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第00011版:学海
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2006年7月3日     收藏 打印 推荐 朗读 评论 更多功能 
中国古代发明 (上篇)
张开逊
  古代中国以基础性发明贡献于人类。如果缺少它们,世界也许是另一番景象。大约在公元前6世纪到公元11世纪这1700年间,中国发明家走到世界前列。他们在众多领域创造全新的技术,解决了长久困扰人类的许多问题,这些技术使人类活动的方式发生重大变化,这种变化一直延续至今。

  公元前600年,中国人发明液态生铁冶炼技术,解决了人类步入铁器时代之后面临的一个最大难题,即用简便的方法把铁矿石源源不断地变成铁和铁器。古代中国的炼炉是当今世界普遍使用的炼铁高炉原型。这项发明使人类能够高效便捷地把铁矿石变成铁制用品,这也是人类最早实现的工业化连续作业的成功范例。直到公元15世纪,西方才出现液态生铁冶炼技术。

  古代中国人发明了复合材料金属兵器制造技术,能够用两种不同性能的合金铸造既锋利又不易折断的剑。科学家曾对这种特殊的剑作合金成份分析,发现青铜中含锡达15%时,强度最高,不容易折断。含锡达20%,硬度迅速增加,不容易锩刃。由于低锡青铜熔点高,铸造剑肩的时候剑脊不会熔化,这种设计十分合理。超越单一材料特性的局限,利用复合材料制造器物,是人类工程设计思想的一次飞跃,这种新的思路一直延续到今天。

  大约公元前4世纪,中国人发明了指南针。这项发明使人类获得了一种无所不在的空间方位指示器,使得在地球上不至迷失方向。原始形态指南针的发明,源于液态生铁冶炼技术的出现。由于当时对铁矿的需求大增,古代中国人在采掘铁矿时,发现了可以做成“司南”的矿石。这种矿石的化学成分是四氧化三铁,自身带有一定的磁性,能在地磁场作用下自动指向地球的磁极。

  后来,古代中国人发明了两种制造轻便磁体的方法,一种是使烧红的薄铁片急剧冷却,沿着地磁场方向被磁化成磁体,另一种是以自然界中的磁体磨擦钢针,使其成为磁针。从此,古代中国人完成了这项发明的实用化进程。

  指南针在公元12世纪通过阿拉伯人传到欧洲,极大地推进了欧洲的航海事业。从15世纪开始,指南针引领西方船队,相继发现、占领、掠夺了无数遥远的海外殖民地,打开了西方资本主义的世界市场,在相当大的程度上改变了世界的政治格局,亦沟通了居住在地球上不同大陆之间人们的相互关系。

  技术发明增加了人们做新事情的能力,新的铁器制造技术使人们有可能以全新方式干预自然。

  公元前3世纪末,古代中国人开凿了沟通长江水系和珠江水系的运河——灵渠,把水利工程技术推向新的高度。这条运河从公元前214年开始担负水运任务,直到20世纪湘桂铁路通车为止,2000年间成为岭南和中原之间重要的交通航道,使得五岭阻隔的长江流域和珠江流域连为一体。

  这项水利史上奇巧的工程包含3项重大发明:第一是大江分流技术。第二是巧妙运用铸铁连接坝身石块,使其成为一个巨大的刚性整体,保持大坝坚固稳定,是建筑史上独特的创举。第三是在灵渠上创造的人类最早的船闸技术。正是由于这项发明,今天人们在江河上修建水库,拦江大坝才不会阻断往来航行的船只。

  公元前3世纪,中国人发明了最早的深井钻探技术,人类从此开始获取深藏地下的矿产资源。深井钻探技术最先用于获取四川盆地的食盐和天然气。直到公元17世纪,欧洲人才从一个荷兰商人口中得知中国这种钻井技术。1859年,德里克在美国宾西法尼亚州,用中国的竹缆悬吊铁锤凿岩石的办法钻出第一口油井,他是从在美国修筑铁路的中国劳工那里知道这种技术的。

  公元前2世纪,人类发明纺织技术5000年之后,古代中国人利用大自然中的植物纤维发明了另一类纤维制品——纸。公元114年,东汉皇室掌管御用器物的官员蔡伦改进造纸技术,用树皮、破布、旧渔网和丢弃的短麻绳为原料造纸。从前人们把字写在莎草、羊皮、木简、竹简或绢帛上,欧洲人学会造纸之前,其文卷多为羊皮,抄写一部《圣经》需要300张羊皮。

  纸的发明,使文字插上轻盈的翅膀,能够带着人类的思想和智慧飞向远方。公元三世纪,中国的造纸技术传到朝鲜;七世纪传入日本;八世纪传入阿拉伯;十二世纪传入法国;十五世纪末传入英国;十七世纪由英国传入美国。这项发明使人类有了记录和传递文字图像信息的理想载体,为思想和智慧的传播提供了最重要的物质基础。

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