正文 第三十七章科技發明(3 / 3)

針灸我國古代獨特的醫療方法。其前身為砭石療法,起源於新石器時代。砭石醫療範圍廣泛,有用於熱熨、按摩、叩擊及切割瘡癰的各種砭石,形狀各異。湖南華陽長崗廟、湖南益陽鹿角山等新石器時代遺址,湖南石門和河南鄭州商代遺址,江西上高縣戰國墓,明正統針灸銅人

皆曾出土醫用砭石。河北滿城出土的西漢針灸用的金針,是我國最早發現的金屬針實物。先秦及漢代醫學古籍中有用針灸醫治疾病的記載,春秋時名醫扁鵲即精通針灸術。針灸是依靠針刺或艾灸刺激人體一定部位,以調整人體機能達到治療目的的療法。長沙馬王堆漢墓出土古醫書《足臂十一脈灸經》、《陰陽十一脈灸經》及《五十二病方》中所載人體經脈名稱,皆以針灸該脈時所出現的感覺傳導主要路線命名,為經脈學說的雛形。晉代,皇甫謐研究針灸學,著《針灸甲乙經》一書,總結了我國三世紀前以前針灸學的成就,共厘定六百五十四個經穴。唐代,國家醫學研究機關太醫署專門設立“針博士一人、針助教一人、針師十人、針工二十人、針生二十人,針博士掌教針生以經脈孔穴,使識浮沉澀滑之候,又以九針為補瀉之法。”(《舊唐書·職官誌三》)名醫孫思邈和王燾並繪製大型彩色針灸掛圖,以不同顏色標出人體周身的十二經脈和奇經八脈,將圖列入國家醫學教材。至北宋天聖五年(1027),醫學家王惟一受命鑄針灸穴位銅人模型兩具,結構巧妙,並著《銅人腧穴針灸圖經》,共記三百五十四個穴名,六百五十七穴,不僅刊刻頒行,而且刻石保存,對宋代針灸學作出重大貢獻。此外名著尚有許希《神應針經要訣》、王執中《針灸資生經》、聞人耆年《備急灸法》。此後,明、清太醫院及民間皆曾製造針灸銅人,明正統(1436—1449)間所造銅人,為八國聯軍中帝俄軍隊劫去,今存放於列寧格勒博物館。曆代醫學家創造了多種多樣的針刺方法和灸療方法,如火針、溫針、梅花針、藥餅灸法、燈火燋法、雷火針、太乙針等。513年及550年,先後由醫生楊爾與知聰,去日本講授醫學及攜去大批中國醫籍與針灸圖。552年,梁簡文帝贈日本《針經》一部。朝鮮古代的新羅、百濟、高麗等國,根據唐代科舉製度,規定學習科目,包括醫學在內。1136年高麗正式規定中國古醫書《針經》、《黃帝明堂經》、《針灸甲乙經》為學習針灸醫學的必修課程。宋、元以後,針灸學被介紹傳播到非洲、歐洲,英、法、德、荷、奧等國開始將針灸應用於臨床和研究,同時並翻譯部分中醫針灸著作。我國針灸療法不僅是中醫學的重要組成部分之一,同時也為人類保健和醫藥科學的發展作出了很大貢獻。

房中醫學我國古代醫學的一個分支。即有關性醫學、性保健的論述與研究。也稱房中術。先秦以前,思想家即普遍認識到性欲為人的本性。其中,儒家特別重視婚姻之道,但由於其適應父權製宗法社會的傾向,所注意的僅是倫理關係,對男女性生活的生理、心理甚少研究;與之相反,道家哲學帶有濃厚的母權製色彩,其中的部分人為追求長生不老,肉體不朽,熱衷於各種煉丹術與性實驗,崇拜婦女,對房中醫學作出了傑出的貢獻。至兩漢時期,仍有較大發展,據《漢書·藝文誌》記載,當時屬於“房中”的著作有《容成子陰道》、《務成子陰道》、《堯舜陰道》、《湯盤庚陰道》、《天老雜子陰道》、《天一陰道》、《黃帝三王養陽方》、《三家內房有子方》,共八種一百八十六卷。所謂“陰道”,即“接陰之道”,意謂性生活的原理與法則,其書皆假托古代聖賢君王,以講述其醫理。今已全部失傳。但長沙馬王堆出土的竹簡中,保存有《十問》、《合陰陽》、《天下至道談》等房中醫學專書。此外,帛書《養生方》、《雜療方》中亦有談論性保健的內容。它們成書當在先秦至漢初,是迄今我國發現最早的房中醫學文獻。《十問》論述服食滋陰之品、交接而不瀉精、氣功導引、節製房事;《合陰陽》論兩性交合方法;《天下至道談》論房室損益;《養生方》與《雜療方》中論述男女性器官與性功能及胎教,皆有相當精辟之處。此後,《內經》於人的生長發育與生殖作了闡述。魏晉南北朝時期,道教學者葛洪的《抱樸子》中收載了《元陽子經》、《玄女經》、《素女經》、《彭祖經》、《容成經》、《六陰玉女經》等房中書的目錄,並對房中養生加以論述。隋、唐時期,《隋書·經籍誌》載錄房中書十一種三十四卷、《雜嫁娶房內圖術》四卷,對房中醫學最有研究的為大醫學家孫思邈,其《備急千金要方》中有《房中補益》一篇。此外,公元982年日本丹波康賴氏所編《醫心方》,其卷二十八《房內》一章,輯錄有我國唐代以前的許多房中專書的論述,如《玉房秘訣》、《素女經》、《玄女經》、《玉房指要》、《洞玄子》、《產經》、《大清經》,共收載專論三十篇,內容十分豐富,是研究我國古代房中醫學的重要文獻。兩宋以後,理學盛行,房中醫學受到束縛,無明顯發展,《五代史》、《宋史》以下,皆不收載房中著作。討論房中醫學的有道教書《雲笈七籤》、宋陳自明《婦人大全良方》、元朱震亨《格致餘論》、李鵬飛《三元延壽參讚書》、明萬全《萬氏家傳養生四要》、明徐春甫《古今醫統》、張介賓《景嶽全書》、高濂《遵生八箋》、清汪昂《勿藥元詮》、沈嘉樹《養病庸言》等著作。中國古代的房中醫學,唐以前多為專著,宋以後受到壓抑,主要在綜合性醫著或養生著作中,繼續研討。其精華部分,包含豐富的科學內容,在性生理學、性心理學、優生學、養生保健等方麵,至今仍能給人以多方麵的有益啟示,並在世界性醫學史上占有光榮的地位。

