第一部分
李冰
李冰，中國古代科學家，其身世和生卒年代已經無法詳考。隻知道約在公元前256年(秦昭王五十一年)，李冰被任命為蜀郡太守，此外還流傳有他父子二人興建都江堰的故事。
水利是農業的根本命脈，我們的老祖先很早就認識到這一點，並開始致力於水利工程建設和研究。於是春秋之際在中原地區建設了四大水利工程：河北漳水十二渠、關中平原鄭國渠、安徽壽縣的芍陂、四川灌縣都江堰。這其中最為人們所熟知的要數都江堰，這是因為它至今基本上仍是當初原貌，李冰設計的都江堰，用今天的科學來分析，也仍然是無懈可擊的。
都江堰是世界曆史罕見的水利工程。
李冰采用人工的辦法，在距離玉壘山稍遠的江心，築起一道分水堰，迫使岷江流到玉壘山前分成兩股，讓其中一股流人寶瓶口。在波濤洶湧的江中築成如此的大堰，何其難也。當時用鵝卵石築，石頭太小，水一衝即垮；用開鑿寶瓶口的大石塊築，投入水中，仍被衝得東搖西晃。李冰從多次失敗的試驗中，終於采用漫山遍野的竹子，編成竹籠，再裝上鵝卵石，形成一個整體，一舉獲得成功。這個簡單而有效的辦法，形成水利史上有重大意義的發明創造，一直為後來的水利工程所廣泛采用，直到今天築堤修堰時常用的“鉛籠”，也是根據這個原理製作的。
都江堰是我國古代農田灌溉係統的傑作，至今已有2200多年的曆史了。其規模之大，建築之早和收益之宏，在古代世界是沒有先例的。
都江堰由分水“魚咀”、“飛沙堰”和“寶瓶口”三項主要工程組成。分水“魚咀”是中流作堰，把岷江一分為二。東邊是內江，是岷江的別流；西邊是外江，是岷江的主流。“飛沙堰”是調節入渠水量的溢洪道，而“寶瓶口”是總進水口。李冰采用“分流守江，築堰引水”的辦法，使這三項工程互相依賴，互相調節，互相製約，構成了一個設計周密、布局合理的水利樞紐工程，具有灌溉、防洪和航運等多種效益。
都江堰以其高度的科學性和創造性的完美結合，一直使用了兩千多年，灌溉了內江兩岸的千裏沃野，至今完好。因此李冰和他所興建的都江堰受到無數中外科學家的一致讚譽。
蔡倫
蔡倫，中國東漢桂陽(今湖南郴州市)人，字敬仲。大約公元75年(東漢明帝劉莊永平末年)到了洛陽，隨後進宮當了太監。公元79年，和帝劉肇即位，把蔡倫提升為中常侍(宦官中較高的官職)，參與國家機密大事，後兼任主管製造禦用器物的尚方令，監督製造寶劍和其他器械。
在擔任尚方令期間，蔡倫經過認真總結西漢以來的造紙經驗，進一步改進了造紙技術，於元興元年(公元105年)奏報朝廷，使用和推廣造紙術。因此，後世人都傳蔡倫為我國造紙術的發明人。1957年，考古學者在陝西長安縣灞橋發現了一座古墓，發現了一麵銅鏡下放著成疊的紙，共有88張殘片，被命名為“灞橋紙”。這種紙主要是用麻和少量芒麻纖維製成，是已發現的世界上最早的植物纖維紙。
1987年底，我國研究造紙史的專家潘吉星先生將西漢幾種紙樣送到日本有關科研機構鑒定，均確定為植物纖維紙，其中“灞橋紙”較為原始。由此得出結論說：中國的造紙術早於蔡倫200年。
蔡倫在擔任尚方令時，主管尚方的各種事宜。這樣蔡倫就有機會經常和手工工人接觸，他們的精湛技術和創造精神對蔡倫有深刻的影響。
蔡倫本人善於賦詩作書，需用大量的紙張。他深知缺紙的苦處和書寫上的困難。他決心克服困難，攻克難關，改進造紙術，提高紙張質量。
蔡倫首先想到，縑帛很輕便，但價值昂貴，必須利用一些價值低廉的原料來造紙。蔡倫在認真總結勞動人民用各種植物造紙的經驗以後，改用了樹皮、麻頭、破布和舊漁網等，代替原用麻布、絲帛、芋麻、線頭等原料，這些原料貨源豐富，到處可以找到，價錢便宜。首先解決了以前原料價格高、原料少的問題。這樣做，不僅大大降低了產品的成本價格，而且為大量進行生產創造了條件。特別是用樹皮做原料，開創了近代木漿紙的先聲，為造紙業的發展開辟了廣闊的途徑。另一方麵，蔡倫在造紙工藝上也有重大突破。據考古情況推測，當時造紙時，先把原料洗滌切斷，浸漬漚製，並加入適量的石灰漿升溫促爛和蒸煮等工序，以後反複大力舂搗，分離出纖維紙漿，再把這些紙漿用細簾子撈取，漏去水分，晾幹，揭下來，壓平砑光。
改進工藝後生產出來的紙張，具有體輕質薄、價格低廉、經久耐用等特點。
元興元年(公元105年)蔡倫把這批紙獻給朝廷。漢和帝看了這種紙，十分賞識蔡倫的才能，並馬上通令天下采用。從此，造紙術在我國推廣了起來。
新紙受到了人們的廣泛歡迎，並逐步取代了舊的書寫材料。
