中國古代各領域的技術

歷史表明,技術出現在科學之前,所以這裡先談技術。從人類社會的基本需求和文明體系的持續性來看,中國傳統農業技術的長處尤為顯著。“在有歷史記載的近幾千年中,我國農業,經過了無數次大大小小的天災人禍的考驗,始終沒有出現過由於技術指導上的錯誤而引起的重大失敗。這個事實,有力地證明了這一科學技術知識體系的優越性。”中國先民立足於農業基礎,在諸多技術方面取得了突出的成就。

1、水利技術 “水利是農業的命脈。”春秋戰國時期出現了六大灌溉工程:期思陂、芍陂、引漳十二渠、白起渠、鄭國渠、都江堰。春秋時期,楚國孫叔敖(約前630—前593)著人在淮南修期思陂,灌區在今河南固始縣一帶。他還在今安徽壽縣組織修建芍陂,圍湖築堤而成。芍陂堤長兩三百里,有五個引水口。引漳十二渠是戰國初期西門豹主持修建的。戰國後期,秦將白起(?—前257)率兵進逼楚國鄢城,久攻不下之時,開渠數十里,以水為兵,引鄢水灌城。戰後,人們將其改作灌溉之用,名曰白起渠。韓國為疲敝秦國之力,派間諜鄭國入秦遊說,徵發大批勞役,興修水利。事發,嬴政(前259—前210)未殺鄭國,令其繼續主持修渠事宜。《史記·河渠書》載,鄭國渠修成後,“溉澤鹵之地四萬餘頃,收皆畝一鍾。於是關中為沃野,無凶年,秦以富彊,卒並諸侯”。戰國後期,李冰(約前302—前235)任蜀守,修都江堰,兼收灌溉、航運之利。《水經注·江水注》稱,都江堰使成都平原“水旱從人,不知饑饉。沃野千里,世號陸海,謂之天府”。都江堰是由寶瓶口、飛沙堰和魚嘴等組成的一個大型系統工程,歷朝均有維修,管理較完善,造福千萬代,是世界水利史上罕見的奇蹟。 春秋戰國之後,歷代皆有一些著名的水利工程。例如,漢武帝(前156—前87)徵調一萬多人修龍首渠,引洛水灌溉大荔平原一萬多頃鹽鹼地,使之成為良田。該渠經商顏山,採用了井渠修築技術。《史記·河渠書》雲:“鑿井,深者四十餘丈,往往為井,井下相通行水。水頹以絕商顏,東至山嶺十餘里間。”其間平均坡降度為0.4‰。漢代修建六輔渠、白渠、鴻隙陂、六門陂、鑑湖、樊恵渠,後魏修建艾山渠,唐代修建六門堰、它山堰,宋代整修豐利渠,元代整修唐徠渠、漢延渠,明清修復黃淮故道,聯結常熟—杭州海塘(八百里),清代新疆修鑿大量坎兒井。從春秋戰國開始,黃河堤防開始修建。此後,很多朝代都將黃河水利工程納入國家大政之列。 與交通關係密切的水利工程,以靈渠、運河最為有名。秦始皇二十六年(前221),秦軍準備進攻嶺南,但湘桂山地使糧草運輸受阻。二十八年(前219),監祿受命修渠。渠成,名靈渠,全長35公里,使湘—桂水路、長江—珠江水系連成一體。靈渠位於廣西興安縣附近,其主要工程有三項:鏵嘴、大小太平、北渠和南渠。船隻南行路線是:湘江→北渠→鏵嘴→南渠→灕江→桂江→珠江。靈渠修成後,在兩千多年的華中—嶺南交通史上發揮了巨大作用。到近現代,靈渠航運功能下降,灌溉功能上升,今灌溉面積約7萬畝。 較之靈渠,運河佔有更為突出的地位。春秋戰國時期,吳王夫差(約前528—前473)為北上與齊晉爭霸,下令開鑿邗溝。邗溝全長185公里,是溝通江淮的第一條運河。魏惠王(前400—前319)令人開挖大溝,其北接黃河,南注圃田澤。後來,大溝北向延至大梁(今開封),南向注入沙水、潁水,即成鴻溝。鴻溝聯黃河、濟水、淮河、泗水,形成黃淮通航水網。隋朝在前代基礎上修建擴建的大運河,是世界上最長的運河。它由廣通渠、通濟渠、山陽瀆、永濟渠和江南運河連接而成,全長2 700多公里,運河水面寬度30~50米,高度差達40餘米。大運河以洛陽為中心,北通涿郡,南達餘杭,西至長安,連接海河、黃河、淮河、長江、錢塘江五大水系。它的修成和使用,綜合反映了當時水利工程技術、水平測量技術、內河航運技術等方面的巨大成就。元明兩代改造大運河,截彎取直,縮短為1 790多公里。在京滬鐵路基本貫通(1912年)之前,大運河一直是南北交通的主要幹線。兩岸興起了很多有名的城市,如德州、濟南、濟寧、淮安、揚州、鎮江等。揚州在上海崛起之前的很長時期內,一直是中國最繁華的城市。而今,大運河在交通方面的作用明顯減少,但在農用灌溉、南水北調方面仍具有不可忽視的功能。 在與水陸交通關係較大的車船製造技術方面,古代中國也有不少成就,茲不具論。

