中國的三十大發明 (四) | 郭譽申

前文 中國的三十大發明 (一)中國的三十大發明 (二)中國的三十大發明 (三) 已簡單介紹21項大發明,本文繼續完成剩下的9大發明。

  1. 火葯

火葯的主要成分是硝石、硫黃和木炭。中國古代的煉丹家早在春秋戰國時代就已使用硝石和硫黃煉製長生不老的丹葯,逐漸發現了硝石和硫黃的燃燒爆炸性能,至遲到唐朝中期(9世紀初)已經發現火葯的配方。火葯用於軍事目的始於北宋(10世紀後期)。

  1. 指南針

指南針與指南車易混淆,其實兩者無關,前者是磁性指向器,而後者是機械性指向器。中國很早就發現磁針的指向性,東漢的《論衡》裡有:「司南之杓,投之於地,其柢指南。」而更早的《韓非子》就已提到「司南」。根據考證,司南就是指南針。指南針被製做成羅盤,多被用於占卜、堪輿、旅行等。至遲到12世紀初,羅盤己被用於航海,成為航海的極重要裝備。

  1. 深井鑽探技術

中國自戰國末就開始井鹽的開採,在北宋中期以前,採用大口淺井技術,以人力挖掘方法鑿井。北宋中期之後,開發出小口深井技術,井徑30厘米左右,井深可達800米以上,以鐵製鑽頭借繩式衝擊鑽進法鑿井,採鹽同時還可兼採天然氣和石油。到16世紀,歐洲才仿效中國的鑿井取鹽技術,開始井鹽的開採。

中國的三十大發明7

  1. 精耕細作的生態農藝

中國因為人多地少,很早就採取精耕細作、生態農藝的生產與經營方式,既提高糧食產量,又盡可能保持生態平衡,做到對土地的永續利用。這包括一系列的技術措施,如土地合理利用與土壤改良、輪作復種與多熟種植、作物栽培、掌握農時、積肥施肥、選種育種、防治害蟲等多方面。

  1. 珠算

「珠算」一詞最早出現在東漢末數學家徐岳所著的《數術記遺》,該書記載了利用許多「珠」進行各種運算的算法,經歷多年演進,至遲到宋代已出現算盤,人們利用算盤上的珠,進行各種運算,就是珠算。算盤在元、明時得到普及,並在明代傳入東亞國家。在計算機出現以前,珠算無疑是最有效的計算工具。

  1. 曲蘖發酵

中國先民利用酒曲將榖物釀製成酒,已有幾千年歷史,這樣的釀造技術被稱為「曲蘖發酵」,用於釀造酒、醋、醬等許多發酵產品,與西方的釀造技術不同,在世界食林中獨樹一幟。

  1. 火箭與火銃

中國首先發明火葯,自然也最先把火葯用於軍事用途,發明了許多火器,即裝有火葯的武器。從北宋到明代中葉,大批火器相繼問世,大致可分為三類:火箭類火器(傳統的箭上裝置火葯)、爆炸類火器(可投擲的炸彈)和管形射擊火器(火銃,現代稱為槍、砲)。火葯和火器在13世紀隨著蒙古西征而傳入阿拉伯和歐洲。

  1. 青蒿素

東晉葛洪的《肘後備急方》(4世紀)裡「治寒熱諸瘧方」收載了40餘方劑,其第二劑即青蒿。1970年代,屠呦呦領導的中國科學家們在傳統中醫的基礎上,運用現代科學手段,從青蒿中提取出一種高效低毒的新型抗瘧疾葯-青蒿素,救治了數百萬瘧疾病人。

  1. 雜交水稻

選用兩個在遺傳上有相當差異,同時它們的優良性狀又能互補的水稻品種進行雜交,生產出的具有雜種優勢的第一代雜交種,就是雜交水稻。1964年,袁隆平開始研究雜交水稻,到1973年育種成功。他開發出的雜交水稻有較強的雜種優勢,產量比常規品種高15-20%。