種痘法我國古代對天花的預防方法。免疫的思想概念起於曆史上“以毒攻毒”的治病方法。公元4世紀初,晉代葛洪《肘後方》中有用狂犬的腦敷貼在被狂犬咬傷者傷口,以防治狂犬病的記載,可看作預防接種免疫病苗的先驅。公元1世紀時,天花病由戰爭俘虜傳入我國,稱為“虜瘡”。後世醫籍中又稱天行斑瘡、豌豆瘡、登豆瘡、皰瘡、豆瘡、斑豆瘡、麩豆瘡、天行豆瘡、斑瘡等。此病凶險,死亡率高,具傳染性,幸存者多變為麻麵,一直缺少有效的治療與預防方法。明、清時,交通發達,人口流動量大,天花流行為害猖獗。傳說,清順治帝福臨即因天花而死。史料記載,我國種痘法發明於16世紀下半葉,其法有四種:痘衣法、痘漿法、旱苗法、水苗法。痘衣法,是以患者染痘漿的襯衣,給小兒穿著,使其感染,發生輕微病症,達到終身免疫的效果。痘漿法是用棉花蘸染痘瘡漿,塞入接種者鼻孔,使其感染,旱苗法是將患者痘痂陰幹研細,以銀管吹入接種者鼻孔,水苗法是將痘痂研細用水調勻,用棉花蘸上塞入接種者鼻孔。其中,以水苗法較先進。最初,從患者直接取得痘痂應用,稱為“時苗”,感染後危險性較大,後改用經過人體多次連續接種的痘痂作疫苗,稱為“熟苗”,毒性減退,使用安全。所收取痘痂要求光圓紅潤,包好裝入瓷瓶,以備應用。其培育方法與20世紀初製成的“卡介苗”的定向減毒選育,毒性汰盡,抗原性獨存的原理相一致。種痘法初行於明隆慶間的寧國府太縣(今安徽太平縣),其後,明末喻昌《寓意草》、清初董含《三岡識略》、張琰《種痘新書》、張璐《醫通》諸書,記載種痘法在17世紀已推廣到全國大多數地區,張琰謂“種痘者八九千人,其莫救者,二三十耳”,死亡率和危險性僅千分之三左右。人痘接種法於清初傳到國外,1688年,俄國派醫生來北京學習接種方法,以後由俄國傳至土耳其,1717年以後由英國駐土大使夫人傳至英國,盛行後再傳到歐洲各國及印度。日本等國則由我國直接傳至。直至1805年,英國醫生琴納於1796年試驗成功的牛痘接種法傳入我國以前,人痘接種法有效地保衛了我國兒童和成人的健康。1805年以後,我國逐漸采用比人痘更為安全的牛痘。用種痘法預防傳染病天花是我國醫學在免疫法應用的突出成就,是我國對世界醫學的一大貢獻。

