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第29章 科技发明(2)

战国时期的李冰于公元前3世纪在四川省灌县修建了安蓝桥。这是世界最早修建的竹缆链桥,也就是我们通常所说的吊桥。

安蓝桥总长为320米,有8个孔,整个结构中没有一块金属材料。此吊桥上铺了板便于人们行走。这种用竹子做的索桥是极有效的,整个缆索是以竹子为内芯,外边包着从竹子外层劈下的竹条(蔑片)编成的“辫子”。编成辫子是因为蔑片把内芯缠得越紧,缆索的强度就越大,从而增加了安全因素。这在世界上来说是最早的,也是最先进的。

公元1世纪我国的古人又发明了铁吊桥。这桥可用于通行车辆。1655年到中国访问的西方人马丁·马蒂尼曾描述过贵州境内一条河上的铁索桥,并编在那个时期有名的巨著《中国图集新编》中。西方的第一座吊桥,即温奇桥,是1741年建成的,跨于英格兰的提兹河上,它只有缆索而没有桥面供车辆通行。由于欧洲人于1809年才建成第一座可以通行车辆的吊桥,因此在这方面中国人比西方要领先一千八百年以上。

中国科学制图学的创始人是谁?

中国古代的制图技术非常发达。有一个叫做裴秀的人,是西晋著名的地理学家、制图理论家。李约瑟称他为“中国科学制图学之父”,与欧洲古希腊著名地图学家托勒密齐名,是世界古代地图学史上东西辉映的两颗灿烂明星。

裴秀在地图学上的主要贡献,在于他第一次明确建立了中国古代地图的绘制理论。他总结我国古代地图绘制的经验,在《禹贡地域图》序中提出了著名的具有划时代意义的制图理论--“制图六体”。

所谓“制图六体”就是绘制地图时必须遵守的六项原则,即:分率(比例尺)、准望(方位)、道里(距离)、高下(地势起伏)、方邪(倾斜角度)、迂直(河流、道路的曲直),前三条讲的是比例尺、方位和路程距离,是最主要的普遍的绘图原则;后三条是因地形起伏变化而需考虑的问题。这六条原则的综合运用正确地解决了地图比例尺、方位、距离及其改化问题。所以制图六体成为我国明代以前地图制图学理论的基础,在我国和世界地图制图学史上有重要地位。

“指南鱼”是怎么发明的?

指南鱼是中国古代用于指示方位和辨别方向的一种器械。公元960年,宋太祖建立宋朝,结束了五代十国时期的封建割据局面。

北宋时候,农业、手工业和商业都有了新的发展。在这个基础上,我国的科学技术获得了辉煌的成就。宋朝时候,我国指南鱼在指南针的制造方面,跟造纸法和印刷术一样,也有很大的发展。大约在北宋初年,我国又创制了一种指南工具--指南鱼。当时有一部有名的军事著作,叫《武经总要》,其中说:行军的时候,如果遇到阴天黑夜,无法辨明方向,就应当让老马在前面带路,或者用指南车和指南鱼辨别方向。《武经总要》这部书是在北宋仁宗庆历四年(公元1044年)以前写成的。这就是说,在那个时候,我国已经有指南鱼,并且把它应用到军事方面去了。

指南鱼用一块薄薄的钢片做成,形状很像一条鱼。它有两寸长、五分宽,鱼的肚皮部分凹下去一些,它像小船一样,可以浮在水面上。钢片做成的鱼没有磁性,所以没有指南的作用。如果要它指南,还必须再用人工传磁的办法,使它变成磁铁,具有磁性。

北宋时,曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的方法:“用薄铁叶剪裁,长二寸,阔五分,首尾锐如鱼型,置炭火中烧之,侯通赤,以铁钤钤鱼首出火,以尾正对子位,蘸水盆中,没尾数分则止,以密器收之。用时,置水碗于无风处平放,鱼在水面,令浮,其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法,它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。铁片烧红后,温度高于居里点,铁片中的磁畴便瓦解而成为顺磁体,蘸水淬火后,磁畴又形成,但在地磁场作用下磁畴排列有方向性,故能指南北。因我国长江黄河流域一带地磁有大约50度左右的倾角,而以一定角度放入水中,则使鱼磁化的有效磁场强度增大,磁化效果更好。

