技术的历程(中世纪到文艺复兴)/美国中学科学拓展课程

作者简介

内容简介

中国秦朝的**将*蒙恬(约公元前250～前210 年) 曾用兔毛和山羊毛制笔，改进了当时的毛笔。把它变 成了一 种使用起来较为方便的书写工具。当时人们使用的书 写材 料主要是竹木简和缣帛。但缣帛太昂贵，竹简和木简 又太笨 重，所以人们一直在设法寻找*为廉价易得的书写材 料。中 国在西汉时期就已出现利用**和苎麻纤维制成的纸 ，但 是原料来源和产量都很有限。大约在105年，东汉宦 官蔡伦 (约61～121年)改进了当时的造纸术，用浸软的树皮 、麻 头、破布和废旧渔网的混合物制造书写用纸。由他监 造而成 的这种纸质地优良、广*欢迎，被人们称作“蔡侯纸 ”。利用 这种方法和材料来源，中国人造出了廉价耐用的纸。 人们现 在已知的世界上*早的印刷书籍也出现在中国，这是 一部 刊印于868年的中文版梵语佛教经典《金刚经》。这 是由木 刻雕版印制的7张黄渍纸粘连而成的一根卷轴，总长 度超 过5米。 化学和物理学 中国古代炼丹家在炼丹的过程中使用包括硝石、 硫黄 在内的多种物质来炼制所谓的***药。在炼制过 程中， 起火、**事故常常发生。所以中国的炼丹家们*先 掌握了 这些物质发生燃烧和**的条件及配方。炼丹家们的 知识 为兵家所用，就产生了用于火*和制造**的**— —火 药。中国人在战国时期就已经发明出用于指南的装置 —— 司南。但由于史料缺乏详细的文字和图片记载，后人 只能猜 测司南的外形及制作工艺。此后，又几经改进和演变 ，在宋 代中国人已经制造出世界上*早的指南针。东汉学者 张衡 (78～139年)是中国历***早制造水运浑象的人。 132 年，他利用漏壶的等时性，以漏壶流出的水为原动力 ，再通 过浑象内部的齿轮系统等传动和控制设备，使浑象每 天均 匀地绕天轴旋转一周，从而达到自动地、基本正确地 演示天 象的目的。132年，张衡还发明了候风地动仪，它实 际上是 一个地震记录仪。从后人复原而成的模型来看，其外 形像一 个大型酒樽。中间有一个倒立的震摆。当地震发生时 ，震摆 因*到震动而失去平衡，从而触动安装在震摆周围的 八组 机械装置中的一道，使仪器外面对应的龙口张开，龙 口里所 含的小铜球落入它下面的蟾蜍口中，由此便可知道震 中的 方向。这只是中国众多实用发明和技术中的几个例子 。 中国与欧洲具有**不同的思想发展路线。欧洲 科学 是一种循序渐进地获得对自然的整体理解的思想体系 。各 个时代流行的哲学体系以及神学思想都会影响到欧洲 科 学家们的思想。对于中国的科学家来说，佛教、道教 以及* 到官方推崇的儒家思想虽然都曾一度在思想领域占据 主 导地位，但从未像西方的基督教神学那样对学术思想 和学 术活动构成极为严厉的钳制和约束。此外，中国古代 哲学家 们思辨性的哲学体系与科学技术专家们的务实工作似 乎 构成了两条相互独立的思想脉络，而不是一种哲学指 导或 **科学技术发展的关系模式。 天文学 天文学对中国人来说尤为重要，这是因为他们认 为， *食、月食、流星等各种天象能够预示吉凶，所以观 测和记 录天象对古代中国人来说，是领会上天旨意的一种重 要途 径。此外，作为一个农业生产***重视的古老** ，根据 天象制定准确可靠的历法，也是农业本身的实际需要 。这 就需要一部准确可靠的历法。据《尚书·尧典》记载 ，帝尧曾 派一批天文官员到东南西北四个方向去观测天象，以 制定 历法、预报季节。但至今仍未发现与此相关的历法实 物。