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中國古代科學成就

1.印刷

印章在先秦時期就有,壹般只有幾個字,表示姓名、官職或機構。印文都是刻入反射,有陰陽之別。在紙出現之前,官方文件或信件寫在竹簡上。寫好後用繩子綁起來,在結紮的地方放上粘稠的泥巴封住結子,把印章蓋在泥巴上,就叫泥巴封。泥封是在泥上印刷,這在當時是壹種保密的手段。紙出現後,泥印演變為紙印,蓋在幾個公文紙的接縫處或公文紙袋的封口處。據記載,北齊時期(公元550~577年)有人制作了壹種用於加蓋公文的大印章,很像壹種小刻本。

1戰國(公元前475年-公元前221年)銅印。

2.晉代著名方士葛洪(公元284-363年)在《抱樸子》壹書中提到,道教曾用四寸見方(13.5×13.5),大木印120字。這已經是壹個小街區了。

3.佛教徒為了讓佛經更加生動,往往會在佛經的卷首印上佛像,比手繪方便很多。

4.碑刻技術對雕版印刷技術的發明很有啟發。石雕的發明歷史悠久。唐初陜西鳳翔發現十面石鼓。它們是公元前8世紀春秋時期秦的石雕。秦始皇出巡,七次在重要的地方刻石。東漢以後,石碑盛行。漢靈帝四年(公元175年),蔡邕建議朝廷立《詩經》、《尚書》、《周易》、《禮記》、《春秋》、《公羊傳》、《論語》等七部儒家經典石碑,20.9萬字,刻在46塊石碑上。用了8年,全部刻好。成為當時學者的經典。很多人競相抄襲。後來,尤其是魏晉六朝時期,壹些人趁人不備或無人看管,將經書印在紙上自用或出售。結果廣為流傳。

5.拓印是印刷技術產生的重要條件之壹。古人發現,在石碑上覆蓋壹張稍濕的紙,用軟槌輕敲,使紙落入石碑的凹部。紙幹了以後,用棉花包好,蘸上墨水,在紙上輕輕壹敲,紙上就留下了和石碑壹模壹樣的黑白大字。這種方法比手工抄寫更簡單可靠。於是拓印出現了。

6.印染技術對雕版印刷也有很大的啟示。印染就是把圖案刻在木板上,用染料印在布上。中國的印刷版分為浮雕版和鏤空版兩種。1972湖南長沙馬王堆壹號漢墓出土的兩件印紗(公元前165年左右)是用雕版印刷的。這項技術可能早於秦漢,但可以追溯到戰國時期。紙發明以後,這種技術可能用在印刷上,只要把布變成紙,染料變成墨水,印出來的東西就成了雕版印刷。在敦煌的石室裏,有唐代印著凸盤和鏤空盤的佛像。

篆刻、拓印、印染技術相互啟發、相互交融,加上我國人民的經驗和智慧,雕版印刷技術應運而生。

2.造紙

漢初政治西漢穩定,思想文化十分活躍,對通訊工具有著強烈的需求。紙作為壹種新的書寫材料應運而生。許慎寫《說文解字》,成書於公元100年。談“紙”的由來。他說:“紙是從旁部來的,也就是從絲的旁部來的”。這句話的意思是,當時的紙主要是用絹絲制成的,和現在意義上的紙完全不同。許慎認為紙是被水打中後留在床上的壹張薄薄的絲綿。這種床單可能是最原始的“紙”,有人把這種“紙”叫做“赫體”。這可能是紙發明的前奏。這種“紙”的記載可以追溯到西漢皇帝顏淵元年(公元前12)。《漢書·趙傳》中記載,成帝之妃曹魏能生太子,被趙之妹所迫害。他們給曹衛能的毒藥用“合提”紙包著,上面寫著:“告訴衛能試試喝這個藥!不能重入,妳是知道的!”。據推測,紙可能與絲綢有關。

自古以來,中國人民就知道如何養蠶和繅絲。秦漢時期,以蠶繭為絲綿的手工業非常盛行。這種處理二次繭的方法叫牙線,操作的基本點包括反復打漿搗碎蠶衣。這項技術後來發展成為造紙中的打漿。此外,我國古代常采用石灰水或草木灰水對絲麻進行脫膠,這也給了造紙中植物纖維脫膠的啟示。紙是在這些技術的幫助下發展起來的。