蔡倫對造紙術的主要貢獻有兩條：一是他使以前比較粗糙的植物纖維紙變成質地優良、堪作書寫用的植物纖維紙；二是他使造紙材料的來源大大地擴大了。他不但用麻、破布、魚網，而且還用樹皮作原料，這大大降低了紙的成本，從而使紙的運用普遍推行開來。晉人傅成在《紙賦》中讚美說：“夫其為物，厥美可珍。廉方有則，體潔性真。含章蘊藻，實好斯文。”說蔡倫的紙實在很美，令人珍愛，又廉價、方便、潔淨，深得人們喜愛，從根本上改變了紙在社會上的地位。
蔡倫的造紙工藝對現代造紙術仍有直接影響的有兩個關鍵步驟：一是在草木灰水中蒸煮，這是現代堿法化學製漿過程的濫觴；二是紙模的設計，要能使它的孔與紙漿中的纖維尺寸相適合，既能很快地使水漏下，又能使紙漿纖維留在上麵，形成均勻的薄層。當時，雖然用的是細密簾子，卻是現代紙模即抄紙器的雛形，而抄紙器是長網造紙機或圓網造紙機的主要部件。可以說，蔡倫的造紙工藝不過是現代造紙工藝的原始形式。
蔡倫的造紙術極大地促進了東漢造紙業的發展，造紙技術也不斷提高。東漢末年，東萊(今山東黃縣)人左伯造出了質量很高的紙，成為曆史上又一著名的造紙能手。他造的紙比“蔡侯紙”更加光潔細膩，成為當時名貴的書寫材料。
在“蔡侯紙”的推動下，東漢人孔丹還發明了著名的“宣紙”，它因盛產於安徽宣城而得名。宣紙又叫“四尺丹”，是為紀念孔丹而得名。它是國畫藝術的重要載體，使我國的國畫藝術興盛兩千年而不衰。19世紀末，宣紙還曾獲得巴拿馬博覽會金質獎章。
蔡倫用自己的非凡才華，為人類文化的傳播和發展做出了偉大的貢獻。但是，東漢時期政治腐敗，到了安帝時，宦官和外戚輪流執政，統治階級內部矛盾重重，互相傾軋。安帝元初三年(公元114)，竇太後因蔡倫長期保衛宮廷有功，封他為“龍亭侯”，封地在今陝西省洋縣，故後人又稱蔡倫造紙為“蔡侯紙”。
安帝讓蔡倫主持校正經傳文字。公元121年，有人向漢安帝告發，蔡倫從前奉竇太後的命令，曾參與謀殺漢安帝祖母的事件。蔡倫獲悉後，不願意受此侮辱，服毒自盡了，草草終結了一生。
為了紀念蔡倫的萬世功德，人們為他造廟塑像。在蔡倫的故鄉桂陽(今湖南郴州)，元朝曾重修蔡倫廟。在他的墓地陝西洋縣龍亭輔，也有祠廟，每年有地方政府代表致祭。過去國內和日本的造紙工人都奉他為祖師。蔡倫的偉大功績，將永遠受到人類的尊敬和紀念。
自公元3世紀至4世紀，紙張基本上取代了簡、帛，成了我國惟一的書寫材料，促進了我國科學文化的傳播和發展。
隨著社會生產力的發展，我國在各個時代都生產出有代表當時工藝水平的紙。晉朝時的“側理紙”；南北朝的“凝光紙”；唐宋時期四川的“十色箋”和“薛濤箋”；北宋時期的“澄心堂紙”；南宋時期的“金粟山藏輕紙”；明清時期的“宣紙”等等。其中“左伯紙”質地勻淨細密，色澤鮮明而很受人們的歡迎；“澄心堂紙”色彩種類很多，紙麵砑磨光滑，以半透明而平滑的紙麵上隱現出鳥獸花木形象(水紋紙)而聞名；“宣紙”以潔白光潤，堅韌細密，長不變色等優點名馳中外，享有“紙壽千年”的盛譽。
造紙術由中國首先傳到了朝鮮和越南，大約在隋朝末年(公元610年)，由朝鮮又傳到日本。往西又傳到撒馬爾罕，以至巴格達、大馬士革、埃及與摩洛哥。到了公元1150年在阿拉伯人統治下的西班牙開始造紙，這是歐洲第一個造紙工場。
1212年羅馬教廷征服了伊斯蘭教統治下的西班牙之後，造紙業才在歐洲迅速發展起來，這比蔡倫發明造紙術的年代整整晚了1000多年。直到18世紀末，西洋紙仍然幾乎全用手工製造。
現代的造紙業雖均已改用機器打漿和抄紙，但它的基本原理，還是與中國舊造紙方法相同。造紙原料的十分之七八已為木漿所代替，但造高級印刷紙、卷煙紙、宣紙和打字蠟紙等仍使用蔡倫所用過的破布、魚網、麻頭和樹皮等原料。
英國著名科學家弗蘭西斯·培根評價“四大發明”時說：“它們改變了世界上事物的全部麵貌和狀態，又從而產生了無數的變化；看來沒有一個帝國，沒有一個宗教，沒有一個顯赫人物，對人類事業曾經比這些機械的發現施展過更大的威力和影響”。
張衡
公元138年的一天，在距當時的東漢都城洛陽有一千多裏的隴西發生了一次大地震。幾天後，報信的人騎馬趕到京城報告皇帝，大家才知道這件事。一旦得到這個消息，馬上全城都轟動了，原來前幾天早就有一個人用一個儀器測出了它的方向，但當時並沒有一個人相信。這一下，發明了這個儀器的人名揚全國，甚至有人把他看作聖人。
這個人就是張衡，而他發明的這個儀器叫地動儀。張衡出生在南陽縣石橋鎮。他的祖父曾經做過官，但因為為官清正，家中並沒有什麼財產。張衡的父親去世後，他家的日子變得艱難起來。