成 书不晚于春秋时代的《夏小正》中反映了夏代的一些 天文 知识。当时已经有天干纪*法，并有了旬的概念，10 天为一 句，直到**人们仍在沿用这个概念。中国古代历法 一直 在不断改革和演变，可以说，中国古代的天文学史就 是一 部历法演变史。 中国传统历法采用甲子纪年，每60年为一个周期 。一 年有12个月，每个月有29或30天，每个月的**天起 始于 新月。每19年就要在阴历年中增加7个闰月，以使阳 历年与 阴历年保持一致。中国古代的历法除了标记出春分、 秋分、 冬至、夏至和农时外，还包括对月食和行星所在方位 的预测 *期。那些无法预测的不规律事件常被看作是某种预 兆。 中国古代的天文学家们对*食、月食、新星、彗 星和太 阳黑子都进行了详细记录。早在公元前4世纪，天文 学家们 就在星表上标注出了恒星的位置，并且这种记录大约 从公 元前70年开始就从未间断过。虽然并不是所有的记录 都能 流传至今，但有一张天文历表存世，表上记录了太阳 、月亮 和行星的位置，还有一张记录公元前244～前177年的 行 星运行表也流传了下来。 天文学属于数学科学，已知中国*早的数学著作 《周 髀算经》，大约成书于公元前1世纪，它是依据以前 的文献 写成的，但那些*早的文献都已失传。这本书中主要 讲述 天文计算问题，也包括一些算术和几何运算方法，其 中就 包括**的勾股定理，即西方人所谓的毕达哥拉斯定 理。 中国古代数学家也注意到了音高与发声的物理过 程 之间的关系。这使得中国出现了独特的和声学，并出 现了用 于各种典礼和仪式的石磬和编钟，*终发展成在宫廷 演奏的音乐。1978年，考古学家在中国湖北发现了公 元前5世纪的曾侯乙墓，墓中陪葬有65枚带有镶金铭 文的 青铜钟。敲击编钟上的不同位置，每个青铜钟都可发 出两个 乐音，而且这组编钟的音域跨越5个八度，令人叹为 观止。 医学 据说中医起源于距今约1万年的伏羲时代，其理 论基 础是宇宙的阴阳调和。中医的经典——《内经》是中 医大部 分著作的文献来源，传说为轩辕黄帝(约公元前2698 ～前 2598年)所作，但它极有可能成书于公元前3世纪。中 医治 病使用以*本植物、动物和矿物质为主配制的药物。 在治 疗中也采用推拿按摩、体育锻炼、调整气息和调节饮 食的 方法。针刺穴位的针刺法和用燃烧着的锥形艾绒熏灼 皮肤、 利用热刺激来治疗疾病的灸法还共同形成了治疗学中 的 一个分支——针灸疗法。**包含了上千种的药材， 这也使 中国人获得了广泛的博物学知识。医学、农学、天文 学和数 学是中国古代*为发达的四门科学。 弩 中国人从公元前6世纪就开始使 用弩。从战国时期(公元前475～前221 年)开始，弩逐渐成为重要的**。据史 料记载，公元前209年。在秦二世的* 团中有50000名弩手。 弩主要由弩弓(短弓)、木质弩臂和 弩机三部分组成。弩弓被横向固定在弩 臂前端，弩机则装在弩臂偏后的位置 上。弩手把弩臂末端靠在肩膀上，即可 击发待发的弩箭了。发射其他类型的弓 箭要依赖射手的力气。但弩却不同。在 弩上面有一个机械弩机，所以射手可以 毫不费力地连续发射弩上的多支弩箭。 因为弩弓弓弦产生的弹力比传统弓弦 要大很多，所以弩箭的射程*远，甚至 能够轻易穿透厚厚的铠甲。另外，弩机 的弹簧触发装置也提高了弩手远程射 击的精度。然而，弩手张弩和再次装 箭的速度比传统弓要慢很多，这 使他们容易成为敌*骑兵*击的 目标。为了解决这个问题，中国 的将*在弩手旁边部署弓箭 手，他们可以掩护那些张弩 和装箭的弩手。P6-9