后来,指南鱼进行了改进,它与《武经总要》一书记载的不一样,是用木头刻成鱼形,有手指那么大,木鱼腹中置入一块天然磁铁,磁铁的S极指向鱼头,用蜡封好后,从鱼口插入一根针,就成为指南鱼。将其浮于水面,鱼头指南,这也是水针的一类。

我国人民发明指南鱼,这是一个很大的进步。这说明我国人民在九百多年前就已具有相当丰富的磁铁知识了。

使用指南鱼,比使用司南要方便,它不需要再做一个光滑的铜盘,只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平,也不会影响指南的作用,因为碗里的水面是平的。而且,由于液体的摩擦力比固体小,转动起来比较灵活,所以它比司南更灵敏、更准确。

你知道信封的来历吗?

信封起源于两千多年前的秦汉时代。当时,文书和书信大都是刻写在木板和竹简上,为了保护书信完整无损,就用两块刻成鲤鱼形的木板夹在文书简牍的外面。木板上还刻有三道线槽,用绳捆绕三圈,然后再穿过一个方孔缚住。在线端或交叉处加以检木,封上黏土并加盖印章,以防私拆。这就是中国历史上最早的信封。

魏晋以后至南北朝时期,书信材料逐渐由木质演化为纸质。信封改为由两片厚蓝纸制成,但两边还画有鲤鱼图,自然不再用泥封了。直到盛唐时期,中国人仍在仿制鲤鱼形信封。所以,中国古代又把信封称为“双鲤”、“鳞鸿”。

我国古人的被中香炉究竟是什么样的?

被中香炉是中国古代盛香料熏被褥的球形小炉。它的球形外壳和位于中心的半球形炉体之间有两层或三层同心圆环。炉体在径向两端各有短轴,支承在内环的两个径向孔内,能自由转动。

同样,内环支承在外环上,外环支承在球形外壳的内壁上。炉体、内环、外环和外壳内壁的支承轴线依次互相垂直。炉体由于重力作用,不论球如何滚转,炉口总是保持水平状态。

被中香炉的最早记载为西汉司马相如的《美人赋》。被中香炉1963年在西安沙坡村出土的唐代银质被中香炉,球体外径50毫米,制作精细、镂刻雅致。被中香炉不仅是一种艺术珍品,从机构学的观点看,也是一项重要创造。

古灯的燃料主要有哪些?

古灯的燃油主要是动物油,以牛油居多,植物油主要是麻籽油、白苏籽油、乌桕油、油菜籽油、棉籽油、桐油等。

油灯的灯芯是由火炬演变而来的。用麻去皮捆绑做成的灯芯叫“麻蒸”,特点是硬挺,可插在灯盏中心的支钉上。战国、秦、汉的油灯大都如此。云南出产的一种松软的灯芯草,绑在几根细细的竹条上就成了灯芯。棉纱灯芯产生较晚,因柔软不能插在支钉上,而置放于灯盏中心的小圆台上。宋元时期除上述光源燃料外,还用石油当作照明燃料。

另外,据考古发现,我国在西汉已经有蜡烛和烧蜡烛的“烛灯”,但仅限于广东地区,直到晋代蜡烛才普及开来。由于蜡的取材面很窄,所以仅为贵族使用。

明清时期,蜡烛的取材变得丰富,植物油成为制造蜡烛的原料,蜡烛逐渐普及到中下层社会。清代制蜡工艺进一步改进,特别是宫廷所用蜡烛,除根据场合和用途不同有大小之分外,许多蜡烛装饰盘龙和云龙等彩色花纹,使蜡烛成为一种工艺品。

古人在雨天有雨衣穿吗?