從目前為止的考古發現來看,造紙術的發明不晚於西漢早期。最早出土的西漢古紙,發現於1933年新疆羅布泊諾爾古烽火臺,年代不晚於公元前49年。

1957年5月陜西省Xi市灞橋出土的古紙,經科學分析鑒定為西漢麻紙,其年代不晚於公元前118年。1973年在甘肅居延水井關發現兩張不晚於公元前52年的麻紙,呈暗黃色,質地粗糙。

1978年,陜西扶風中煙村出土三張西漢宣帝時期(公元前73-49年)的麻紙。1979年,甘肅敦煌縣馬泉灣出土西漢麻紙五張八枚。1986年甘肅天水放馬灘出土的西漢(公元前179年~公元前141年)紙地圖殘片表明,當時的紙是可以用來書寫和繪畫的。從西漢出土的紙張質量來看,西漢初年的造紙技術已經基本成熟。

歷史上關於漢代造紙技術的文獻很少,很難了解其完整詳細的工藝流程。後人雖有推測,但只能作為參考。壹般來說,造紙技術有很多環節,必然有壹個發展演變的過程,絕不是壹個人的工作。它是我國勞動人民長期經驗和智慧的結晶。

3.指南針

指南針的始祖出現在戰國時期。它是由天然磁鐵制成的。它看起來像壹個圓底的勺子,可以放在光滑的“場地”上保持平衡,可以自由旋轉。當它靜止時,勺子的柄會指向南方。古人稱之為“司南”,在當時的《韓非子》壹書中有:“王力司南取時先。”“早晚收場”的意思是方,東方。《鬼谷子》中記載了新浪的應用,鄭人采玉時帶著新浪,以確保不迷路。

春秋時期,人們已經可以將硬度為5-7度的軟玉、硬玉打磨成各種形狀,因此也可以用硬度只有5.5-6.5度的天然磁鐵來制作司南。東漢王充在《論衡》壹書中對司南的形狀和用法做了明確的記載。新浪是經過琢磨用壹整塊天然磁鐵做成的,勺子的手柄經過極導,使整個勺子的重心正好落在勺子底部的正中間,勺子放在壹個光滑的場地,周圍是壹個四維的莖幹和樹枝,合成24個方向。這個設計是古人仔細觀察了自然界中許多與磁性有關的現象,積累了大量的知識和經驗後,經過長期研究完成的。新浪的出現是人們對磁鐵手指極性認識的實際應用。但是,新浪也有很多缺陷。天然磁鐵不好找,加工過程中受沖擊受熱容易失磁。所以新浪的磁性比較弱,與站點的接觸要非常順暢,否則會因為摩擦阻力過大而難以轉動,達不到預期的引導效果。而且新浪有壹定的體積和重量,不方便攜帶,這可能是新浪長期沒有被廣泛使用的主要原因。

新浪由壹個青銅圓盤和壹個天然磁鐵制成的磁勺組成。青銅盤刻有24個方向,磁勺放在盤的中心圓形面上。當它靜止時,勺子的尾部指向南方。

4.火藥

中國記載火藥配方的第壹本書是在八世紀和九世紀寫的。書中說“硝石混有硫磺和雄黃,燒得密密麻麻”,會出現“燒起來,燒手燒臉,燒房子”的現象。這裏的“秘密”應該是蜂蜜。蜂蜜加熱後可以變成木炭。硫磺、硝石和碳混合在壹起,就是火藥的配方。

火藥的發明是人們長期煉丹制藥實踐的結果,至今已有1000多年的歷史。

唐朝末年,火藥已經用於軍事。神佑元年(904年),楊行密大軍圍攻,鄭部(帶兵火燒,燒龍和薩滿,引壯士先登城,被子急) <九國。鄭川>。這裏所說的(飛火)是指(火炮)和(火箭)。(火炮)就是把火藥做成環形,點燃吊線,用投石機扔出去;(火箭)就是把粉球綁在箭下,點燃吊線,用弓射。到了宋朝,戰亂不斷,加速了火藥武器的發展。北魏政府建立了火藥作坊,陸續制造出以燃燒性能為主的火藥箭、火炮等武器,以及其他爆發力強(霹靂)和(霹靂)的武器。1259年,南威造了壹把槍,以巨竹為槍管,內裝火藥。到了元代,又出現了青銅鑄火制,稱為(將軍銅)。這些武器都是由火藥爆炸驅動的,在戰爭中已經顯示出前所未有的威力。下圖是南威火槍和魏碑火藥箭。