 

中國的三十大發明 (三) | 郭譽申

前文 中國的三十大發明 (一)中國的三十大發明 (二) 已簡單介紹12項大發明,本文繼續之。

  1. 中醫診療術

中醫理論肇始於春秋戰國時期,《黃帝內經》全面總結了先秦時期的醫學成果和醫療經驗,後經歷代醫家的闡釋與發展,形成了以陰陽五行、藏(臟)象、氣血律液、經絡、病因、辯證和防治等為主要內容的中醫理論體系。雖然中醫不像西醫奠基於現代的化學和顯微技術,中醫仍有其獨到之處,如針炙、養生、氣候環境對人體的影響等。此外,中醫最早以「人痘接種」方法產生抗體來預防天花。

  1. 瓷器

製作瓷器的技術演進自製作陶器的技術,世界上許多地方都早有產製陶器,但是只有中國演進出製作瓷器的技術。考古研究證實早在東漢晚期(公元220年之前)浙江地區就已經燒製出瓷器。

中國的三十大發明5

  1. 中式木結構建築技術

中國傳統的木結構建築包括巧奪天工的榫卯結構(用於連接構件)、棟梁之材的梁架結構、「鉤心鬥角」的枓栱,以及獨特的模數制(各種尺寸標準構件)、具有優異抗震性能的結構體系等主要內容,每一項都足以令人意識到中國古代木結構建築技術的高超與精妙。

中國的三十大發明6

  1. 中式烹調術

中式烹調術用料豐富,以穀物、蔬果為主,而以肉食為輔,烹飪方法、調味手段繁多,菜餚風味紛呈,令人美不勝收。中式烹調術注重與養生結合,葯膳與素食製作精良,在世界各國的烹調術中可謂獨樹一幟。

  1. 繫駕法和馬鐙

古代馬是重要的交通工具,而騎兵在作戰時比步兵有很大優勢。繫駕法讓馬可以拉車,而馬鐙讓人騎馬時能較穩定,不易落馬。游牧民族先開始利用馬,但是農耕為主的中國多年改進繫駕法及發明馬鐙(4世紀),使人們利用馬更容易也更有效率。

  1. 印刷術

印刷術包括雕版(整版)印刷術和活字版印刷術。雕版印刷術始於何時,史學界長期有爭論,多數現代學者認為始於唐代初期(7世紀)。活字版印刷術由宋朝慶曆年間(11世紀)平民畢昇所發明,先使用泥活字,後有木活字、銅活字、錫活字。自唐代初期至清末約1300年間,中國一直以雕版印刷為主。

茶在中國的歷史非常悠久,《詩經》和《爾雅》裡都提到「荼」,而民間則傳說,神農氏嘗百草而發現茶能解毒。茶最初有許多不同名稱,如荼、檟、蔎、茗、詫等等,大約因為許多地方都產茶,於是各有不同名稱,到唐代陸羽著《茶經》,此後名稱逐漸統一。

  1. 圓儀、渾儀到簡儀

從文獻上看,中國自夏代開始的歷代王朝都有專職機構和官員,進行天象的觀察、研究和占驗,使天文學成為中國古代最為發達的科學領域之一。天文學是以觀測為基礎的定量科學,儀器與測量非常重要,中國歷代因此發明及改進了一系列基於天球赤道坐標系的天體觀測裝置-圓儀、渾儀和簡儀,一度領先於世界。

  1. 水密艙壁

中國最早帶有水密艙壁的船叫「八槽船」,由東晉時(5世紀初)反抗政府的盧循所建造。八槽船的特點是,利用不透水的水密艙壁將船體分隔成八個船艙,即使某個船艙破洞漏水,其他船艙不受影響,船舶仍可保持不致沉沒。馬可波羅在其遊記裡記述了水密艙壁技術,但歐洲到18世紀末才仿效此技術造船。

