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第00011版:学海
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2006年7月31日     收藏 打印 推荐 朗读 评论 更多功能 
中国古代发明 (下篇)
张开逊
  古代中国人在工程技术领域创造了众多的新事物,这些发明分别成为今天许多领域的技术基础。

  大约公元前200年,古代中国人发明了独轮车。这种车利用角动量守恒原理保持运动中的平衡,能够在崎岖的小路上轻松地搬运重物。这件发明需要极为丰富的想象力,至今人们还不清楚它的发明过程。1700年之后,欧洲人为独轮车添加一个轮子,变成了今天的自行车。

  古代中国人先后完成了船舶推进与控制技术方面的两项重大发明,创造了橹和舵。

  公元前1世纪,中国人发明了橹。橹利用水的轴向反作用力,为船舶提供连续稳定的动力。18世纪,当人们发明蒸汽机之后,橹演变成深藏在水下的螺旋桨,后来又成为早年飞机最主要的部件。

  大约公元1世纪,中国人发明的舵,巧妙地利用不对称水流的侧向推力,使水流自身产生改变船体运动方向的力矩,实现了船舶动力系统与控制系统的分离,这已经成为今天一切船舶和飞行器的基本工作模式。

  公元132年,东汉时期的科学家张衡,发明了测报远方地震的科学仪器。张衡注意到地震发生时,远离震中的大地会发生两种运动,一种是来自震中方向的水平振动,另一种是垂直于地表的振动。在远离震中的地方,地震时第一次发生的水平振动,总是使地面背向震中朝外移动。在这一科学发现的基础上,他利用惯性原理发明了地动仪。这标志着人类在了解地球的艰难历程中又迈出重要的一步。直到1880年,英国人米尔恩才发明现代记录地震的仪器。

  公元189年,中国工匠丁缓发明了三维运动系统惯性平衡机构。在这种精巧的装置里,无论支架怎样转动,放置其中的物体都永远保持其空间位置不变。它后来成为现代交通工具中制导系统陀螺仪的基础,是现代汽车、飞机、火箭、鱼雷、巡航导弹和远洋轮船不可或缺的部件。

  经过近千年的摸索,大约在公元3世纪,中国人发明了现代意义上的瓷器。瓷器抹去了石器时代留下的最后一道痕迹,有的学者把人类使用瓷器看作文明进步的标志之一。

  从商代开始,古代中国人不断改进制陶技术;到东汉末年,中国已出现技术成熟的瓷器。通过艰难摸索产生的这项发明,其关键技术主要有3点:选用瓷土作原料;烧结温度高;瓷釉具有的化学稳定性。

  通过控制窑炉的燃烧气氛,古代中国发明家还能够使釉中的同一种颜料烧成之后呈现不同色彩。鉴赏家把这种奇妙的工艺过程称为“窑变”,由于它们独特的惟一性,有些“窑变”瓷器往往成为稀世珍品。

  技术和艺术共同造就了神奇的瓷器。随着时代的变迁,从前人们使用的器物今天大多已不见踪影,但惟有瓷器例外。中国独占这项发明持续1500年,直到公元18世纪,欧洲人才开始制造瓷器。

  公元7世纪,中国人发明了火药。从此,这种会冒烟的“药”打破了世界的宁静。

  公元850年成书的一部道教经典总集《道藏》,其中《真元妙道要略》篇记载了原始火药的第一个配方。这一配方列举了35种丹药,并告诫道士要慎之又慎,以免败坏声誉。公元1044年,北宋丞相曾公亮受仁宗皇帝之命主编《武经总要》,第一次发表了火药的真正配方。火药的发明,对人类来说忧甚至大于喜。在13世纪,火药随蒙古人西征传到阿拉伯世界。后来经阿拉伯人传到欧洲,与西方的兵器制造技术结合,成为新兴资产阶级攻陷城堡战胜封建贵族,征服海外殖民地的强大武器。

  公元7世纪,中国人发明了雕版印刷技术。这是一种借助工具和机器可以大批量复制文书图画的方法。几乎与此同时,古代中国人用雕版印出一种前所未有的纸币,代替金属制成的货币。纸币上印有特殊的符号和文字,加盖标志权力的印章。这种纸币非常轻,甚至能被风吹跑,人们称之为“飞钱”。当时,这件极富想象力的发明效果不佳,人们不信任它,以致造成通货膨胀,直到宋代才为人们所接受。然而,西方在17世纪才开始使用纸币,公元1661年,瑞典银行首次发行纸币。纸币是一件十分了不起的创造,它预示人类金融活动方式将发生巨大变革。

  雕版问世300年之后,中国人发明了活字印刷技术。公元1041年,毕昇把以篇章为单元的雕版,分解为以汉字为单元的印模;用烧结成型的泥活字随意组合成所需要的篇章。活字印刷为世界印刷技术的实用化奠定了最重要的技术基础。

  1450年,德国人谷登堡受到这件发明的启示,用铅、锡、锑的合金做出26个不同拉丁字母的字模,印出42本《圣经》。此后30年间,活字印刷技术传遍欧洲各国,许多国家相继出现空前规模的文化传播与知识普及,导致知识和权力分离,促进了知识的平民化,为欧洲文艺复兴准备了极其重要的思想条件。

  中国古代的伟大发明不可胜数,已经深深嵌入历史长卷,成为人类文化最精彩、最动人心魄的一部分。

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