早在周代,人们已使用起雨衣。最早的雨衣为草制品,名“蓑”,又称“蓑衣”。《诗经·小雅·无羊》:“尔牧来思,何蓑何笠。”汉代的毛亨注释:“蓑,所以备雨;笠……草衣也。”蓑草为贱物,轻易可得,在很长时期内,人们不分尊卑,外出遇雨,都穿这种蓑衣。

随着时代的进步,有了比蓑衣进一步的雨衣,是用丝绢一类纺织品涂上油以后做成的,因称“油衣”、“油帔”。除蓑草、油绢外,古代雨衣还有用粗麻、棕丝等材料制成的。

《北齐书·文苑传》中有“首戴萌蒲,麻制成的雨衣”。棕丝是棕榈树皮上的一种纤维,经过加工、整理,也可以编织成雨衣,俗谓“棕衣”。与此类似的材料,还有油葵叶,也非常适宜制作雨衣。不过这种雨衣仍以农夫、渔人所着为多,士宦之家的雨衣,则多用油绢来制作,取其质轻。

明代以后,雨衣的制作日益考究,所用材料也有多种。贵族男女的雨衣,则用一种柔软而不渗水的高级玉草编织而成,取名为“玉针蓑”。

古代是用什么做染料的?

中国古代用于着色的材料可分为矿物颜料和植物染料,其中以后者为古代主要的染料。古代先民很早就掌握了多种植物染料的性质,植物染料在染制时,其色素分子是通过与织物纤维亲合而改变纤维的色彩,所着之色虽经日晒水洗,均不易脱落或很少脱落。

利用植物染料,是我国古代染色工艺的主流。自周秦以来的各个时期生产和消费的植物染料数量相当大,明清时期除满足我国自己需要外,开始大量出口,而用红花制成的胭脂绵输到日本的数量更是可观。

古代常用的植物染料实在多不胜数,古人根据不同的染料特性而创造的染色工艺有:直接染、媒染、还原染、防染、套色染等。染料品种和工艺方法的多样性使古代印染行业的色谱十分丰富,古籍中见于记载的就有几百种,特别是在一种色调中明确地分出几十种近似色,这需要熟练地掌握各种染料的组合、配方及改变工艺条件方能达到。

越王勾践剑为什么不上锈?

越王勾践剑穿越了两千多年的历史长河,但剑身丝毫不见锈斑。它千年不锈的原因是什么呢?专家们认为,这主要是这把剑埋藏的环境条件所致。

越王勾践剑的含铜量约为80%~83%,而铜是一种不活泼的金属,在日常条件下一般不容易发生锈蚀,这是越王勾践剑不锈的原因之一。

再来看看越王勾践剑所处的外部环境:墓葬深埋在数米的地下,一椁两棺,层层相套,椁室四周用一种质地细密的白色黏土、考古学界称之为白膏泥的填塞,其下部采用的还是经过人工淘洗过的白膏泥,致密性更好。加上墓坑上部经过夯实的填土等原因,使该墓的墓室几乎成了一个密闭的空间,这么多的密封层基本上隔绝了墓室与外界之间的空气交换。

现代科学研究表明:在完全隔绝氧气的条件下,即使在中性或微酸性的水中,钢铁都不会生锈。这是越王勾践剑不锈的原因之二。

望山一号楚墓处在现代荆州附近的漳河二干渠上,地下水位较高,该墓的墓室曾经长期被地下水浸泡,地下水酸碱性不大,基本上为中性,这从该墓出土的大量精美的漆木器保存情况较好而得到证实。地下水浸泡后,墓室内空气的含量更少。这是越王勾践剑不锈的原因之三。

你了解我国的“唐三彩”吗?

唐三彩是一种盛行于唐代的彩陶工艺品,以黄、白、绿为基本釉色,以造型生动逼真、色泽艳丽和富有生活气息而著称。唐三彩的诞生已有一千三百多年的历史了,它吸取了中国国画、雕塑等工艺美术的特点,采用堆贴、刻画等形式的装饰图案,线条粗犷有力。

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