印染我國古代用顏料染色,起源於舊石器時代,北京周口店龍骨山發現,距今一萬八千年前的山頂洞人,已用赤鐵礦粉塗染裝飾品。寶雞北首嶺發現的新石器時代(距今六千多年)的墓葬中,出土有紫色與紅色顏料,有的已製成錠狀。《周禮·天官》記載,“染人掌染絲帛”,為專管染織物的官吏,染色的步驟則有煮、曝、染等。古代所用染料有礦物染料(石染)和植物染料(草染)。礦物染料有染紅的赤鐵礦和朱砂,染黃的石黃,染綠的石綠,染白的絹雲母等。植物染料有染藍的藍草,染紅的茜草、紅花、蘇枋木,染黃的梔子、槐樹花、藎草、黃檗樹、柘木、櫨木,染紫的紫草,染褐的桑樹皮,染淡黃的冬青葉、櫟樹、五倍子(加入鐵鹽,此三樣可呈黑色),等等。戰國時成書的《周禮·考工記》記載有將織物或紗線利用陽光曝曬達到漂白的“暴練”技術。《史記·淮陰侯列傳》中同情落魄的韓信,施以飯食的“漂母”,即是專門從事織物漂白的婦女。《貨殖列傳》記載當時栽種千畝卮(梔子)、茜草以為染料的地主,收入可與千戶侯等。周代至漢代已懂得用一種染料套染和用不同的染料套染,以形成深淺不同的各種色調。《詩經》中提到麻織和毛織物的顏色已是五光十色,至西漢時期,色譜大大豐富,有長沙馬王堆一號漢墓出土的紡織品色物。隋唐時期,染色工藝大發展,新疆阿斯塔那出土的刺繡品,其底色就有大紅、正黃、葉綠、翠藍、寶藍、湖藍、絳紫、藕荷、古銅等。至明代,色譜更趨精細,據《天工開物》,僅染紅色就有蓮紅、桃紅、銀紅、水紅、木紅,染黃色有赭黃、鵝黃、金黃等,表明當時在選用染料及掌握染色技術上,已十分成熟。我國春秋戰國時期,凸版印花技術得到發展,西漢時達到較高水平,馬王堆西漢出土文物中,印花敷彩紗和金銀色印花紗,即為凸版印花與手工彩繪技術相結合的產品。至隋唐時,凸版印花絲織品通過“絲綢之路”傳入西域。科技史界或認為,隋唐木版印花技術對宋代活字印刷術的發明有一定影響。明清時仍盛行凸版印花,當時以杭州所雕花版圖樣最新最好。公元五六世紀時,此項技術傳至日本,14世紀傳至歐洲意大利,至17世紀西歐各國才普遍掌握凸版印花。凸版印花是今天滾筒凹紋印花的前身。鏤空版印花法秦漢時已有,稱為“夾纈”,至北魏、隋、唐,成為大規模生產,至宋代已專門化。其產品不僅用於宮廷婦女穿著,唐、宋時的軍服,也曾采用夾纈印花的衣料。其法隋唐時傳至日本,宋以後傳到西歐。鏤空版印花版也從木質、紙質一直發展到現在的篩網版。蠟染、鹼劑防染法、絞纈染,也是我國勞動人民發明的獨特的印花技術。最遲在秦、漢時期,西南兄弟民族已掌握蠟染,當時所染藍白花紋的布稱“闌幹斑布”,傳到中原後,晉代時已能染出十種彩色,至今猶為我國特色產品,暢銷國內外。鹼劑防染法、絞纈法均產生於古代,唐代鹼劑防染法所印花絹十分美觀,宋代所印布稱“藥斑布”,青白相間,有人物、花鳥、詩詞各式,主要用作帳幔,其法今某些地區仍在使用。絞纈自東晉至唐,產品花色繁多,唐代婦女尤喜穿著,北宋時也甚為流行,元明時繼續發展。後更為先進的拔染技術即從絞纈染發展而來。

金丹術亦稱煉丹術、煉金術、點金術等。中國古代的一種方術。可分為煉金和煉丹兩部分,煉金即製造金銀等貴金屬,煉丹是製造使人長生不老的仙丹。古代金丹家相信,丹製成後,也能點化別種物質成金銀,以此金銀製成飲食之器,也能使人長生不死。金丹術萌芽於秦始皇時。漢代,武帝熱衷於神仙、長生之術,曾令方士李少君等以丹砂及別種藥劑試煉黃金,見載於司馬遷《史記》。同一時代,淮南王劉安也信方術,其命人所編撰的《淮南子》及《淮南萬畢術》中提到煉金丹用的汞(水銀)、鉛、丹砂、曾青(銅礦之一)、雄黃(砷的硫化物)等藥物,以及一些化學變化。東漢末,道教興起,企求成仙,此後煉金煉丹成為道教修煉的重要內容。東漢末魏伯陽所著《周易參同契》(公元2世紀初),是世界上現存煉金煉丹書中最古的專著,比歐洲希臘文抄本公元10世紀的《聖馬克書稿》約早數百年。《周易參同契》所提到的化學物品有汞、硫、鉛、丹砂、膽鞏、雲母、氧化銨、銅、金等。至晉代,天師道學者葛洪著《抱樸子》,其內篇專論神仙及金丹術,涉及到的藥品大為增加。梁代,陶弘景也從事煉金丹。唐、宋兩代,金丹術最盛,煉金丹著名的有孫思邈、孟詵、陳少微、張果、獨孤滔,以及吳悮、白玉蟾等,多有著作流傳於世。由晉至唐,因服丹藥致病致死者,有晉代賈後、皇甫謐、魏道武帝、唐太宗、憲宗、穆宗、敬宗、武宗、宣宗、李道古、李抱真等。清雍正帝,傳說亦因服金丹致死。煉金煉丹術的工作雖未製造出仙丹與黃金,但其重要的貢獻在於:(1)通過大量的試驗,對物質和物質間的變化規律有了進一步的認識,如對化合與分解,氧化與還原,化學反應的可逆性等。(2)某些具體的發明與創造。如梁陶弘景為發明膽水煉銅法奠定基礎;漢代即能從丹砂中提取汞(水銀),並用金、銀、錫、鉛等與水銀製成汞合金,以鉛汞合金用為製鏡的拋光劑;晉代時,已找到能化學溶黃金成液體的“金液方”;製成化學藥物,用於醫療,《本草綱目》中記載二百七十種無機藥物的化學性質以及蒸餾、升華、重結晶、沉澱等技術,其法皆來自金丹術;唐至德年間,馬和的《平龍認》一書,已提出空氣和水中有陰氣(氧氣)存在以及製備陰氣(氧氣)的方法;至遲在公元7世紀,我國煉丹家就發明了火藥。無疑,煉金丹術促進了藥物學的發展,並為火藥的用於軍事提供了基礎。(3)煉金丹術在唐、宋時西傳至阿拉伯,經發展後傳至西歐,歐洲在18世紀末到19世紀初,發展成為科學的化學。因而,英國科學史家李約瑟認為中國煉金丹術是“整個化學最重要的根源之一”。