中國的三十大發明 (四)

中國的三十大發明 (二) | 郭譽申

前文中國的三十大發明 (一) 已簡單介紹4項大發明,本文繼續之。

5. 十進位記數法和籌算

中國傳統數學長於計算、算法和代數,從公元前二、三世紀古希臘數學衰微之後至14世紀初,長期廁身於世界先進水平,並且採取與古希臘數學迥然不同的形態,把幾何問題多轉換為算術、代數方法解決。中國在世界上最早使用十進位記數法及使用文明早期最便捷的計算工具-算籌 進行計算,這樣的算法當時稱為籌算。(軟體技術著重演算法,與數學的算法類似,筆者以為中國的軟體技術高超,很可能源於其數學算法的傳統和天賦。)

6. 青銅冶鑄術

青銅是純銅加入錫、鉛或鋁的銅合金,古時的青銅器埋在土裡後顏色因氧化而青灰,故名為青銅。與純銅相比,青銅的強度高且熔點低。青銅的鑄造性好,耐磨且化學性質穩定,因此適合製成各種器物。青銅冶鑄術包括采銅、煉銅、和鑄銅等相當複雜的技術體系,它們支撐起長達兩千年的商周青銅文明。

中國的三十大發明3

7. 以生鐵為本的鋼鐵冶煉技術

始於西周晚期,中國最早發明了生鐵冶鑄技術。以此為契機,湧現了鐵範(用以成批鑄造同形鐵器)、鑄鐵柔化術、鑄鐵脫碳成鋼、大型鐵鑄件等一系列發明創造,構成具有自身特色的、先進的鋼鐵冶煉技術體系,造就了歷時兩千餘年的輝煌的鋼鐵文明。

8. 運河與船閘

中國的運河建設歷史悠久,從開鑿相鄰流域的區間運河開始,最後形成以京杭運河為骨幹的溝通各大水系的全國水運網絡系統。運河的建設和發展展現了中國古代水利科技領先世界的成就,並對中國的社會發展產生重要影響。船閘是運河建設的一項關鍵技術,修建在地形坡度較陡,水面有較大落差的渠段上,用以調節運河的水深、流速和水面落差,以利於舟船的航行。船閘技術經多年演進,到宋代達於巔峰,已有現代船閘的雛形。

9. 犁與耬

犁與耬是相關聯的農機具,在農業史和機械史上占有重要地位。犁用於土壤的耕翻或深鬆,早在漢代即已出現,是當時世界上最先進的耕作機具,到唐代改進得更完善。耬用於播種,能較精確地控制播種量、穴距和播深。早在漢代即已開始使用耬播種,此後長期加以改進和完善,而西方直到18世紀才使用播種機播種。

10. 水輪

水輪是一種把水流動能或勢能(即位能)轉化為旋轉機械能的裝置。水輪有很多應用,例如以河水流過水輪,進而轉動輪軸,再撥動碓桿上下舂米,這樣自動舂米的機具,稱為水碓;水輪也被應用於引水灌田,被叫做筒車。水輪的出現標誌著人對自然能的認識和應用實現了重大的飛躍。

11. 髹飾

髹是用漆塗在器物上,髹飾古代指用天然漆塗飾器物,今人稱為漆藝。早在上萬年前,華夏先民就已經發現漆樹液有高度的黏性,可以用於器具的粘連加固,塗刷在木器或陶器上,便留下一層致密防水、堅固耐磨、美麗而有光亮的保護膜,能延長器物的使用壽命。經過長期的技術改進和完善,髹飾的呈現越來越豐美,而比現代的化工塗料符合環保。