張衡從小愛讀書。除了讀書以外，還經常觀察工匠們幹活。要不就擺弄竹片、樹枝，做些精巧的小玩意兒給朋友玩。在石橋鎮，幾乎沒有比他更心靈手巧而且有學問的人了。但他一點也不滿足，決定到外地去遊學，以增長學問。
在當時，長安是西漢的都城，洛陽又是東漢的都城，人們合稱他們為“二京”。張衡決定到“二京”遊學。他辭別家鄉，首先向西到長安去，開始了他的遊學曆程。一路上，他四處拜訪有學問的人，並把聽到和看到的事都記了下來。在洛陽，他結交了許多有學問的人，其中崔瑗便是他的一個好朋友。崔瑗對天文曆法很感興趣，在他的影響下，張衡漸漸開始愛上了天文曆法。
由於勤奮好學，張衡很快便成了洛陽城的著名人物。有一次，南陽太守派人來告訴張衡，推薦他去當官。但他謝絕了。他認為做不做官不要緊，要緊的是研究學問。後來官府又幾次派人來請張衡去做官，他都沒有答應。
幾年過去，張衡學問大有長進，名聲也越來越卓著了。但他家的生活越來越困窘，正巧南陽太守鮑德又來請他去做官，他想到鮑德是一個有道德有學養的人，就答應了他。於是，張衡在鮑德的手下做了一名主簿，負責處理和起草公文。
在鮑德的手下幹了一段時間，張衡幫助老百姓幹了許多好事，不斷顯露出他的才幹。鮑德見他果然有才幹，更加信任他了。他又建議鮑德建立了郡學，供讀書人學習。不久，他又把自己的遊學經曆寫了下來，這便是著名的《二京賦》。他前後用了十年時間，才最後寫成。這篇賦一寫成，立刻轟動了京城。讀書人爭著閱讀傳抄。不過因為它篇幅太長，沒有流傳下來。
後來，鮑德被調到京城當官，張衡便又回到家中專心研究起學問來了。他開始研究《玄經》，這是一本研究宇宙現象的哲學著作，也談到了天文曆算等問題。這本書對張衡產生了很大影響。他從此把興趣轉移到對宇宙現象的探索裏。
有一年，東漢皇帝漢安帝下令，要全國各地推選有學問的人到洛陽做官，張衡也被選到了京城，由於他對天文曆法有深入研究，朝廷便任命他當太史令，負責天文、曆法、氣象、地震等方麵的事。張衡從此更專心地研究天文學了。他每天都在認真地觀察著星空，不論嚴冬還是酷暑。通過長期的觀察記錄，張衡把它都寫在一部叫《靈憲》的書裏。到現在這部書在天文學史上還占有極高的地位。
張衡不但寫書，對觀察到的現象加以理論總結，而且將這些加以實踐，從而創造出能實際操作的天文儀器。前麵說過的地動儀便是一例。另外他還發明了渾天儀。這是一種天文儀器，可以反映天上星星的變化。
渾天儀的製作精巧：他先找來一些竹子，用刀將它劈成片，然後在它們上麵刻上度數，再將這些竹片編成一個圓球。然後請木匠將它做成一個木模，再燒鑄成鐵球。他又想出用漏壺滴水的辦法，推動儀器自己轉動。他通過計算，在儀器內裝了精致的齒輪，當漏壺不停地滴水時，帶動儀器繞軸緩緩地旋轉起來。漏壺中的水經過一天一夜滴完，儀器也正好轉完了一圈。為了說明這個儀器的結構和原理，張衡還寫了一本書叫《渾天儀圖注》。根據這本書，人們可以知道漢代的渾天儀是什麼樣子，漢代的人是如何理解天象變化的。
由於張衡生性耿直，得罪了不少人，他們在皇上麵前說他的壞話，時間一長，皇上相信了他們的話，便把他調離了京城，到河間任太守。但在河間做太守期間，因為和河間王劉政發生矛盾，他在政治上無所作為，學問又無法再鑽研下去，終於在苦悶中與世長辭。
華佗
華佗出生於東漢末年，生活於戰爭不斷、兵荒馬亂的年代。他從小就醉心於醫學。他想通過自己的醫術減少人民的痛苦。
長大後，他成了一個遠近聞名的醫生。一般的病，隻要經他治療，都能治好。他發明的麻沸散，是一種麻藥，是當時世界上最早發明和使用的麻藥。而它的發明源於一次偶然的機會。
一次，一個喝醉酒的人因為絆倒在門檻上，頭被碰出了很長的一段傷口。在華佗給他動手術縫合傷口的過程中，這個喝醉酒的人一直都沒有喊疼。但第二天，這個病人開始喊疼了。華佗意識到酒起到了麻醉作用。由此，他得到啟發，假如將酒摻入給病人用的藥中，不就可以起到麻醉效果了嗎?於是華佗反複做了很多的試驗。最後，他終於研製成一種叫“麻沸散”的麻醉藥。以後，再給病人動手術時，隻要先吃上這種藥，等到病人全身失去知覺後，他便可以放心地給病人動手術了，這是華佗對世界醫學的一個偉大貢獻。它比現在西醫用的麻醉藥早發明了一千六百多年。
華佗針對人的生理特點，還編了一套五禽戲。他認為古往今來那些長壽的入主所以長壽是因為他們愛運動的結果。運動是抵禦疾病的一個重要的方式和有效的辦法。所以，他根據各種鳥禽走獸的動作自編了一套動作。這五禽戲包括“虎、鹿、熊、猿、鳥”五種動物。或撲打，或跳躍，或飛騰，或搖擺。練過之後，效果特別明顯。他的學生吳普據說就是因為堅持練“五禽戲”活到九十多歲還很健康。