造紙中國古代四大發明之一。我國商代,文字刻寫於龜骨、獸骨之上,此外青銅器上亦刻鑄有記事銘文。後因文化發展需要,又將文字刻寫在竹木簡上,以繩索串連成“冊”,由於體積大而且重,到秦漢時期,開始用縑帛書寫。縑帛昂貴,文化傳播受到限製。西漢時,開始出現麻質纖維做成的麻紙,1933年新疆羅布淖爾古烽燧遺址中首次出土西漢宣帝黃龍元年(前49)時的麻紙,古代造紙工藝流程

1973—1974年在甘肅居延的西漢肩水金關故址出土不晚於宣帝甘露二年(前52)及哀帝建平元年(前6)的麻紙。此後,1978年12月於陝西扶風縣太白公社中顏村西漢窖藏中,也掘出不晚於西漢宣帝時的麻紙。此外,新疆、甘肅、內蒙等地出土的東漢紙,也為麻紙。足證公元前2世紀至公元1世紀,即西漢初至東漢初,已采用麻等織物纖維製造作書寫等用途的紙。經造紙史研究家潘吉星鑒定舊時謂最初的紙由蠶絲纖維構成,乃是誤傳,漢代至清以及歐、亞國家所傳古紙,全為植物纖維紙,而無一絲質纖維紙。古人所說高麗紙“以綿、繭造成,色白如綾”,原料實為桑皮。至東漢初建武元年(25),光武帝“車駕徙都洛陽,載素、簡、紙經凡二千輛”(漢應劭《風俗通》),建初元年(79),漢章帝令博士賈逵選二十人,教以《左氏傳》,賜給“簡、紙經傳各一通。”可見在東漢初早已用麻質紙張抄寫儒家經典,以為書籍。至漢和帝永元(89—105)間,已有產紙之地每年向朝廷供獻紙的製度。後漢末,專門管理禦用紙筆的官員為少府守官令。蔡倫為和帝時宦官,總結前人造紙經驗,用植物纖維並利用廢料麻頭、破麻布等作原料造成麻紙,其質細軟,厚薄均勻,造價較廉,用其法所造之紙稱“蔡侯紙”。此後,東漢末左伯所造紙更為白潔細膩,與張芝所製的筆、韋誕所製的墨,同為名貴的書寫材料和工具。東漢造紙技術的改進,使紙能在全國推廣普及,大大促進了我國文化的傳播,晉代桓玄曾下令用紙代替竹木簡,運用行政的力量推廣用紙。唐代以下,由於雕板印刷的發明及書法繪畫的發展,進一步與造紙技術互相促進,造紙業盛況空前,已能因地製宜,用多種原料在全國各地生產不同種類的專用紙和加工紙,產量與質量都大有提高。唐宋時,今江蘇、浙江、安徽、江西、湖南、湖北、四川都是著名造紙產地,廣東、福建、陝西、山西、山東也有著名品種。造紙技術還傳入了新疆、西藏和雲南。公元384年,東晉時僧人摩羅難陀將造紙術帶到百濟(朝鮮古國名)。公元610年,朝鮮僧人曇征將造紙術傳入日本。西晉以前,我國紙張傳入越南,不久,越南掌握了造紙術。唐代,中國僧人將紙張帶到印度抄寫佛經,至7世紀末以後,印度學會造紙,11世紀末才普遍使用。3世紀以後,紙張通過“絲綢之路”西傳至阿拉伯。8世紀前後,阿拉伯地區因戰爭俘虜唐代造紙工匠而學會造紙。12世紀初,紙與造紙術從埃及傳到西班牙,此後經過五個世紀,歐洲各國才先後設廠造紙。紙的發明及其生產技術的傳播,對促進科學發展,加強各國和各民族間的文化交流,具有極重要的意義。造紙術是中華民族對人類社會發展的偉大貢獻之一。