中國的三十大發明4

12. 造紙術

依據文獻記載,東漢的宦官蔡倫發明造紙,不過現代考古發現了多處西漢(公元前206-公元25年)的遺址裡都有早期的紙-麻紙,因此蔡倫不是紙的發明者,他的貢獻在於總結前人製造麻紙的技術經驗,利用官方力量使之改進與推廣,他倡導研製楮皮紙,完成了以木本韌皮纖維造紙的突破。中國的造紙術歷經多年改進,到11、12世紀才通過阿拉伯傳入歐洲。(沒有紙,難怪中世紀的歐洲曾被視為黑暗時代)

中國的三十大發明 (三)

中國的三十大發明 (四)

中國的三十大發明 (一) | 郭譽申

筆者和多數台灣人一樣,自小就知道中國有四大發明,造紙術、印刷術、火葯和指南針。(台灣在「去中國化」,年輕人不知道是否還知道這些?) 中國有四大發明的說法從何而來?不是中國人說的,原來是西方人最先這樣說。始於十六、七世紀,起初西方人說中國有三大發明,印刷術、火葯和指南針,後來又加上造紙術。

中國只有這四大發明嗎?當然不只。中國在近代大幅落後西方,幾乎沒有人研究科技史,於是科技史的話語權落入西方,使中國的發明竟然全由西方人論斷!所幸近年中國重新崛起,積極投入科技史的廣泛研究。2014年3月「中華文化促進會」主持召開題為「中國人發明了什麼?」的諮詢會,聚集了幾乎中國大陸所有重要的科技史研究者,在會中和會後反復研討,決定挑選出中國的三十大發明,然後出版《中國三十大發明》(簡體書)。

《中國三十大發明》由華覺明、馮立昇主編,每一發明都牽涉特定的科技,由各別的專家撰文,因此作者共有三十多人,全書共六百多頁。這些發明中,有些是一般人早已熟知的,有些則不是那麼為人所知。筆者很高興從書中獲得不少過去不知道的科技史知識,因此寫此文及後續幾篇文章,介紹這三十大發明。筆者的介紹將非常簡略,因為這些發明牽涉太多科技,都超出我的專業和能力範圍,而且一般人大概也沒時間、沒興趣去詳細了解這些發明和科技。特別有興趣科技史者則請直接閱讀原書。

大發明有三十項之多,總得有個排序。書中是根據發明的始創年代或其成熟時期的早晚來排序,筆者也按此順序介紹這三十大發明。(不過一項發明常經歷多年的改進和演變,按照發明產生的時間排序是不可能完全精確的。) 以下是對各項發明的簡介:

1. 粟作

粟作包含两種作物,粟(古又稱為稷)和黍,在古書中頗多提及。距今11000年以前,中國北方就已開始栽植及利用這兩種作物,把野生物種加以馴化,逐漸形成了一整套的耕作栽培技術。在廣泛栽植稻米以前,粟是中國最主要的糧食作物。

2. 稻作

稻作約在萬年前即已出現在中國南方,卻到千年前才得到長足的發展,成為高產量作物。唐宋以後,隨著人口的增加,經濟重心的南移,稻米取代粟,成為中國最主要的糧食作物,每年都有大量稻米由南方運到北方。

3. 蠶桑絲織

早在5000年前中國就己經開始利用家蠶進行絲綢主產,並開始了家蠶的馴化。繅絲織綢包含許多技術,如繅絲車、織機和提花機(把圖案儲存,然後重覆複製到絲綢上)等。中國絲綢以它獨有的魅力,通過「絲綢之路」,把歐亞大陸聯繫在一起。

中國的三十大發明1

中國的三十大發明2

4. 漢字

世界上有許多文字,漢字無疑是非常獨特的一種。多部古書上都提及黃帝時代的倉頡造字,但是考古發現,七、八千年前的墓葬裡就有像是文字的符號,因此文字的出現很可能早於黃帝、倉頡時代,而倉頡對文字進行了收集、整理和規範的工作。被發現、成系統、最早的漢字是殷商的甲骨文,距今三千多年。書法的審美內涵使漢字更卓立於世。

中國的三十大發明 (二)

中國的三十大發明 (三)

中國的三十大發明 (四)