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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:13997    更新时间:2012-5-24    
造的候风地动仪模型。现在这一模型陈列在中国历史博物馆内。

  煤的开采

  公元 1275年的夏天,意大利著名旅行家马可·波罗来到中国。由于受到元世祖忽必烈的赏识,马可·波罗还在元朝廷里当了官员,并在中国整整住了17年。公元 1295年底,马可·波罗返回了威尼斯。他的邻里乡亲除了欣赏他带回去的丝绸瓷器外,还请他讲他在中国遇到的新鲜事。马可·波罗对他们说: “在中国,有一种黑石头,能像木柴一样燃烧,但火力却比木柴强,从晚上烧到早上还不会熄灭。”马可 ·波罗把这件新鲜事写到了他的《马可·波罗游记》中。

  其实,马可·波罗说的这种奇怪的 “黑石头”,就是我们现在使用的煤。在马可·波罗见到煤时,我们中国人用煤作燃料已经有 1000多年的历史了。大约在新石器时代晚期,也就是在马可·波罗之前五千多年前,就认识了煤。

  煤,在我国古代文献中曾被称为石涅、石墨、石炭等。成书于战国时代的 《山海经》,便有这样的记载:“女床之山,其阳多赤铜,其阴多石涅。”女床山就是 “陕西凤翔的岐山”。这段话的意思是说:女床山的南面多产赤铜,山的北面多产石涅,也就是 “煤”。这是古籍中有关“煤”的最早记载。

  早期拿来作为雕刻材料使用的煤,都是取之于露天的。有资料记载和考古发现证明的我国开采煤矿和用煤作燃料,则是西汉的事。司马迁曾著有千古绝唱 《史记》。《外戚世家》部分,司马迁在为窦皇后和她的胞弟窦少君作传时,选择了窦少君为人挖煤,又赶上旧煤坑崩塌,100多人皆死于非命,而唯独他侥幸逃生的典型事例,来反映窦少君的不幸遭遇。然而,司马迁却没有想到,他的这段记载,竟是中国乃至世界采煤的最早记录。1958年至 1959年间,考古工作者在河南巩县铁生沟发掘了西汉中后期的冶铁遗址。结果发现,当时的人们炼铁是用木柴、原煤和煤饼作燃料的。唐宋以后,我国煤的开采和使用更为普遍,而且采煤技术也达到了很高的水平。从河南鹤壁市北宋晚期煤矿遗址中可以知道,当时是先由地面开凿圆形竖井,然后依地下自然煤层的变化开掘巷道。除考古发现外,记载最详的,要算明代宋应星的《天工开物》,书中写道:有采煤经验的人,根据地面上的土质颜色,就能判断出地下是否有煤,然后往下挖掘。挖掘到五丈左右的时候,才能得到煤。刚见煤层的露头,毒气冒出能伤人。但有一种方法能排除毒气。就是将大竹子的中节凿通,削尖竹筒的末端,然后把它插进煤层中,那毒气就能通过竹筒排出了。这样一来,人便可以在煤井下用大锄挖煤了。若井下发现煤层向四面延伸,可随着煤的分布,横打巷道挖取。但巷道要用木板支护,以防崩塌伤及挖煤人。凡是煤层挖采完以后,都要用土把煤井填实。

  宋应星的这段话,不仅记载了怎样找矿、采矿,而且记述了排除毒气和防止塌陷的具体措施。这种措施是很科学的。

  西方关于煤的最早文字记载始于公元315 年,比我国晚了近800 年;而英国则直到公元 13世纪,才开始采煤,比我国晚了 1400多年。

  黑色金子——石油

  石油在我国古代又称石漆、石液、石脂水、石脑油、猛火油。据有关资料记载,我国古代较早发现石油的地方有 3处:陕西延安、甘肃酒泉和新疆库车附近。其中以延安地区为最早。东汉著名史学家班固,在他所撰的我国第一部纪传体的断代史 《汉书·地理志》中说:“高奴,有洧水,可以燃烧。”高奴在今天的延安附近。洧水是延河的支流。这种可燃之物,就是石油。北宋著名科学家沈括,在他的《梦溪笔谈》中,便详细地说明过这“高奴石油”。更有意义的是,他还在文章中首先使用了 “石油”这一名称。

  西晋的张华在他所著的 《博物志》中指出,在酒泉镇延寿县以南的山里,有一种会流出 “泉水”的山岩。流出来的“水”用火一点,它就能燃烧。张华这里所说的 “泉水”,就是从岩石缝中渗出来的石油。北宋时,都城汴京的兵工厂里,还设有 “沥青作坊”和“猛火油作坊”,专门生产石油火器。曾公亮在 《武经总要》中说这种武器,若是击中了人,没有不糜烂的;若是水战,还能烧浮桥、战舰。明朝著名医学家李时珍,在他的 《本草纲目》里,还对石油进行了药理分析,提出了新的药用见解。 《元一统志》记载:“在延长县南迎河有凿开石油一井,其油可燃。……又延川县西北八十里永平村有一井……”《元一统志》是公元 1303年的著作,这表明,至少在600 多年前,我国就已经开始钻井采油了,而在国外,直到1859年,美国才打出了第一口石油井。而且,这也是西方国家的第一口石油井。不言而喻,我国不仅是世界上最早发现和使用的国家,还是世界上最早开凿石油井的国家。这足以让我们为我们的先人感到自豪。