指南針我國古代四大發明之一。春秋戰國時期,我國人民在冶煉金屬的實踐中,發現磁石和它能吸鐵及指示方向的性能。當時用天然磁石作為尋礦的指示標誌。《管子·地數》篇謂“上有慈(磁)石者下有銅、金。”慈石,指磁鐵礦。《呂氏春秋》中有“慈石引鐵”的記載。《韓非子·有度》指出迷失方向時,應“立司南以端”。“司南”即指示南方的簡單裝置。通稱“指南針”。最初用天然磁石琢成,形狀像勺,底圓,可在平滑的地盤上自由轉動,靜止時,勺柄即指向南方。東漢王充《論衡·是應》篇謂:“司南之杓,投之於地,其柢指南。”地,指漢代製成方形的地盤。地盤四周刻有八幹(甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸)與十二支(子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥),加上四維(乾、坤、巽、艮),共二十四向,用以配合司南定向。此後六朝至隋、唐,也有關於司南的記載。隨著航海業的不斷發展,人們發現人工磁化的方法,乃試製成高一級的磁性指向儀器。北宋曾公亮主編的《武經總要》及沈括《夢溪筆談》中,分別介紹了指南魚與指南針兩種儀器。指南魚是用薄鐵片裁成魚形,用地磁場磁化法使其帶有磁性,行軍時,魚形浮於水麵,即能指南。指南針是以天然磁石摩擦鋼針製得。沈括經反複試驗,最後采取用蠶絲單股細縷,以蠟將其粘在針腰中心,懸掛於無風處,此法靈敏度高,穩定性也好。較18世紀法國物理學家庫倫的縷懸磁針約早七個世紀。南宋末陳元靚《事林廣記》中介紹一種用下部支承方法製造的指南龜,與現代普通指南針采用方法相同,木龜安於竹釘之上,可自由轉動,轉動停止以後,就能顯示南北指向。沈括以後不久,北宋曾三導《因話錄》中記載,出現一種堪輿(察看風水)用的羅盤,稱為“地螺”,此時已將磁偏角的知識表示在羅盤上。此時的羅盤為水羅盤,即磁針橫貫燈芯浮於水麵以指南。也稱“浮針”。航海即用此種羅盤以定航向。至明代嘉靖間,又出現旱羅盤,以釘子支在磁針的重心處,更加適合於航海。南宋朱彧《萍洲可談》記述宋代廣州航海業興盛情況時說:“舟師識地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針。”吳自牧《夢粱錄》謂:“風雨冥晦時,惟憑針盤而行,乃火長掌之,毫厘不敢差誤,蓋一舟人命所係也。”至元代,指南針成為海上指航最重要儀器,並專門編製出羅盤針路,一路航線上一一標識明白。元代的《海道經》、《大元海運記》、《真臘風土記》中,皆有記載。指南針的使用,使海上遠航成為可能,為鄭和的七下西洋、開辟至東非的航線提供了可靠的保證。我國指南針大約在公元12世紀末至13世紀初由海路傳至阿拉伯,繼而傳至歐洲。至16世紀,歐洲人才改製成利用萬向支架的航海羅盤。我國指南針和羅盤的發明,促進了世界海上航運事業的發展,大大縮短了各大洲之間的距離,推動了各國人民之間的經濟文化交流。

火藥我國古代四大發明之一。火藥的成分硝、硫磺、木炭,在中國很早時就被認識。公元前16世紀至公元前11世紀的商代,勞動人民已伐木燒炭。公元前5世紀,春秋時越國計然謂“石硫黃(磺)出漢中”,“硝石出隴道”。西漢時,在湖南、山西、河南等地發現硫磺礦,並加以開采;四川、甘肅一帶出產硝石(古書中也稱作消石、火消、焰硝、芒硝、苦硝、生硝、地霜等),華北各地已掌握提煉硝的技術。《淮南子》中有關於硫磺的記載,《神農本草經》將硫磺、硝列為藥品。當時也已懂得從硫鐵礦分解提取硫磺。至兩晉南北朝時,煉金丹的道教術士對硫磺、硝、木炭的物理、化學性質有了進一步的認識,通過大量實踐,冶煉操作方法和使用的器具也有較大進步。據考,宋人署名“玄真子孟要甫述”的《諸家神品丹法》中,載錄有《伏火硫磺法》一條,估計為唐或唐以前人所作,此條為中國和世界上最早的火藥配方。中唐以後出現的煉丹書《真元妙道要略》,英國李約瑟認為是世界上最早討述火藥的著作。此後,唐憲宗元和三年(808),金華洞清虛子在《鉛汞甲庚至寶集成》中所述的《伏火礬法》,今被認為是有年代可考的最早火藥配方。因此可斷定,中唐以後的煉丹家為火藥的發明者,他們經無數次的爆炸起火與冒險試驗,才逐漸找到較合適的比例,留下丹方中的記載。至唐末迄北宋,逐漸將火藥用於軍事。五代十國時,江南製定了火藥成分的標準化。北宋初,仁宗康定元年(1040),曾公亮、丁度奉敕開始編纂的軍事百科全書《武經總要》前集第十一、十二卷,正式出現“火藥”這一名詞,並記載有火藥的具體配方。因而,中國是世界上最早發明火藥和首先使用火器的國家。火藥在1280—1290年間,因元代蒙古軍西征中亞、西亞,使用各種火器,將火藥傳到阿拉伯與歐洲。中國發明火藥比歐洲使用火藥約早四百至五百年。火藥是中國人民的偉大發明,在化學發展史上有著重要的地位,對歐洲各國發生了深遠的影響。