12和13世紀,火藥首先傳入阿拉伯國家,隨後傳入希臘、歐洲乃至全世界。它促進了人類社會的文明和進步,推動了經濟、科學和文化的發展。直到14世紀中葉,美國和法國才有火藥和火器的使用記錄。

[編輯此段]1,來自煉金術

煉丹術起源很早,戰國政策中就有記載,煉丹師給景王獻長生不老藥。漢武帝也夢想“長命百歲,長見識”,向百姓要丹藥,招募方士,親自煉丹。從此,煉丹成為壹種潮流,流行開來。歷代都出現了方士,也就是所謂的方士。煉丹師的目的是找到長生不老之藥,這是不可能實現的。煉金術流行了壹千多年,最後壹無所獲。但煉丹術中使用的壹些具體方法還是有可取之處的,體現了化學的原始形態。

煉丹術中壹個重要的方法就是“火煉丹”。和火藥的發明有直接關系。所謂“火煉丹”,就是壹種無水加熱的方法。晉代葛洪在《抱樸子》中記載的火法,壹般包括:煆燒(長時間高溫加熱)、熔煉(加熱幹物質)、灸(局部烘烤)、融(熔化)、抽(蒸餾)、飛(也叫上升,即升華)等。這些方法是最基本的化學方法,也是煉金術這種愚蠢職業發明的基礎。方士的虔誠和尋找長生不老藥的挫敗感,讓方士不得不反復實驗,尋找新的方法。這為火藥的發明創造了條件。在火藥發明之前,煉金術已經獲得了壹些人工化學物質,比如硫化汞。這可能是最早的化學合成產品之壹。

壹個煉金術士著了火,啟發了人們認識和發明火藥。

【編輯本段】2。火藥的發明

煉金術士雖然掌握了壹定的化學方法,但他們的方向是尋求長生不老之藥,所以火藥的發明具有壹定的偶然性。

煉丹師通常在使用前將硫磺、砒霜等毒性兇猛的石藥“蹲伏”,“蹲伏”即投降。失去或減少毒性的過程稱為“降火”。初唐名醫、方士孫思邈在《單晶硫磺法》中寫道,將硫磺和硝石磨成粉末,放入銀罐或沙罐中。挖壹個坑,在坑裏放壹個鍋把坑弄平,四面填土。把三個沒被蟲子吃掉的皂角壹個壹個點著,然後放入鍋裏,用硫磺和硝石燃放煙花。煙火燒不著的時候,把炭炒到三分之壹的炭滅了,再退火,等混合物涼了再服,就把火制服了。

中唐時期,壹個叫清的人在《明礬降火法》中提出了壹個降火方子:“硫磺22兩,硝22兩,馬兜鈴半個。對了就是結尾,混好。挖個坑,把藥放進鍋裏,和地面平齊。放壹塊熟火,大理石大,往裏壹放,煙就漸漸起來了。”他在孫思邈的方中用馬兜鈴代替皂莢。這兩種物質代替碳起燃燒作用。

所有潛火的方子都含碳,硝石要加在硫磺裏,硫磺要加在硝石裏。這說明煉丹師有意讓藥物燃燒,以去除其劇毒。

雖然煉丹師知道硫磺、硝酸鹽和碳混合點燃會發生激烈的反應,並采取措施控制反應速度,但藥物著火引起丹房起火的事故還是經常發生。《太平廣記》裏有壹個故事,講的是隋朝初年,壹個叫杜春子的人去拜訪壹位煉丹的老人。那晚住在那裏。杜春子半夜醒來,看到高爐裏“紫煙穿屋”,房子突然燒起來。這可能是煉丹師在準備易燃藥物時的疏忽造成的。還有壹本煉丹術的書叫《真元妙道簡介》,裏面也講到用硫磺、硝石、雄黃、蜂蜜煉丹中的火,燒人的臉和手,直上屋頂,燒房子。這本書警告煉金術士要防止這類事故。這說明唐代的方士掌握了壹個非常重要的經驗,就是硫磺、硝酸鹽和碳可以形成壹種高度易燃的藥,稱為“火藥”,也就是火藥。因為火藥的發明,在自制丹配藥的過程中,壹度被視為藥物。《本草綱目》中提到火藥可以治瘡、癬、蟲、濕、疫。