  先进的青铜冶铸技术——司母戊大方鼎

  夏朝至春秋这 1600多年的时间,称为 “青铜时代”。青铜是相对红铜来说的。红铜是纯铜,而青铜则是铜、锡、铅等元素的合金。为什么把铜、锡、铅的合金称为 “青铜”呢?这是由于它以铜为主,而且合金的颜色发青绿色,所以,人们就称这种合金为 “青铜”。

  成书于春秋战国的 《考工记》,便对工匠们在长期的冶炼实践中,逐渐认识到的合金的成分、性能和用途之间的关系,做了全面的总结,并提出了著名的 “六齐”规律。“六齐”就是“六剂”,也就是六种合金配方。这是世界上最早的合金配比的经验性科学总结。

  名闻世界的司母戊大方鼎便代表了青铜时代的青铜冶铸技术水平。

  司母戊大方鼎是在河南安阳发掘出来的。关于它的出土,还有一段插曲:

  1939年3 月的一天夜晚,位于河南安阳武官村的吴氏故园中,人影憧憧,还不时有灯光闪过。只听有人用很低但又很有力的声音说:“大家再加把劲,马上就要挖出来了!”这些人在干什么呢?原来,3 天前,有人说在这里发现了个大宝贝,于是,便找了几十个人来帮忙挖掘。因为当时正是中华民族灾难深重的年代,日本侵略军随时都有可能进村骚扰,所以,村民们不敢白天挖掘,只得晚上悄悄地干。这已经是第三天夜晚了。

  铁锹声又响了一阵,人们终于看清楚了,他们挖的宝贝是一个青铜大方鼎。这么大的东西注哪里放呢?村民们都觉得很难办。一位年长的老者说: “我看这样吧,咱们先用柴草盖起来,谁也不要走漏风声,等找到合适的地方再把它转移走。”

  事情就这样定了。谁知,消息还是传了出去。日本侵略军的头目听说武官村挖到了宝贝,便把村长叫了去,让他赶紧把宝贝给送去。村长一去日本军营,村民们便知大事不好,立即聚集到一块商量对策。最后大家一致决定,把大方鼎再埋入地下。并表示,即使脑袋掉了,也不能让大方鼎落到敌人手里。结果,敌人使尽了毒招,也没有找到大方鼎。

  大方鼎一直在地下埋着,直到日本帝国主义投降后,人们才在 1946年6月,把它重新挖了出来。因大方鼎的内壁上铸有 “司母戊”3 个字,所以人们就称它为 “司母戊大方鼎”。

  学者们考证, “司母戊”的“司”字,意思是“祭祀”。“司母戊”连在一起,便是 “祭祀名字叫做戊的母亲”的意思。长期以来,学术界一直认为,第二十八代商王武乙的妻子叫做 “戊”,因此这大方鼎是武乙的儿子文丁为祭祀母亲 “戊”铸造的。

  司母戊大方鼎作为商代晚期的青铜器则是无疑的。它高133厘米,长100厘米,宽 79厘米,重达875 公斤,是我国现存的最大青铜器,也是世界罕见的青铜器精品。

  青铜器的铸造过程本来就很难,铸造这么个大鼎,更是难上加难。铸青铜器,首先要制作泥范,这泥范就像现在的石膏模。泥范又分内范和外范,熔化的铜汁浇注在内范与外范之间的空隙中,待冷却后,拆毁内落、外范,经磨光修整,便铸造出了所需的青铜器。如果想要花纹,把花纹雕刻在外范上就行。这是铸造一般小件青铜器的方法,而要铸造司母戊大方鼎这一庞然大物,则必须采用多个泥范分别铸造的工艺。人们从大方鼎身上的铸痕中看到,铸大方鼎时,鼎身的每一边都用了八块外范,鼎足则用了三块外范,即使是鼎耳,也是单独作范,铸成后另外焊接上去的。如此多的外范,竟铸得如此严丝合缝,不能不让人称奇。

  另据推算,铸造司母戊大方鼎,至少要熔化一千公斤铜、锡、铅等各种金属原料,当时的坩埚,一般只能盛 12.5公斤的溶液。因此,铸鼎时,要用七八十个坩埚同时熔铜。这样一来,就得有几百人密切协作才行。你可以想象得出,

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