印刷術中國古代四大發明之一。我國印刷術發明之前,文化的傳播主要依賴刀刻竹木簡或在絹帛紙張上抄寫。漢代發明造紙,至魏晉時,筆、墨的質量已臻精妙,為印刷術的發明準備了必備的物質條件。自先秦以來,印璽及石刻技術有很大進步。魏晉南北朝時期,道教徒大量木刻符籙,有的字數多達百餘字,此時人們還掌握了反寫陽文凸字的磚字、反寫反刻陰文神通石柱、雕板印刷

拓印古璽碑銘、鏤板印花、摹拓石刻等技術。至唐貞觀年間(627—649),我國發明雕刻印刷術,《雲仙散錄》謂玄奘法師曾印普賢菩薩像,施於四方;詩人元稹為白居易《長慶集》作序曾說,民間將他和白居易的詩“繕寫模勒,炫賣於市井”;又《舊唐書·文宗紀》載大和九年(835)十二月,“敕諸道府:不得私置日版”,禁止民間私印日曆,而“劍南、西川及淮南道皆以版印曆日鬻於市。每歲,司天台未奏下新曆,其印曆已滿天下。”(《冊府元龜》卷一六載馮宿奏)至唐末時,柳玭隨僖宗入蜀,見蜀中雕板刻印之書有陰陽、雜記、占夢、相宅、九宮五緯以及字書、小學等,皆民間常用之書。今所存於世者為唐鹹通九年(868)雕板印刷之《金剛經》一卷,圖和字的雕刻,渾樸凝重,精美異常,墨色濃厚均勻,清晰顯明,技術已臻高度成熟。至五代時,後唐宰相馮道發起雕造《九經》,以供國子監及天下儒生學習之用。宋以後,雕板印刷進入黃金時代,幾於無書不刻,全國十五路無路不刻書,刻書地點可考者凡一百七十四處。所刻之書數量多而質量好,傳世者已成國寶。遼、金、西夏也先後雕印他們需要的漢文、契丹文、女真文、西夏文書籍。北宋仁宗慶曆間(1041—1048),布衣畢昇發明膠泥活字排版印書,其法見載於沈括的《夢溪筆談》,比歐洲第一部活字印刷品德國人約翰·穀騰堡印製的《聖經》(1456)早四百餘年。其後,元、明、清三代,不僅有木活字,並先後試製成功銅活字、錫活字、磁活字版,均有精美和風格各別的版本傳世。元代科學家王禎《農書》所附木活字排版技術的詳細記述,是我國和世界科技史上的珍貴文獻。我國雕板印刷發明後,先東傳至朝鮮、日本及越南;在8世紀到10世紀,由海道與陸路傳至美索不達米亞與埃及;11到13世紀,經回鶻人的媒介,傳至中亞和西亞;13世紀時,因蒙古勢力的擴張,傳至波斯,用於印製紙牌,於14世紀傳至歐洲。歐洲人用於印製紙牌及宗教圖像,15世紀中葉,威尼斯成為歐洲印刷業中心。木活字印刷技術,在元代也以古維吾爾文木刻單字的形式經傳教士、旅行者傳到歐洲,促成了德國、荷蘭、法國活字印刷試驗的成功。中國印刷術,被公認為世界上最偉大的發明之一,它對人類文明的進步和發展作出了無可估量的貢獻。

火箭火藥發明以前,中國古代戰爭中利用燃燒值較大、易燃的草艾、油脂、鬆香之類,縛於箭頭後麵,點著後以弓射向敵軍,以引起燃燒,稱為“火箭”。三國時期,魏將郝昭曾以此種火箭於陳倉(今陝西寶雞市)擊退攻城的蜀軍,蜀軍雲梯上士兵盡被燒死。至唐代,有用箭帶盛油小瓢射向敵方,候油散開,再繼射以火箭之法,又有用弩射出“火矢”以焚燒敵軍糧草物資,乘亂急攻者。宋代以後,戰爭頻繁,宋、金之戰、宋、元之戰中,傳統“火箭”使用極多。同時,由於火藥的發明,自北宋初即鼓勵火器的發明創造,以用於防禦遼與西夏。王應麟《玉海》卷一五記載,“太祖開寶二年(969)三月,馮繼升、嶽義方上火箭法試之,賜束帛。”宋《武經總要》謂“放火藥箭,則加樺皮羽,以火藥五兩貫簇後,燔而發之。”此當為最初的用火藥的“火箭”。南宋孝宗時發明了由火藥推進的爆竹“起火”,理宗時有節日中點燃後會在地上亂竄的煙火“地老鼠”(周密《齊東野語》卷十一),也與利用火藥燃燒後的噴射力為動力使箭體飛行有關。劉仙洲《中國機械工程發展史》認為,在箭上安裝紙筒,內裝滿火藥,點燃紙筒下的引火線,引起火藥燃燒,利用噴出氣流的反作用力來作推動力的火箭,約出現於南宋後期,1250年前後。也有人認為,宋初與南唐的戰爭中,已有士兵將填滿火藥的“起火”拴在箭上,點燃起火,產生推動的火箭。英國李約瑟、魯桂珍認為火箭起於特殊的爆竹“地老鼠”,至1350年,已有許多發射器、帶翼火箭,乃至二級火箭。12世紀後期的南宋孝宗時期,是火箭起源的最適當時期。元代統治者東征日本、西征阿拉伯,皆曾攜帶火箭並發射,火藥與火箭因之西傳。明代,火箭進一步發展,《明會典》載,大弩流星箭,同時可發射十支,火龍箭可同時發二十支,一窩蜂箭同時發箭三十二支,飛廉箭同時發箭四十九支,百矢弧箭與百虎齊奔箭同時發箭百支,俱用發射筒定向,各火箭藥線連在一起,燃著後一齊射出,威力大增,場麵壯觀。1400年,燕王朱棣與其侄建文帝朱允炆爭奪帝位,大戰於河北白溝河,就曾使用“一窩蜂”火箭。由此,還產生了一種前有防護棉簾,載有六個火箭發射器、一百六十支火箭以及火銃等的火箭發射車,名架火戰車,用於對敵的進攻。其車獨輪,由一人推動,兼指揮、瞄準,兩人為副手,協同行軍作戰。明神宗萬曆二十六年(1598),趙士禎發明名“火溜箭”的火箭發射器,將火箭放在滑槽中,火箭沿滑槽發射出去,可認為是現代火箭導軌的前身。據《武備誌》載,明代還發明了最早的飛彈“飛空擊賊震天炮”,可直飛入敵城,送藥燃盡,發藥碎爆,專用於破陣攻城。此外,還有多種雛形的兩級火箭,如“火龍出水”與“飛空沙筒”等,皆甚巧妙。火箭是中國古代的重要發明,其傳入歐洲,對資產階級戰勝封建貴族起有一定作用。至19世紀初,英、法、俄等國相繼製成火箭武器。於20世紀40年代以後,火箭才取得突飛猛進的發展,實現了人類利用火箭發射載人飛船登上月球的願望。