2、紡織與建築技術 在傳統農業社會,男耕女織是基本的分工協作形式。為解決穿衣蓋被之類的問題,人們需要從事績麻、繅絲、紡棉、織布等手工業技術活動。甲骨文中有桑、蠶、絲、帛等字。商周時期,繅絲已經形成較完整的工藝體系,絲織品中出現了羅。絲織品的紋樣,有斜紋、花紋等。春秋戰國時期,織物有綃、紗、紡、縠、縞、紈、綈、羅、綺、錦等。從漢代開始形成的絲綢之路,在中外交通、貿易和文化史上聞名遐邇。西語“Sino”一詞,應與絲綢有關。長沙馬王堆漢墓出土的很多紡織品,其中有不少素色提花的綺、羅以及用各色彩線織成的錦。還有一件薄如蟬翼的素紗禪衣,衣長128釐米,袖長190釐米,重量僅48克。紡車、織機、布機的應用,始於春秋戰國,到秦漢時期已普及和成熟。比一般布機遠為複雜的提花機,更是了不起的發明,堪稱後世程序控制的先聲。唐代,介質印花技術的廣泛應用,大大豐富了服飾的花樣。宋元時期,棉花種植推廣,棉紡織業興起,使衣被原料發生巨大變革。黃道婆為棉紡織技術改革作出了卓越貢獻,成為中國手工業史上的傑出女性。

3、人們出於住、行和安全的需要,促使建築技術逐步發展。夏、商、西周時期,住所、宮殿、城池建築形成基本格局。《考工記》載有“匠人營國”之事,確立了周代典型的城市建築設計規範。歷代建都,均在技術上極盡能事,造就了一個個聲名遠播的古都。在園林建築技術方面,中國古代具有獨特風格。蘇州拙政園、留園、獅子林,無錫寄暢園,揚州個園等,是私家園林的代表;頤和園、圓明園、承德避暑山莊等,是皇家園林的典範。在橋樑建築技術方面,隋代的趙州橋、金代的盧溝橋、北宋的萬安橋,至今仍正常發揮作用,可稱為橋樑建築的三大奇蹟。在宗教建築方面,河南登封嵩嶽寺塔建於北魏,高15層,是中國現存最早且保存較完好的磚塔。山西應縣佛宮寺釋伽塔建於遼代,高9層,為現存最高的古代木製建築。萬里長城作為世界建築奇蹟之一,從戰國時期便開始修建。秦朝滅六國之後,將以前燕、趙、魏等諸侯國修建的長城連起來,並用10年時間加以擴建。秦長城西起臨洮,北達陰山,南到蔚縣,東至遼東,蜿蜒約萬里。明代用100多年時間,所修長城西起嘉峪關,東至山海關,達12 700多里。現存的萬里長城,是明代新修的。除了軍事上的隔離性保障作用之外,萬里長城大致劃出了中國較為明顯的氣候分界線和農牧分界線。

4、在少數民族地區,藏族的石砌高碉建築(尤其是布達拉宮),維吾爾族的土坯穹隆建築(特別是清真寺),蒙古族的喇嘛廟、王府、蒙古包,傣族的佛寺和塔寺等,都有很高的技術水平。 古代木石建築,有時採用髤漆技術,以防水、防潮、防風化。髤漆技術與日雜用具、工藝品之類漆器製造有關。漆樹原產於中國,是中國古代農林技術的重大成果之一。割漆的適宜季節在夏天,一棵漆樹通常可連續產漆3~5年。據考古資料,中國最早使用生漆的是河姆渡遺址。夏商周時期,漆器製造技術進一步提高。《尚書·禹貢》講述豫州貢物時,提到漆(可能採自野生漆樹)。考古出土的西周漆器,表面常有精美的雕刻紋飾和鑲嵌物。據《史記·老子韓非列傳》載,莊子“嘗為蒙漆園吏”。戰國時期,一些地方已有較大規模的漆樹種植,並安排專人管理。漆器製造技術分三步:造胎、兌漆與髤漆裝飾。商周時期,漆器的顏色主要是朱、褐、黑三種。戰國的漆器彩繪,含紅、黃、藍、白、黑和各種複色。《史記·貨殖列傳》曰:“陳、夏千畝漆。”漢朝在10個郡設有專官,管理漆器製作。其中,蜀郡和廣漢郡的金銀飾漆器最為有名。漢代以後,漆器主要朝工藝品方向演變。漆器與製作技術隨著交通的發展而傳到國外。