華佗不僅發明了麻沸散和創造了“五禽戲”，還對各種疑難雜症很有獨到的見解與治療方法。比如有個太守得了一種病，他一天到晚寢食不安。飯不香，睡不眠。華佗在看了他的病症之後，很快想出一套治療的辦法。他每天給太守看過病後都要要許多錢。一連好多天，都是這樣。但太守的病並不見好。然後有一天，突然有人報告太守說華佗帶著錢財潛逃了。太守聽說之後大怒，一氣之下，吐了很多的血，而那些血竟都是紫黑色的，吐過之後，太守忽然發現自己好了。原來，華佗已知道太守的病由平時淤血而引起，必須逼出這些淤血後才能好。於是想出了這個激將法，結果一試就靈。
還有個叫陳登的廣陵太守，一向自詡身體好，從不生病。突然有一天得病了，渾身就像被人塞了什麼似的，老不舒服。他把華佗請了來。華佗看過之後，斷定他是因為吃了沒煮熟的活魚蝦的緣故。給他吃了藥，等到吃完第二次藥便起作用了。吐出許多沒有煮熟的魚肉和蝦。不過，華佗又告訴太守他的病三年後還要犯。三年後，果然又犯了，因為華佗不在，結果太守不治而亡。華佗的從醫經曆使他名聲更大了。人們都稱他為神醫。
時任漢朝丞相的曹操得了偏頭痛，總醫不好，聞聽華佗的名聲，便把他請去治病。病治好後，並不放他走，生怕再犯。但華佗想為更多的人治病，便借故回了家。回家後，便一去不還了。曹操很生氣，一氣之下，命人將他抓來，關進牢裏。
第二天，華佗便被殺了。中國的一代名醫就這樣帶著遺憾走完了他的一生。但他對醫學的貢獻永遠都不會被人們忘記。他永遠都是一個偉大的醫學家。
魏伯陽
魏伯陽，名翱，號雲牙子。生卒年不詳，會稽上虞(今浙江上虞)人，中國東漢時期化學家。
魏伯陽的生平在正史中毫無記載。葛洪的《神仙傳》記載到：“魏伯陽出身高貴，而性好道術，不肯仕宦，閑居養性，時人莫知其所從來”。五代時期，彭曉在《周易參同契分章通真義》的序言中曾介紹過魏伯陽是東漢會稽上虞人，不知師承何處。他“博贍文詞，通諸緯候”，他在自己的著作中“密示青州徐從事、徐乃隱名而注之。至後漢孝桓帝時，公複傳授與同郡淳於叔通，遂於行世”。這說明魏伯陽是生活於東漢桓帝(公元147—167年)前後的人物，他的弟子有徐從事，淳於叔通。
我國古代的煉丹術，實際上就是化學研究的開始。公元前4世紀，鄒衍首創“黃白之術”，那時的煉丹方士，已開始煉“不死之藥”。西漢淮南王劉安和漢武帝都曾廣求方士以煉丹，到了魏晉南北朝更是盛行煉丹之風。魏伯陽的著作《周易參同契》，則是世界上最早的煉丹學專著。
《周易參同契》全書約6000多字，以韻文形式寫成，是一部以陰陽學說為指導的煉丹技術專書。書中總結了前人的經驗，提出了煉丹的理論，特別是通過實驗得出物質變化遵循的客觀規律。書中記述了水銀和鉛的煉製方法，如“胡粉投火中，色壞還成鉛”的記載。也提到金的性質和有關鉛、汞的某些化學反應。書中記載了水銀容易蒸發，也容易與硫磺化合成硫化汞。從這部著作中，還可以了解到當時人們煉丹的設備和工具，書中第一次出現了“丹鼎歌”。丹鼎是煉丹用的鼎爐，它是升華過程中重要的工具。這些重要的記載和成就，遠遠超過了當時世界各國。
由於古代煉丹是為了煉製長生不老藥，故此也難免蒙上了神秘的色彩。事實上，煉丹術並不能達到使人長生的目的，但客觀上卻導致了製藥化學的開端，提高了化學藥物的應用範圍，促進了製藥化學的發展。中國煉丹術很早就西傳波斯、阿拉伯及整個歐洲，為世界製藥化學做出了重大的貢獻。
馬鈞
中國古代有許多能工巧匠。三國時期的馬鈞，就是其中一位著名的代表人物。他技藝高超，在傳動機械方麵很有成就，當時人們都很尊敬他，稱他為“馬先生”，讚譽他是“天下之名巧”。
東漢末年，宦官、外戚爭權，封建軍閥混戰，社會動蕩不安。三國時期，戰爭雖然沒有停止，但是就總的環境來說，卻相對地穩定了下來。魏、蜀、吳三國的統治者，為了增強自己的力量，都比較注意恢複和發展生產。而恢複和發展生產，就需要解決生產中遇到的一些技術問題。馬鈞就是生活在這樣一個時代。他為了解決生產實踐中的問題，搞出了許多科學技術發明。
馬鈞，字德衡，出生於曹魏統治下的扶風，也就是今天陝西省的興平縣。扶風地處渭河平原，農業和手工業生產都比較發達，是一個經濟繁榮的地區。