火藥解決不了長生不老的問題,還容易著火。煉金術士對他不感興趣。火藥的配方從煉丹師轉移到軍事家手中,成為中國古代四大發明中的火藥之壹。

【編輯本段】3。火藥的應用

唐代的火藥

在火藥發明之前,火攻是兵家常用的攻擊手段。當時,在火力攻擊中,使用了壹種叫做火箭的武器。它把油脂、松香、硫磺等壹些易燃物質綁在壹支箭上,點燃後用弓射出去,燒敵人的陣地。如果用火藥代替普通易燃材料,效果會好很多。在火藥發明之前,投石機經常被用來投擲石塊和油脂火球來消滅敵人。火藥發明後,用拋石機投擲火藥包,代替石頭和油脂火球。據宋代陸貞《九國誌》記載,公元(10世紀)年間,鄭率軍攻打(今江西南昌),“起兵”在城內焚燒龍族薩滿。這可能是最早的用火藥攻城的記錄。

宋代火藥

到了宋代,火藥武器發展迅速。據《宋史:士兵的故事》記載,公元970年,兵部命史鳳吉生入火箭法。這種方法是在箭桿前端綁壹個火藥筒,點燃後,利用火藥燃燒噴出的氣體的反作用力,射出箭簇。這是世界上最早的噴射火器。公元1000年,身為士兵的神威隊長唐宓將自己的火箭、火球、火蒺藜等火器獻給了宋朝廷。在1002期間,冀州永璉將石浦制作成火箭、火球和其他火器並進行表演。

火藥武器在戰場上的出現,預示著軍事史上將發生壹系列的變化。從使用冷兵器過渡到使用槍械。武器中使用的火藥的原始形態主要是利用火藥的燃燒性能。《吳要》中記載的早期火藥武器,還沒有脫離傳統火攻中縱火武器的範疇。隨著火藥和火藥武器的發展,逐漸利用了火藥的爆炸特性。

混有硝酸鉀、硫磺和木炭粉的火藥稱為黑色火藥或褐色火藥。這種混合物非常容易燃燒,而且燃燒得相當劇烈。如果火藥在封閉的容器中燃燒,就會爆炸。火藥燃燒時,能產生大量氣體(氮氣、二氧化碳)和熱量。固體火藥本來很小的體積突然膨脹到幾千倍,然後容器就會爆炸。這就是火藥的爆炸性能。利用火藥的燃燒和爆炸特性,可以制成各種火器。北宋使用的用途不同的火藥武器,都是利用黑火藥燃燒爆炸的原理制成的。蒺藜火球和毒煙球是爆發力比較低的槍械。北宋末年,也出現了爆發力比較強的火器,如“霹靂”、“霹靂”。這種火器主要用於進攻或防守城市。公元1126年,李剛防守開封時,以雷霆之勢炮轟退金軍之圍。金與北宋的戰爭,進壹步完善了火炮。震天雷是壹種鐵火器,也是壹種鐵殼的爆炸武器。這種武器是元軍在金朝進攻南京(今河南開封)時使用的。《金史》對霹靂的描述是:“火藥爆炸,聲如雷震,熱力達半畝以上。人與牛皮皆破而無痕,甲與鐵皆透。”這個描述可能有點誇張,但卻是火藥威力的真實寫照。

火器的發展依賴於火藥的研究和生產。《吳藥》中記載了三種火藥配方。唐代火藥中硫和硝酸鹽的含量是壹樣的,是1到1,宋代是1到2,甚至接近1到3。類似於後世硝酸鹽占黑火藥四分之三的公式。在火藥中加入少量輔助成分,是為了達到易燃、爆炸、中毒、煙幕的效果。火藥是在制造和使用過程中不斷改進和發展的。

曾公亮在1044的《吳京通論》壹書中介紹了三種火藥配方,用不同的輔料來達到易燃、易爆、釋毒、煙幕的不同目的。

到了宋代,由於戰亂不斷,對火器的需求與日俱增。在宋神宗,設立了壹個軍事裝備監督員,負責全國軍事裝備制造。軍器監雇了四萬多名工人,監分為十個車間,每個車間都生產火藥和火藥武器,占有非常重要的地位。史書記載了當時的生產規模:“同壹次日出,弩火藥箭7000支,弓火藥箭10000支,蒺藜炮3000門,皮炮20000門”。這些都促進了火藥和火藥武器的發展。