火器火炮中國在火藥發明之前用於軍事的炮,寫作“砲”,即一種拋擲的石彈,據《集韻》,始於春秋越國大夫範蠡,當時用“砲”可將十餘斤重的石塊拋射500米遠。火藥發明以後,拋石機仍繼續使用,但所施放的火藥兵器大致有燃燒性的、火炮

爆炸性的、管狀的三種。北宋末李綱守汴京及南宋時虞允文在采石磯皆曾用霹靂炮擊退金軍。霹靂炮內填放石灰、硫磺、薄瓷片,以炸傷敵人。陸遊《老學庵筆記》載嶽飛剿洞庭楊麼軍,製作灰炮,以極薄瓦罐,內實毒藥、石灰、鐵蒺藜,以擊敵船。至寧宗時,金人在作戰中已使用用生鐵製成的炮彈,稱“鐵火炮”,殺傷力大。又有“震天雷”,亦以鐵製,以火點之,炮起火發,其聲如雷。皆利用炸裂的鐵罐碎片進行殺傷和破壞。當時,生產及應用的鐵火炮數量巨大。元軍滅宋時,宋、元兩軍皆用鐵火炮作戰。鐵火炮種類繁多,形狀各別,有罐形、球形、葫蘆形及“狀如合碗”形者。至明代,又發明“自犯鋼輪火”地雷及天墜炮(一種手榴彈),大將戚繼光曾用以防止韃靼的入侵。另一將領曾銑在總督陝西軍務時也曾發明製造地雷及慢炮(定時炸彈)。《武備誌》載,明代軍用地雷有十多種,效能各別。明萬曆間,發明“水底龍王炮”水雷,為最早的定時爆炸漂雷。此後,又陸續發明“混江龍”、“癸卯雷”等水雷。南宋紹興二年(1132),德安府守將陳規發明管狀火槍,噴火焚燒攻城金兵的登城天橋。火槍是火藥鞭箭的發展,至宋末又有火筒,可放射鐵彈丸、石球、鉛球,實為重型火器的原始形式。元代,管形火器改用金屬管,宋“突火槍”、金“飛火槍”均不再用,“火筒”成為重要武器。至十三世紀末十四世紀初,出現以金屬製作的“火銃”。銅製火銃發射石球,鉛彈與鐵彈亦呈球形。今中國曆史博物館所藏元文宗至順三年(1332)製造的銅火銃,是世界上至今發現留存到今最古的火銃。《明史·兵誌》將明代管形兵器分為炮、銃、槍三大類,每一類中又有眾多名稱。其各種火銃的共同特點是:滑膛;炮口前送藥、裝彈;在筒外有數道突出的箍;裝藥和點火處特別加厚,以增加強度,延長銃的壽命。明中期火器發明家與革新家趙士禎曾研製出掣電銃、迅雷銃、鷹揚炮(有水冷卻裝置)、疊震銃(上下雙筒,可調節射程),又發明連銃,可連續發彈,以及火箭溜、三長銃、九頭鳥、翼虎銃、子銃,並著有《神器譜》、《續神器譜》等,詳論火器製造、性能、使用方法及火藥生產,附有各種圖樣。是我國一位有成就的火器製造發明家。明代政府設有“兵仗”、“軍器”二局,分造火器。明代火炮,采用青銅和鐵質鑄造,前有準星後有照門,口徑大小不一,身管或長或短,藥室部分逐漸加厚,外形有雙耳軸、凸腹、多箍等形;彈道有平直,也有彎曲;在射程與威力上超過前代。詳盡介紹炮兵的著述,有戚繼光的《練兵紀實》。至嘉靖初,學習西法,造佛朗機炮、佛朗機銃。明末崇禎初,徐光啟用西法督造大小炮四百餘門。此後所創製之“神飛炮”比佛朗機威力大,比紅夷炮輕便,裝填容易,發射迅速,炮身可在較長時間內連續發射,被封為“神威飛電大將軍”。直至明代中期,中國的火器、火炮在製造、發明上無疑居於世界領先地位。