少年時期的馬鈞，家境很貧窮，大概沒有受過比較正規的教育。但是，他能夠刻苦自學，讀了很多書。他除了從書本上獲得淵博的知識外，還十分注意向經驗豐富的工匠學習，並通過認真觀察和鑽研實際事物，掌握各種生產技術。據說，馬鈞年輕時喜歡到各處遊玩，並沒有意識到自己能夠成為技術高超的工匠。然而，在遊曆過程中，他卻學到了更多的實用知識和技術，從而為他日後的創造發明打下了堅實的基礎。
這時的馬鈞，由於口吃的緣故，不善言談。或許正是因為他不愛多說話，倒使他能有更多的時間和精力集中於思考問題，開動腦筋，勤於動手，這給他的成長帶來了更大的好處。馬鈞在掌握了一些知識和技術之後，從來也不在別人麵前誇誇其談，吹噓自己。因此，馬鈞年輕時，人們對他的高超技藝也就不怎麼了解。看來，青少年時代的馬鈞，是一個腳踏實地、默默無聞的人。
馬鈞的成名，是在他到京城洛陽做官之後。魏明帝曹散在位時，他在魏國朝廷裏先任博士，後又任給事中。博士是一種學有專長的官員，給事中的職責也隻不過常在皇帝左右應對一些問題，這兩種官職都帶有顧問的性質，並沒有什麼實權。當然，他得到的俸祿也就不會很多了。加上馬鈞既不會鑽營奉承，又不善於辭令，因此在朝中很不得意。
根據史書上的記載，馬鈞擔任博士的時候，生活仍然比較貧困。為了擺脫困境，他潛心鑽研技術，希望能在這方麵有所作為。馬鈞的發明創造，就是這時從改進織綾機開始的。
織綾機是我國古代一種織絲機具，能織出提花的絲織品。西漢時期，河北巨鹿人陳寶光的妻子，發明了一種織綾機。這種織綾機，每台有120組經線，需要120個踏板。織成一匹散花綾，要用兩個月時間。由於工序複雜，費時費力，因此織出來的綾，價錢很高，“匹值萬錢”，普通老百姓根本買不起。後來，經過改進，有人將織綾機簡化成60個踏板，或者50個踏板。每個踏板操縱織機上的一組經線。雖然經過了這樣的改進，但是操作起來還是很費力，而且效率也不高，織一匹綾仍需幾十天時間。
馬鈞決心將這種織綾機加以改良。他經過深入鑽研，多次試驗，終於改製成功，造出了新式的織綾機。這種織綾機，把原來織機上50組或60組經線，合並成12組；這樣，隻需要安裝12個踏板就行了。同時，他還在織機上設計安裝了一些別的裝置，使之操作起來更為靈便。新式織綾機使生產效率提高了十多倍。它不僅大大減輕了人們的體力勞動，而且織出來的絲織品，圖案變化無窮，有各種各樣的花紋，質量比以前更好了。馬鈞改良織綾機，不僅推動了我國古代絲織技術的發展和提高，而且對於後來製造和推廣家庭使用的織布機，也起到了一定的影響和推動作用。
如果說織綾機的改良推動了手工業生產的發展，那麼，馬鈞發明的“翻車”則極大地推動了農業生產的發展。
當時，洛陽城裏有一塊空地，很適合於種植蔬菜。但是因為這裏的地勢較高，無法引水灌溉，所以一直荒蕪著。馬鈞看到這種情況，覺得讓這塊可耕地荒蕪下去，非常可惜。於是，他為了把這塊荒地改成菜園，決心研製一種提水工具，解決灌溉問題。經過長時間的思索和精心設計，一種新型的提水工具終於創製出來了。這種工具名叫“翻車”。他又進行了多次試驗，證明翻車能夠把河水提上坡地，非常管用。據史書記載，馬鈞製造的翻車，能夠“灌水自覆，更人更出”。就是說，翻車能夠將河水刮上岸來，自動傾倒流出，而且循環不停。由於它的結構靈巧，不需要花費多大的力氣，因此連小孩子都可以操作。翻車運轉起來，提水效率很高。這樣，不僅使洛陽城內的那片荒地變成了菜園，而且在我國農村中很快得到普遍的推廣應用，大大促進了農業生產的發展。
馬鈞發明的翻車，一直流傳了下來。因為翻車內用來刮水的木板葉，是一節一節地連接起來的，好像龍骨一樣，所以也稱為“龍骨水車”，簡稱水車。又因為它操作時是用雙腳踩動，所以又叫做踏車。雖然馬鈞發明的翻車原樣，沒有保留下來，但是我們從後代人的記述中，卻可以看到這種提水工具的式樣、結構及其製作方法。
在元代王楨的著作《農書》和明代徐光啟的著作《農政全書》中，都記述了馬鈞創製翻車之事。根據這兩部書中的記載，可以知道翻車的構造。它的車身用木板做成長約67米的槽，槽的寬度不等，0.132米至0231米均可。槽內有行道板一條。木槽的兩頭安裝大小輪軸；大軸在木槽上頭，小軸在木槽下頭。再將一片一片連接起來的板葉，套在輪軸上麵。大軸兩端各帶拐木，置於岸上木架之間。操作時，人扶著木架，踏動拐木，板葉隨著輪軸轉動起來，於是河水就沿著槽內的行道板被刮上岸來了。王楨讚歎說：“水具中機械巧捷，惟此為最。”對於翻車的發明，給予了很高的評價。
