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  [组图]中国古代科学技术成就         ★★★ 【字体:
中国古代科学技术成就
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:13675    更新时间:2012-5-24    
  所以,人们说,算筹是算盘的前身。那算盘是什么时候诞生的呢?这好像还没有谁能说出具体的时间。不过,在一千多年前后汉人徐岳的 《数术记遗》中,已有 “珠算”一词。

  算盘问世最早最确凿的 “视觉证据”,是在北宋著名画家张择端所画的 《清明上河图》中。据有关珠算专家考证,该图左端所画赵太丞药店的柜台上放着一样东西,就是一架算盘。据此可知,早在宋朝,算盘就已在社会中普遍使用。

  元代以后,算盘更风靡于世。上至皇家显宦、豪商巨贾,下至平民百姓、市井小贩,无不家藏户有。

  时至明代,算盘完全取代了算筹。随着算盘的普及应用,一些指导珠算的书籍也应远而生。如徐心鲁的 《盘珠算法》(1573),柯尚迁的 《数学通轨》(1578),等。尤其值得一提的是,程大位撰写的《直指算法统宗》(1592)一书,书内详细记载了珠算的口诀、技巧,被人们称为“商人的《四书五经》”。这本书后来还流传到了日本,成了日本珠算的必备教科书。

  明代初年,中国的算盘流传到日本。现在,日本的山甲市还保留着一把古老的算盘。这把算盘的盖板反面有 “文元子年”的标记。“文元子年”就是中国明英宗正统九年。俄国的算盘,也是由中国传入的。到了 19 世纪 2O年代,算盘又经俄国传播到欧洲。至此以后,算盘便开始走向了世界。

  算盘的式样繁多,著名的收藏家陈宝定先生,共收集古今中外算盘 450多种。中国乃至世界最大的算盘,收藏在天津历史博物馆内。它是清朝末年天津沽衣街算盘作坊制造的,距今已有一二百年的历史。它的长度是按天津达仁堂药店的柜台设计的,为 306厘米,宽则为26 厘米,共有 117档。营业忙时,五六个店员可以同时在大算盘上算账。

  化学先驱——炼丹术

  《周易参同契》这部著作,对于大多数同学来说,是很陌生的。然而,要知道,它却是世界炼丹史上最古的著作。它的作者,便是被人称作神仙的魏伯阳。

  我国的炼丹术有着悠久的历史,它的兴起缘由,是希望找到长生不死的神药。古人们曾经幻想,甚至相信人服了某种神丹妙药,不仅可以升仙化神,与天地齐寿,与日月同辉,而且还能够坐视天下,役使鬼神,举家升仙,无翼而飞,乘云驾龙,上天入地。因此,他们便开始了寻求仙药的活动。

  早在战国,我国就有了关于神仙和不死奇药的传说。

  秦始皇统一中国后,也效法前人,孜孜以求长生不死药。一些方士投其所好,纷纷编织谎言,说东海 “三神山”有仙药,吃了能够长生不死。秦始皇信以为真,随即派人前去寻求。

  海上寻仙求药不得,方士们又转而鼓吹食黄金,饮玉泉,铒云母,服丹砂 (天然红色硫化汞)可以天年永驻,与神仙相会。方士们的话使一些人深信不疑,因而,进入西汉初年,一股求丹药、炼丹药的风气便在整个社会盛行起来,并随着汉武帝的推崇,方士的推波助澜,而越炼越炽。到东汉时,已掀起了一个不小规模的高潮。皇帝在金銮宝殿服 “仙丹”,方士在深山密室炼 “仙丹”,百姓在茅屋田野谈“仙丹”。魏伯阳便是这时期产生的一位炼丹士。他像其他炼丹士一样,在名山幽谷,摆设一些炉、鼎、罐、筛、坩埚、蒸馏器等炼丹工具,用汞、硫磺、铅、砒霜、硝石、云母等,以及一些植物性的药材,炼制红色的丹丸,称为灵丹妙药,来给那些希望长生不老的人们服用。

  魏伯阳不仅善于炼丹,而且总结炼丹经验, 《周易参同契》就是当时的一部集前人炼丹经验之大成的著作。在这部书中,魏伯阳不仅论述了炼丹术的理论基础,还提到了有关炼丹的化学知识。他说,氧化铅能被炭还原为铅;几种不同的金属可以炼成合金;采得汞矿石,可以炼制成红色的硫化汞;黄金不容易氧化,等等。

  魏伯阳之后,到魏晋时期,炼丹术进入了成熟阶段。在这时,出现了《太清丹经》、 《五灵丹经》、《岷山丹法》、《三皇内文天地人》等二百多种丹法、道书。尤其值得一提的是,炼丹家葛洪所著的 《抱朴子》一书。在这部书中,葛洪对炼丹术的指导思想、理论基础,以及当时炼丹术所取得的成果,都作了全面系统的阐述。