5、陶冶技術 脫胎於陶器的瓷器,是中國先民的獨創。“China”兼指中國與瓷器,意味深長。按考古資料,原始瓷器在商中期即有出現。東漢後期,燒製青瓷的技術基本成熟。南北朝時期,南方以青瓷為主,北方以白瓷為主。青瓷胎質堅實,通體施釉,釉層較厚,呈青綠色。唐代青瓷,氧化亞鐵的含量一般控制在1%~3%,有效地保證了胎質的純度。據《茶經》記載,河北內丘一帶的邢窯所產白瓷如雪。杜甫流寓四川時,有詩云:“大邑燒瓷輕且堅,扣如哀玉錦城傳。”景德鎮的唐代瓷器,其白色在70%以上,接近現代水平。宋元時期,瓷器技術全面進步,至少有十大名窯:越窯、定窯、鈞窯、汝窯、建窯、龍泉窯、磁州窯、耀州窯、德化窯、景德鎮窯。景德鎮窯早期歷史不詳,崛起於宋代,此後長盛不衰。因此,景德鎮被譽為瓷都,列入全國四大名鎮。青花瓷器起源於宋代四川、江西、河南等地,成熟於元代景德鎮窯。中國的瓷器在唐代就傳到國外,而歐洲直到15世紀才開始自行生產瓷器。

6、春秋戰國時期出現較為系統的找礦方法,包括露頭找礦,根據礦物空間位置找礦,根據礦物共生關係找礦,利用指示植物找礦。採礦技術有露採與坑採兩種。坑採技術表現在井巷支護、井深、開採工具諸方面。春秋至漢代的大冶銅礦遺址顯示,坑採時用豎井、斜井、斜巷等方式。礦井最深處達50米,井壁有牢固的木支護結構。井下有通風、排水、照明設施,廢層處理用分層填充方法。這些技術接近現代水平。宋代,礦井中留石柱法普遍被採用。多處考古發現表明,一些地方的礦物開採規模較大。

7、商周的青銅冶煉技術水平開創了青銅時代。商代晚期,工匠能夠準確控制銅、錫、鉛的比例,使青銅冶煉技術趨於成熟。複雜的青銅器要求採用多鍋鑄造和分鑄的方法。青銅器主要有兩類:一是兵器,二是飲食器具和禮器。青銅鑄成的勞動工具,考古發現較少。最有名的青銅器為司母戊大方鼎,重875千克,鑄造於商代晚期。其四面腹部環以饕餮紋和夔龍紋,顯示出高超的技術和藝術水平。1976年,安陽殷墟婦好墓出土了一批青銅器,其化學組成可分兩類:一類主要是銅錫二元合金,鉛的含量小於2%;另一類基本上是銅錫鉛三元合金,鉛的含量大於2%。大型器物各部分的含銅量相同,需要多鍋銅液才能澆鑄成功。當時工匠應是先煉出銅、錫、鉛,然後將其按一定比例混合勻均,再加熔鍊。這種冶煉技術基礎,有助於後來《考工記》進一步總結“金有六齊”的經驗。即是說,六種不同的金屬,要熟練把握銅錫搭配的比例。 春秋時期的鋼柄鐵劍、鋼劍、鐵條是用塊鍊鐵煅成的。春秋晚期出現塊鍊鐵滲碳技術、淬火熱處理技術和生鐵鑄造技術。戰國早期出現生鐵鑄件經柔化處理而形成的鐵錛、鐵鎛,還有用鑄鐵脫碳鋼製成的鐵。中國古人的熔鍊法比歐洲早2 000多年。戰國中後期,鐵器被普遍使用。西漢後期發明炒鋼技術(歐洲人到18世紀才掌握),並使百鍊鋼技術趨於成熟。約在漢末晉初,灌鋼技術出現。唐朝用鍛制技術製造鐵器,對生鐵進行鋼化處理。清代出現坩堝鍊鐵技術。中國古代能夠冶煉的有色金屬為金、銀、銅、錫、鉛、汞、鋅七種,前六種的冶煉技術在先秦時已被掌握。火法煉鋅技術最早出現在中國。至遲在宋代,黃銅(銅鋅合金)冶煉成功。明末《天工開物》載有煉鋅的文字和插圖。1738年,煉鋅技術傳入歐洲。