馬鈞在擔任給事中的時候，在朝廷上同散騎常侍(宮廷的侍從官)高堂隆、驍騎將軍秦朗發生過一次激烈的爭論。爭論的主要問題是古代究竟有沒有指南車。
傳說我國上古時代，黃帝在同蚩尤作戰時，曾使用過指南車，辨明方向。西周時，周公也製作過指南車，但是沒有流傳下來。馬鈞對這種指南車非常有興趣，很想將它製造出來。當時，朝廷內的一些大臣對此都抱著懷疑態度。一次，高堂隆和秦朗都說古代根本就沒有指南車，不過是傳說而已，不足為憑。馬鈞卻說：“古代很可能是有指南車的，隻是後來沒有人對它進行研究，以致失傳了。這有什麼深奧呢?”高堂隆和秦朗非常高傲，平時就瞧不起馬鈞。這時，他們見馬鈞竟敢反駁，於是譏諷嘲笑道：“先生你名叫鈞，字德衡。鈞，是陶器的模型；衡，能用來稱東西的輕重。如果連輕重都沒有弄準確，又怎麼能夠製造出模型來呢?”馬鈞聽後非常生氣，不願意再同他們爭論下去了，便說：“空口爭辯毫無用處，我們不妨試製一下，就可以得到證明了。”
高堂隆和秦朗把這件事向魏明帝作了彙報。於是，魏明帝就命令馬鈞製造指南車。馬鈞夜以繼日地苦心鑽研，過了一段時間，終於把指南車製造成功了。這輛指南車在實際表演中，真是靈巧極了。無論駕車的人將它向東南西北哪個方向轉動，車子上站立著的木人始終手指南方。其中巧妙之處，簡直無法用語言表達出來。人們交口稱讚馬鈞，就連高堂隆和秦朗也不得不在事實麵前服輸了。
指南車也稱司南車，是用來指示方向的兩輪車。它的發明，是我國古代機械製造方麵的一項重大成就。可惜的是，馬鈞製作的指南車，既沒有實物保存和流傳下來，它的製造方法也沒有記載。因此，曆代都曾有人進行過研究製造。特別是宋代的燕肅，在重新製作指南車方麵成就最為突出。根據《宋史》中關於燕肅等人製造指南車的記載，我們可以推知，這種指南車的結構，同馬鈞所製造的指南車，可能大致上差不多。
除了指南車之外，馬鈞還創製了一種能夠連續射出石頭的軍事器械，名叫“發石車”，也可稱之為射石機。提到射石機，還得從諸葛亮發明的連弩說起。當時，魏國與蜀國之間經常發生戰爭。蜀國丞相諸葛亮創製了一種武器，利用機械力量連續發射箭矢，稱為“連弩”。據說每次能射出10枝箭，殺傷力強，對魏國將士的威脅很大。馬鈞看到連弩後，認為這種武器巧妙固然巧妙，但是還不夠完善；如果再改進一下，可以將殺傷力提高5倍。他沒有去改進連弩，而是創製了一種輪轉式射石機。原來有一種單發式射石機，每次隻能射出一塊石頭，而且射出的石頭往往被敵方城樓上懸掛的濕牛皮擋住落地了，因此威力不大。馬鈞經過研究後，將這種射石機加以改製。他製作一個木輪，將幾十塊石頭掛在木輪上，利用機械力不斷地轉動木輪，然後割斷拴石頭的繩子，於是石頭就接連不斷地向敵方的城樓射去，其速度如閃電一般，十分厲害。在製造射石機的過程中，馬鈞曾在車輪上懸掛幾十個磚頭瓦塊做過試驗，能夠射出幾百步遠。這種輪轉式射石機，在當時來說，真可以算得上是一種遠射程的先進攻城武器。
雕刻精巧的木偶，是我國一種曆史悠久的民間藝術。這些木偶不會動彈，隻能作為擺設，以供觀賞。可是，經過馬鈞的巧妙構思和製作，木偶卻能夠活動起來了。
事情是這樣的。有一天，有個朝臣向魏明帝進獻了一套玩雜技的木偶。這些木偶雕刻得非常精巧，可就是不會動。魏明帝想到了馬鈞，看看他能不能設法讓這些木偶活動起來。在召見馬鈞時，魏明帝問他：“你能夠使這些木偶自己動起來嗎?”馬鈞回答道：“能!”魏明帝又問：“你還能進一步做到使這些木偶進行表演嗎?”馬鈞又作了肯定的回答。於是，魏明帝便讓馬鈞去進行製作。
馬鈞接受了這項任務，並不輕鬆。他把木偶帶回家後，反複觀察，仔細琢磨。經過一番苦心鑽研和設計，製作出一個又一個能夠表演各種動作的活動木偶。他先用木材造成一個小戲台。在戲台下麵安裝上木頭齒輪，利用水力推動齒輪。再用木材做了各種各樣的男女木偶。這些木偶在戲台上，通過機關與台下的齒輪相連接。當齒輪轉動時，便帶動了台上的木偶，那些木偶就開始表演起來了。木偶們的表演豐富多彩，有的擊鼓，有的吹簫，有的舞劍，有的倒立。至於翻筋鬥、疊羅漢、春米、鬥雞的，樣樣都有。甚至還有木偶扮做官員，表演坐堂的樣子。真是變化多端，好不熱鬧。魏明帝和群臣觀賞到這種奇妙的木偶雜技表演，都感到十分開心。
馬鈞創製的這種有趣的活動木偶，被人們稱之為“水轉百戲”。活動木偶的製作，不僅給人們增添了歡樂，豐富了人們的文化生活，尤其值得稱道的是，它表現出馬鈞對機械傳動作用的深刻認識和掌握，反映出我國古代科學技術的高度水平。
葛洪
葛洪(公元283～343年)，字稚川，自號抱樸子，丹陽郡句容(今江蘇句容縣)人，中國晉朝科學家。