  火药与火器

  中国古代的炼丹家们,做梦也没有想到,他们炼丹的副产品 “火药”,竟能成为中国古代的四大发明之一。

  大家知道,火药的主要成分是硫磺、硝石和木炭。在很早的时候,炼丹家们便发现,这三种物质配制烧炼的 “灵丹妙药”非常容易着火,尤其是硫磺,碰火就飞升,难以控制。为了改变这些易燃药物的特性,唐代的炼丹家在前人经验的基础上,发明了 “伏火法”。

  火药的发明,和这硫磺伏火实验有着密切的联系。它表明,当时的炼丹家已经掌握了硝、硫、碳混合点火会发生剧烈反应的特点,因而采取措施来控制反应速度,防止爆炸。其实,如果炼丹家能利用这种特点,火药就会在他们的手中生产出来了。然而,遗憾的是,炼丹家由于认识的局限和自然科学视野的不够开阔,他们仅把自己的炼丹经验,停留在对药料的伏火与配制上,因而,对火药这一重大发明不但没有引起足够的重视,反倒在他们的著作中谆谆告诫人们,在炼丹中要防止硝、硫、炭合炼时所造成的爆炸火灾。伏火法便是预防爆炸起火的一项措施。

  与炼丹家为炼制丹药而进行的 “避害实验”相反,有识之士,尤其是军事家,他们从实际需要出发,大胆地利用硝、硫、炭3种物质合烧后产生的爆炸作用,于是,火药便产生了。

  火药发明后不久,便被人们运用到武器上。

  北京庆历年间,由曾公亮主编的 《武经总要》一书,在描述了多种火药武器的同时,使记下了当时的3种火药配方。它们是:火球火药方、蒺藜火球火药方、毒药烟球火药方。3 种火药配方,都是以硝石、硫磺、木炭为主要原料,再配以其他物质而形成的。它们是我国古代劳动人民,尤其是炼丹家、军事家经过成百上千年的努力探索所取得的丰硕成果。这一成果的正式公布,标志着我国军用火药的研制,已走过了发明阶段,进入了成熟时期,这在兵器发展史上,具有划时代的意义。

  13世纪,中国发明的火药传到了印度和阿拉伯,后来又传到欧洲,以至整个世界。从此,在世界兵器史和军事史上引发了一连串重大的变革。

  造纸和蔡伦

  你每天都在使用纸,读书、写字、看报、作画,但你知道它是什么时候、由谁发明出来的吗?

  千百年来,人们都认为,纸是东汉的宦官蔡伦在公元 105年发明的。其实,早在西汉时期,我国就有了用植物纤维制造的纸。只是当时的纸还很粗糙,质量较低,不便于书写,因而当蔡伦改进了造纸技术,制造了优良的纸张时,人们便把纸的发明权授予了他。而实际上,纸是我国西汉时的劳动人民发明的。

  蔡伦改进了原有的造纸技术,创造性地扩大了造纸的原料来源,为大规模地生产和使用纸开辟了道路。

  在纸发明以前,我国古人曾用过多种物质来作书写材料。先人把文字刻在陶器上,这陶器就是最早记载文字的材料。周代冶金技术发展,王室的一些重大活动常用文字刻铸在钟鼎之上,这青铜器便又成了刻写文字的材料。时值春秋,甲骨文记载文字的材料,逐渐被简牍、缣帛取代。

  简牍与嫌帛作为书写材料,显然比甲骨等适用,但它们 也有不足之处。简牍仍然很笨重。据说,秦始皇每天批阅的简牍的文书,重达 120斤。西汉时,文学家东方朔给汉武帝写了一篇奏章,竟用了三千多根竹简,由两个武士抬进宫中,汉武帝看了两个多月才看完。缣帛倒是轻便,可价格昂贵,一般人是用个起的。

  经过千百年的探索、实践,先人终于从漂絮等活动中受到了启发,发明了这种便利的书写材料,这就是 “纸”。

  蔡伦,是东汉时期桂阳人,这桂阳就是现在的湖南耒阳。他从小就进宫当了太监,到汉和帝时被提升为中常侍,侍奉在皇帝身边,传达诏令,负责管理文书。后来,他又兼任尚方令,掌管皇宫里的手工作坊,专门为皇帝监造各种器具用品。应该说,当时的蔡伦接触诏令、文书的过程中发现,丝帛是书写的好材料,但造价太贵,只适合皇室富户使用,一般人难以问津;而前人造的纸又疙

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