，各地农村出于掌握农时的需要，民间刊印的历法书十分盛行。医药在唐代也得到发展，有关书籍也大量刊印发售。另外科举考试已制度化，社会对书籍需求非常大。这时，雕板印刷术应运而生。把文字刻在木板上较之刻在石板上容易得多，储存和印刷方便得多，缓和了当时社会对印刷品的供需矛盾。在唐代的基础上，宋代的雕板印刷术更
11、加发达，达到鼎盛。宋代刻工技术优良，纸墨装潢精美，后世藏书家对宋版书十分珍视。宋初，最艰巨的雕板工程是太祖开宝四年（公元971年）于成都开始板印全部大藏经，计1076部，5048卷，历时12年才雕印完工，雕板有13万块。可见，雕板印刷虽然是印刷术中一项重大的技术发展，但仍然是费工费时。大部分的书往往要花几年时间才能完工，存放版片又要占用大量地方。印量少又不重印的书，版片印完后便成废物。人力、物力、时间都造成了浪费。宋仁宗庆历年间（1041年-1048年）平民毕升创造了活字印刷术，从根本上解决了雕板印刷的缺点。毕升用胶泥制成泥活字，一粒胶泥刻一个字，经过火烧处理使之变硬，成为供排版用的活字粒。毕
12、升的活字印刷术以边上有框的铁板为版，铁板上放入松香、蜡以及纸灰的混合物。排版时字粒就排放在铁板上，排满一版即在火上加热。松香、蜡等遇热融化，然后用手板将排好的活字粒压平，冷却后便成为可供印刷之用的字版。印完后，松香、蜡再加热融化，将活字取出以备再用。毕升活字印刷术的基本原理与二十世纪盛行的铅字排印方法完全相同。它较之雕板印刷既能节省费用，又能缩短印刷时间，非常经济方便。不仅在中国，在世界印刷技术史上也是一个伟大的创举，影响十分深远。(二)在科学技术广泛领域涌现的杰出成就中国古代科学技术除四大发明外，在冶金、机械、建筑、农学、医学、数学、物理、化学等方面也取得极其辉煌的成就，这些成就往往比西方早
13、几百年甚至上千年就产生出来，为中外科学技术史学者称颂。1.中国古代冶金技术的突出成就中国古代冶金技术杰出成就集中体现在以下五方面：炒钢和百炼钢技术所谓炒钢就是将生铁加热成半液体、半固体状态（即溶融状态），再进行搅拌。利用空气或铁矿粉中的氧进行脱碳，以获得熟铁或钢的技术。所谓百炼钢就是以炒钢作原料反复加热折迭锻打而成的钢。从出土文物分析，炒钢和百炼钢最迟在东汉前期已被普遍使用。这种炼钢技术大大提高了铁器品质，促进了社会生产的发展。而欧洲一直到十八世纪中叶才发明这种技术，比中国晚了一千九百年左右。球墨铸铁技术所谓球墨铸铁技术就是将存在于铁内的片状石墨变成球状，以提高铸铁的机械性能。这种技术不仅在铁
14、的冶炼技术方面有重大意义，而且对机械制造业也有重大的推进作用。从出土文物分析，最迟在汉魏时期中国铁匠已掌握了初步的球墨技术，而西方直到二十世纪中前期才发明了该项技术。使用风箱和煤炭冶炼技术在宋元时期中国铁匠冶炼时已使用木风扇，后来又发展成木风箱，大大提高了冶炼炉的效率，并提高了产量。西方在五六百年之后才出现木风箱鼓风技术。在宋代中国铁匠已懂得用煤炼铁，不仅效果好，而且节省大量木炭，而西方直到十八世纪才懂得用煤炭冶炼铁。灌钢技术所谓灌钢就是将熟铁条盘卷起来，夹放适量生铁，用泥封裹以防止加热时氧化脱碳。然后烧炼，再加以锻打，使碳分布均匀，于是就得到高硬度、性能较好的钢。灌钢技术在钢铁冶炼发展史上有
15、重要意义。最早的炼锌技术宋应星在天工开物中已有关于冶炼锌的详细记载。锌的冶炼是比较困难的。因为氧化锌还原为锌的温度达1000以上，比锌的沸点907还要高，如果技术设备没有达到一定的水平，是很难得到大量的金属锌的。我国是火法炼锌最早的国家，最迟在宋代已冶制铜锌合金即黄铜了。而欧洲在十六世纪上半叶才从中国学到炼锌技术。2.中国古代辉煌的机械技术中国古代机械技术的水平可以从下面两方面体现出来：纺织机械中国古代纺织机械经过汉代、唐代的发展，到宋代走向定型化，达到比较高的水平。不仅有手摇纺车、脚踏三锭纺车，还出现了用水力发动的多锭纺车，利用水力和畜力。不仅效率高，而且产品的质量相当好。天文机械宋代天文仪器不仅形式多样，而且量多体大。例如从995年到1092年先后造了5架巨型浑仪，每架用铜均达两万斤左右。1088年苏颂、韩公廉等人制成的水运仪象台更是一座大型的、巧夺天工的仪器。它高36.65尺（约12米），宽21尺。仪象台一边的枢轮是原动轮，由水力推动，枢轮轮边有36个水斗和钩状铁拨子，顶部更附设一组杠杆装置，起控制枢轮定速转动的作用。此外，仪象台还有昼夜机轮，它相当于时钟，前有几层木阁，通过击钟、鼓、钲或出现木人等形式，能自动地显示时刻。这个昼夜机轮地轴还同设在木阁上边的一座浑象相接，使浑象的运行同一天时间的运行协调，使仪器星座位置能与天象相和。仪象台的顶部是露台，也设浑仪，它同样是通