葛洪出身於一個沒落的官僚家庭，13歲時父親去世。從此家境每況愈下，但是他勤奮好學，想方設法的讀書，學習知識。他白天砍柴挑到市集上賣錢，以供讀書所用，還經常在晚上學習到深夜，十分刻苦。他16歲開始讀儒家的《孝經》、《論語》，並發奮精讀五經，自認為“才非政事，器乏始民”。後來終成為一個學識淵博的科學家。
葛洪青年時代曾經參加過鎮壓農民起義的活動。之後他為了學到更多的知識，到了洛陽，可卻不能如願，於是周旋於河南湖北一代。24歲時到了廣州。後娶南海太守之女為妻，並跟隨學習“神仙方術”。返回故裏後潛心修煉著述十餘年。
有一次，葛洪聽說扶南(今柬埔寨、越南南部)出產丹砂(煉丹的主要原料)，就申請到勾漏縣(今廣西一帶)做縣令。後來經過廣州被朋友勸阻，從此入羅浮山(為於今廣東省博羅縣東江之濱)修道煉丹、著述，直至謝世。
葛洪一生所留的著作很多，其中主要有《抱樸子》、《金匱藥方》、《肘後備急方》和《西涼雜記》等。
葛洪的《抱樸子》是中國煉丹術史上一部極其重要的著作。其中詳細記載了多種煉丹典籍和方法，並紀最多種化學反應，其中很多發明堪稱世界第一，是中國對化學史非常大的貢獻。
葛洪晚年在羅浮山潛心修行，燒丹煉汞，不問世事。相信其必有一些經典成果，隻可惜未見有著作行世。說道金丹何以能使人長生不老，得到不壞之體，葛洪是這樣解釋的：“蓋假求於外物以自堅固。”
另外，葛洪的醫學思想非常具有群眾性。當時，他深感民間疾病發生的可怕，又沒什麼簡單易行的自療方法，再加上先人留下來的那些龐大複雜的藥方和這些著作中所需的珍貴的藥品，他決定編一部簡單應急的醫書。於是他收集了許多簡便易行的醫方，所需藥品也都是一些廉價效顯、容易得來的藥物。後來他便編成了《肘後備急方》，“肘後”也就是可以時常夾帶在胳膊肘下，這與現在的“應急手冊”殊途同歸。
葛洪還在傳染病、寄生蟲病，症狀學、治療學等領域皆有其詳盡的見解，並創下了許多古代世界的世界之最。
酈道元
酈道元，中國北魏時期的地理學家。他從小就十分熱愛大自然，長大後遊曆了許多名山大川，寫出了地理學名著《水經注》。
酈道元出生於河北涿縣，家境富裕。父親酈範做過將軍，當過青州(在今山東省)刺史，四方做官。從少年時代起，酈道元就跟隨父親，因此增長了不少見識，各地的風土人情深深地吸引了他。他覺得大自然是如此的美好，立誌要遨遊四方。此外，良好的家境為他遊曆大好河山提供了經濟來源。
酈道元十分熱愛讀書，但是他對《四書五經》不感興趣，專愛看一些自然科學方麵的著作，包括一些地理書籍，比如《山海經》、《禹貢》、《漢書地理誌》、《水經》等等。17歲那年，父親請一位朋友帶著酈道元四處遊山玩水，以增長見識。父親的這位朋友地理知識十分豐富，一路上，邊玩邊向酈道元講解有關知識。這次旅行使酈道元的地理知識豐富了許多。當他回過頭來再翻看以前讀過的一些地理書時，發現其中存在許多錯誤。
有一天，酈道元在書房看書，父親走了進來，見他沒有看四書五經，而是在看一些地理方麵的書籍，於是問：“你長大以後準備幹什麼呢?”
“我現在也不知道將來能幹什麼。”
“你好像很愛看地理方麵的書籍。”
“是的，我對這些書很感興趣。隻可惜這些書中的內容太差了，也很不完備，跟現在的地理情況差別很大。”
“你給我具體說說看。”於是酈道元便將自己外出旅遊的一些所見所聞，與書本知識結合起來，說出了自己的看法：“我發現古代的地理書過於簡略，而現在的地理書雖然內容詳細一些，可是又沒有充分吸收古書的內容，前後的地理知識不能聯係起來，因而看不出前後地理變遷的情況。有的地方地理變化很大，水係有變化，地名有變化，城市聚落也有變化，可是這些變化在任何一本地理書上都沒有體現出來。”
“你講幾個具體的例子給我聽聽。”父親進一步說道，他對於酈道元的發現很感興趣，為他的勤於思考而感到高興。“《禹貢》中關於黃河、長江的記載就十分簡略，隻是記下了幾個大的地點，可沿途有什麼支流，有什麼城鎮，有什麼湖泊，有什麼險灘，書中卻沒有任何記載。《漢書·地理誌》中行政區劃比較詳細，但是又缺少山脈、河流的記載。《漢書·溝洫誌》講水利工程很詳細，但對於水係的發源地、流向記載得很少。《水經》中雖然記錄了全國的主要河道，但沒有順序，也不夠係統。從這些書，我看不出一個地區完整的地理概貌，隻能看見某一方麵，太不全麵了。”父親聽了很高興，覺得酈道元看問題很準確。於是又問道：“那你現在有什麼想法沒有?”