石油我國是世界上最早發現、記載和使用石油的國家之一。石油,古代曾稱為石漆、石脂、火油、猛火油、雄黃油、石腦油等。常自動從地下流出,與溪流相混,大規模的開采,則需人工開掘油井。初汲之油,名原油,色黃或褐,帶綠閃光,稠厚。東漢史學家班固在《漢書》中第一次記載了石油的存在,其所述高奴在今陝西延長縣一帶,洧水,為延河的支流,那裏露頭的油苗浮於水麵,人們已經注意到它可燃的特性。有關新疆地區產石油的最早記載,見於《魏書》,有關甘肅酒泉的,載於北魏酈道元《水經注》。最初隻作燃料,用於點燈、煮飯及取暖,後用做車軸與機械的潤滑油,南北朝時開始用於軍事上的火攻以及醫藥。唐宋時,今陝北一帶人民用含蠟量極高的固態石油製作蠟燭,稱為“石燭”。北宋時,為將石油用於軍事,政府設立有“猛火油作”,為世界上最早的煉油車間,所煉之油易燃性大大超過原油,相當於今之煤油或柴油。北宋科學家沈括在延安任職時,曾發明石油製炭黑技術,以石油炭黑製墨,並第一次使用“石油”這一名稱,記入其《夢溪筆談》。明代時,1521年,我國在四川嘉州(今樂山縣)鑿成世界上第一口石油豎井,深度達數百米,較美國在1859年鑽成二十多米深的油井,約早三百餘年。在石油的發現與利用史上,中國古代居於世界領先地位。今甘肅玉門、陝西延長等地,自古以來就是著名的石油產區。

煤炭我國先民認識和接觸煤炭始於新石器時期,在遼寧沈陽北陵附近遺址中,曾有煤雕的裝飾品出土。陝西寶雞竹園溝西周墓中,曾出土煤雕的玦。1975年在寶雞菇家莊兩座西周墓中,出土的煤雕製品有二百餘件,經科學測定,係以稀有的煤種“煤玉”所製。古籍中也稱煤為石涅、黑色脂、石墨、石炭。成書於戰國時的《山海經》中有“女床之山,其陽多赤銅,其陰多石涅。”為有關煤較早的記載。漢代已普遍用煤作燃料,河南鞏縣鐵生溝及河南古榮鎮等西漢冶鐵遺址,均發現煤餅和煤屑,遼寧撫順漢代居民遺址的火炕內也發現有燒過的煤灰,說明當時某些地區不僅將煤用於冶煉,而且也普及到民間。《史記·外戚世家》載孝文帝皇後竇太後出身民間,其弟竇廣國“為人所略賣”,曾“為其主人入山作炭”,據清初學者顧炎武考證,“入山作炭”即進山采煤。其後漢魏間的《豫章記》及北魏《水經注》等書,皆曾記載煤炭的儲藏及開采情況;西晉陸雲給其兄陸機信中,曾提到他看到曹操在鄴都(今河南臨漳縣)所建銅雀等三座高台內,儲存有幾十萬斤煤。隋唐時期,大規模開采煤炭,以供生產和生活之需。宋代時,陝、晉、豫、魯、冀等地都建有煤井,當時已知道找礦和煉焦。詩人蘇軾有《石炭行》詩一首,專詠用焦炭煉鐵。從今發現的河南鶴壁宋代煤礦遺址,可看出當時開采的方式及技術已相當完整和科學。其圓形豎井,深達四十六米,依地下自然煤層情況開掘巷道,運用“跳格式”先采內後采外方法逐步後撤,並采用轆轤抽水及將水引入已采完的坑窪地區。元代意大利旅行家馬可·波羅來華,所著遊記中曾把我國“用石作燃料”視為奇事,以專章介紹。相比歐洲至16世紀才用煤煉鐵,我國約早一千六百年以上。根據明代宋應星《天工開物》的記載與插圖,可知我國早已采用在井下采煤巷道使用木架支撐的技術,並懂得用大竹去節從井口插到井下排除煤氣,使井下操作者能舉火操作並避免煤氣中毒,比起16世紀後半葉歐洲落後的采煤技術,遠為先進。從漢代始,我國人民已初步認識煤的化學特點,辨別不同地區、不同煤層的煤質差異。至《天工開物》,總結前人經驗,進一步以煤的硬度、揮發成分和結焦能力為依據,提出了世界上最早的科學煤質分類。因而,我國人民成功地發揮各種煤的效用,將煙煤、白煤和劣質煤分別運用於冶煉鋼鐵、燒製瓷器、磚瓦和家庭需要等各個方麵。清初的方以智更詳細地記載了焦炭的性質與製法,歐洲人於1771年開始煉焦,比我國的始於北宋,約晚七百年左右。