管狀火器出現於南宋,火槍發明於公元1132年。火槍是用壹根長竹竿制成的。先把火藥放在竹竿裏,在戰鬥中點燃火藥向敵人噴射。我老派的時候用的是“二十多支長竹火槍”。公元1259年,壽春地區有人制作火槍,用粗竹筒制成。這種管狀火器與火槍不同,它只能噴出火焰來燒死人,火槍配有“子巢”。火藥點燃後,產生強大的氣體壓力,射出“子巢”。“子巢”是原子彈。火槍開創了用管狀火器發射射彈的先河。現代槍支是由管狀火器逐漸發展而來的。因此,管狀火器的發明是武器史上的又壹次偉大飛躍。

火槍也叫火槍,所以可能是用竹筒做的。《永樂大典》中引用的《行軍指南》壹書提到,宋朝守城時,用火管殺死登城之敵。元明時期,這種原始的用竹筒制成的管狀火器,用銅或鐵制成,鑄成大炮,稱為“器”。

1332青銅器是世界上現存最早的帶有銘文的管狀火器。

明朝

明代在作戰火器上發明了多種“多管火箭”,如同時發射10支箭的“火弩流星箭”;發射了32支箭的“壹群蜜蜂”;可以射出多達100支箭的“百虎共跑箭”。明朝燕王朱迪(後來的明成祖)和皇帝文健在白溝河作戰,曾經使用過“蜂群”。這是世界上最早的多管齊射火箭,堪稱現代多管火箭的鼻祖。特別值得壹提的是,當時的水戰中使用了壹種叫做“火龍出水”的火器。據《武備誌》記載,這種火器能在水面上飛三四尺,遠至二三裏。這種火箭是由竹子和木頭制成的。龍形外殼上綁著四個大“火”,腹部藏著幾個小火箭。大“火”點燃後,箭體被推飛,“像壹條火龍出水。”火藥燃盡後,點燃腹部的小火箭,從龍口射出。命中目標會讓敵人“燒人燒船”。這是世界上最早的二級火箭。此外,書中還記載了具有壹定爆炸和燃燒性能的胚胎導彈,如“神火飛鴉”。“神火飛鴉”是用薄薄的竹棉紙糊成烏鴉形狀。它裝滿了火藥,由四枚火箭推進。它是世界上最早的多火藥桶並聯火箭,工作原理與當今的大型捆綁式運載火箭非常相似。

隨著火箭的發展,人們有了利用火箭的推力飛上天空的願望。據史料記載,14年底,明朝壹位勇者坐在放有當時最大的47枚火箭的椅子上,雙手各持壹只大風箏,試圖借助火箭的推力和風箏的升力實現自己的飛翔夢想。雖然這是壹次失敗的嘗試,但萬虎被譽為第壹個乘火箭飛行的人。為了紀念壹萬個家庭,月球上的壹座環形山以壹萬個家庭命名。

【編輯本段】4。對外交流史

早在八、九世紀,隨著醫學和煉金術的知識,硝酸鹽也從中國傳到了阿拉伯。當時阿拉伯人稱之為“中國雪”,波斯人稱之為“中國鹽”。他們只知道用硝酸鹽治病、冶金和制造玻璃。13世紀,火藥由商人通過印度傳入阿拉伯國家。希臘人通過翻譯阿拉伯書籍了解了火藥。火藥武器通過戰爭傳播到阿拉伯國家。成吉思汗西征,蒙古軍隊使用火藥武器。公元1260年,元世祖的軍隊在敘利亞戰爭中戰敗,阿拉伯人繳獲了火箭、毒拔罐、火炮、雷電等火藥武器,從而掌握了火藥武器的制造和使用。阿拉伯人與壹些歐洲國家進行了長期的戰爭。在戰爭中,阿拉伯人使用火藥武器。比如阿拉伯人進攻西班牙巴沙時就使用了火藥武器。在與阿拉伯國家的戰爭中,歐洲人逐漸掌握了制造火藥和火藥武器的技術。

火藥和火藥武器傳入歐洲,“不僅改變了戰爭方法本身,也改變了統治與奴役的政治關系”。“之前固若金湯的貴族城堡石墻抵擋不住市民的炮火,市民的子彈穿透了騎士的盔甲。貴族的統治隨著穿著盔甲的貴族騎兵壹起滅亡了。隨著資本主義的發展,新型精英火炮在歐洲工廠制造,裝備強大艦隊,起航征服新殖民地……”

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