“我想編一本很全麵的書，可是我的知識遠遠不夠!”酈道元答道。
“知識是靠積累的。古代有學問的人都是通過長期艱苦的努力，發奮讀書才有所成就的。你的想法很好，但要把它變為現實，必須努力讀書。”
酈道元點了點頭，暗暗下定決心，一定要努力學習，實現自己的願望，為後代造福。
此後，隻要有機會，他就到各地考察祖國的大好河山，並做好記錄。回到家後，再結合有關地理書籍進行整理。幾年之後，他在地理方麵的知識已經十分豐富了，人們有不懂的地方總是來請教他。
後來，酈道元繼承了父親的職位，先後在山西、河南、河北、陝西、安徽等地做官。每到一個地方，他都認真處理政務，閑暇時間則大部分用在了地理考察上。但由於他為人耿直，不願意趨炎附勢，因此得罪了不少權貴。公元518年，酈道元和好友寇治同時被人陷害，丟了烏紗帽。在臨別的時候，朋友們在告別宴上一再叮囑他以後為人要圓滑一些，免得得罪太多人。但酈道元表示：“不要為了別人而失去自我，在位一天，就必須為老百姓幹一天的好事。我並不在乎被罷官，相反我很慶幸現在有充分的時間去幹我想要幹的事了。”也就是說，他要實現年少時的宏願，撰寫一本全麵的地理著作。
回到家中，酈道元便開始著手撰寫書了。他覺得《水經》這本書的寫法還不錯，隻是太不全麵了，於是他想寫一本更詳細的《水經》。此後，整整七年的時間，他將全部的精力都投入到了這本書的寫作之中，常常是閉門謝客，將自己沒日沒夜地“囚禁”在書房，隻是偶爾發現資料不全或需要核對時，才出去考察一番。七年之後，辛勤的勞動終於換來了收獲，一部30多萬字的《水經注》完成了。
《水經注》是以給《水經》作注的方式來撰寫的，但它的內容比《水經》要豐富得多，文字是原來的20多倍；書中記錄的河流也比原書多出1000多條。原來隻有137條，《水經注》則達到了1252條。全書知識豐富，文字也很優美；不但有地理知識的描寫，還講述了一些相關的風土人情，內容生動活潑。
許多年後的明代，徐霞客看了這本書之後連稱“好書、才書”。直到今天，它仍具有很高的史學價值。
一行
一行和尚，俗名張遂。中國古代巨鹿(今河北巨鹿縣)人，唐弘道元年(公元638年)生，開元十五年(公元727年)卒。
一行是中國曆史上著名的天文學家，青年時期便出家做了和尚，一行是其法名。
一行從小聰慧過人，勤讀苦學，對於天文曆法有著特別的興趣。公元705年，一代女皇武則天的侄子武三思敬仰一行的學問，可是一行不屑與這樣的權貴之人結交，隻好棄家出逃，於嵩山削發為僧。公元712年唐玄宗即位，招一行回長安主持曆法的修訂工作。一行生活在我國封建經濟、文化迅猛發展的盛唐時期，由於經濟的飛速增長，社會生產、科學技術也隨之得到了很大的發展與進步。
在曆法的修訂上，一行繼承和發展了我國天文學上的優良傳統，在日月五星運行的基礎上編製了新曆。為了便於觀測，他和機械製造師梁令瓚合作，製造出了新的天文儀器，一件是黃道遊儀，用來測量太陽運行軌道；一件是渾天銅儀，用來表示日月星辰的運行周期。
一行在全國設立了12個觀測點，進行日影測量工作。在擁有了大量的實際數據之後，他重新測定了150多顆恒星的位置，並推翻古書上的定論，證明恒星的位置並不是永恒不變的。這是天文學曆史上最早的發現。
一行經過10年的努力，編出了一部當時最為精確的曆法——《大衍曆》。其內容係統、結構合理、邏輯嚴密，因此在明朝末年以前一直沿用。可見它在我國曆法上占有很重要的地位。
為了使曆法能普遍適用於全國各地，一行和太史監南宮說組織實測了子午線的長度，測量地點多達13處，以今河南省為中心，北起鐵勒(今內蒙古以北)，南達林邑(今越南中部)，測量範圍之大是前所未有的。測量的內容包括二分(春分、秋分)、二至(冬至、夏至)、正午時分八尺之竿(表)的日影長、北極高度(天球北極的仰角)以及晝夜的長短等等。這是世界上第一次用科學的方法進行子午線實測，意義是極其重大的。
為了測量北極仰角，一行設計了一種叫“覆矩”的測量工具，還根據觀測數據繪製了《覆矩圖》24幅。一行設計的這種測北極高度(即地理緯度)的工具——“覆矩圖”，在當時世界上是一種最先進的經緯度測量工具。可惜“覆矩圖”後來沒能推廣，特別是沒有應用於我國地圖的測繪。