8、四大發明 指南針、造紙術、印刷術、火藥,合稱四大發明。在世界歷史上,中國人最早發現和使用磁鐵指極性。至遲在戰國時期,中國就利用磁鐵的性能製作了指向儀——司南。指南針最早見載於唐末五代。按北宋沈括(1031—1095)《夢溪筆談》《補筆談》,指南針是堪輿家首先發明的,採用磁石磨針的人工磁化方法,使鐵(鋼)針磁化而成。寇宗奭《本草衍義·磁石》雲:“磨針鋒則能指南,然常偏東,不全南也。其法,取新纊中獨縷,以半芥許蠟,綴於針腰,無風處垂之,則針常指南。以針貫燈芯,浮水中,亦指南,然常偏丙位。”磁針貫於燈芯草,漂在水面上,這就是浮水法。所謂丙位,即正南偏東15°。在迄今所見資料中,這是關於地球磁偏角的最早的明確記錄,比歐洲人的發現早400來年。宋元明時期,中國的海上交通和對外貿易明顯走在世界前列,這在一定程度上得益於指南針的發明與和平應用。歐洲人改制利用指南針,武力開闢遠洋殖民道路,產生了令人震驚的全球化歷史變遷。 源於中國的造紙術及與其密切相關的印刷術,對傳承人類文明發揮著極大的作用。在造紙術發明之前,古人纂寫記事的材料,先後為龜甲、獸骨、金石、竹簡、木牘、縑帛。考古發現的紙,最早為公元2世紀初年的漢文帝時期。漢代紙都以麻類為主要原料,質量差別較大。東漢時期,蔡倫(?—121)對造紙技術進行了里程碑式的革新。他不僅用廢棄的麻頭、破布、漁網作為造紙原料,而且開創性地利用樹皮,加工出價廉物美的紙張。因為他曾被封為龍亭侯,人們便將他革新生產的紙命名為“蔡侯紙”。從東漢末年開始,造紙形成了獨立的手工業部門。明末《天工開物》有造紙的技術總結和圖示。長期以來,造紙一直是相當發達的生產領域。現代一些理工院校設有造紙專業,而各國貨幣也主要是紙幣。 印刷術的歷史大致分兩段:雕版印刷與活字印刷。對於雕版印刷術的起源,學界有多種說法,跨越東漢至北宋各朝代,而唐朝說獲得較高支持率。1974年,西安出土的梵文《陀羅尼咒》刻本,刻印刷時間為唐初(7世紀初)。這是迄今所見最早的雕版印刷品。1899年,在敦煌發現的《金剛經》之唐代刻本,屬國寶級文物,但於1907年被盜,現存於大不列顛博物館。唐代中期,巴蜀和江浙一些地方的雕版印刷業比較發達。宋太祖敕令在成都刻印《大藏經》5 048卷,雕版13萬塊。這是世界上最早匯刻的佛教經典巨型叢書。《夢溪筆談》記載,宋代畢昇發明膠泥活字印刷術(近似於近代鉛字印刷術)。元代王禎(1271—1368)在農書中載有木活字排版法。他用此法排印的《旌德縣誌》,是世界上最早的活字印刷著作。1450年前後,德國谷登堡製成鋁合金活字,比中國晚了一兩百年。中國的印刷術傳到歐洲,為文藝復興和近代科學的興起發揮了難以估量的助推作用。 火藥是爆炸起火之藥,應是晚唐時期的煉丹家發明的。兩宋時期,人們將火藥製成煙花爆竹,用於各種慶祝活動,從此形成了一種民俗傳統。名為“地老鼠”“流星”“起輪”之類的煙花,藉助火藥噴射產生的反推力,形成巧妙的飛行路線(其原理類似於現代火箭)。北宋兵家著作《武經總要》所記的“霹靂火球”,應是早期的炸彈。北宋發明火箭、火球、火蒺藜,南宋發明突火槍(西方近代槍炮的遠祖)。明代以後,手榴彈、地雷、水雷、定時炸彈、子母炮等相繼出現。火藥及其相關技術通過海路商人和陸路蒙古騎兵等媒介傳到歐洲及其他地方,被外國人稱為“中國雪”“中國鹽”。火藥武器的強大威力,使歐洲中世紀的堅固城堡遭到毀滅。從此,歐洲和世界的歷史進程不時發生爆炸性的變化,而中國在近現代科學技術競爭場上則顯得相當闇弱。


分享到:


相關文章: