第十章　技术与科学方面的造诣

在漫长的历史的进程中，中国在技术、科学、艺术、文学、哲学等种种方面也不断进步，曾经是世界各国的领导者。

它在多数的技术与科学部门，堪比于古希腊而有过之无不及。它在艺术与文学方面的杰作，非中古欧洲所能望其项背，哲学也是如此。

在古代希腊，理论常常先于发明；科学先于技术。

在中国，情况似乎恰好相反。上古与中古的中国人，不太关心抽象的思考；他们于能力所及，从事于以新的器具，满足基本需要，改善日常生活，所谓基本需要，是食、衣、住、行。

中国的发明家，是先做技术家，后做科学家。

中国为了改善生活而产生的各种发明，是随时随地出现的。发明家常常不曾留下姓名，他们之中的多数也不曾知道在他们的发明与改善之背后，有所谓科学定律或理论。

这些发明家有中国人的本色，重实际而不做书呆子。他们之中，只有少数人，对自己与别人的发明发生冥想，费心思去自圆其说，作成理论，终于成为西方人辞典之中的所谓科学家。

1．为了生产更多更好的食料而发明的技术

历法　早在公元前14世纪，商朝便已有了可行的历法，以供应农民种植者的需要。在历法发明了几百年以后，中国才有天文科学。

我们不知道这商朝历法好到什么程度。可能不如次一朝代，周朝的历法。周朝的历法，于公元前12世纪之末，开始实行，行到了孔子之时（公元前552～前479）。

周朝的历法，正如一切古代的历法，也并不是十全十美，孔子曾经指出其中关于预言日食的若干错误。

有些学者以为，孔子所批评的历法，实际上并非周朝中央政府所颁布的历法，而是鲁国当局所颁行的地方性历法。

其后，在公元前104年，汉朝实行了一种比以前各种历法都好的太初历。制这个太初历的，是大历史学家兼天文学家司马迁；批准它的，是汉武帝。它的误差率，小到每三百九十九年只相差一天。

方日晷

在太初历之后，中国历史上又有了许多别的历法，其中每一种，都是针对前一种的缺点而制。然而，真正令人满意的历法，要到了清朝康熙之时才有（康熙于1661年就位，1721年去世）。康熙所颁布的“时宪历”综合了中国的所谓阴历与西欧的所谓阳历，也就是所谓“阴阳合历”。帮助他制成这个历法的，有中国天文学家，也有来自西欧的天文学家。

时宪历被孙中山于1912年1月1日废止。孙中山是当时的中华民国临时大总统，他下令从此中国的政府与民间都只许用西方的格里高里的历法。但中国人民对旧历（时宪历）有依依不舍之情。原因是，它包含了若干令人快乐的节日：如新年元旦（春节），清明节（相当于阳历4月4日或5日），端阳节（阴历五月初五，龙舟竞赛的节日），中秋节（阴历八月十五日，月亮最圆的夜晚），与重阳节（阴历九月初九，人们到郊外出游或登高的日子）。

老百姓在1912年1月1日以后，始终保持了这些节日，于是政府也让老百姓继续使用时宪历，与阳历并用，只是改称时宪历为农历而已。这便是中国为什么有两个历法，为什么每年有两个新年的由来。

灌溉的器具　自从一百个世纪以前，亦即新石器开始于河北的徐水之时，以及稍后新石器发展于新郑裴李冈、武安磁山以及若干其他地点之时，中国的农民便已知道灌溉的重要，不亚于尼罗河流域的古埃及人，甚至比他们知道更多。

中国人在开沟渠以前，先知道了掘井，用井水灌溉他们的农田。没有人知道中国人究竟在什么年代开始掘井。但至迟，不会迟于商朝最后的三百年，亦即公元前14世纪至前12世纪的末期。甲骨上有井字。

然后，在西汉，公元前2世纪至公元前1世纪，有一位聪明的发明家制成了桔槔，使得从井的深处装满一桶水容易得多。这一位发明家从来不曾想写一篇论文，说明杠杆的性能，作为对物理学之中的所谓“力学”之一大贡献。

最早的中国沟渠在开始出现之时，只是一条小沟而已。

古时最有名的沟渠之一，称为郑国渠，为战国之时一位姓郑名国的工程师所筑，筑于秦国；它把泾水上游的水引到北洛水，以灌溉沿岸的农田。

比郑国渠更大的沟渠是用都江堰所形成的，位于四川成都之西。筑它的人是李冰与他的儿子二郎，时间是在公元前4世纪。

都江堰包括若干“鱼嘴”，亦即三角形的竹篮，篮内装满了鹅卵石。最大的一个竹篮把岷江一分为二，成了两个支流，然后用其他的竹篮，分岷江的两个支流为四、四分为八、八分为十六，等等。

李冰与他的儿子，不仅分了岷江及其支流的水，也不断淘清了河床上的泥沙。

在中古时代甘肃西北部的地区，有“塞外江南”的称呼，它出产很多粮食，由于有若干作为灌溉用的沟渠，筑在甘肃疏勒河的两岸。在近代，内蒙古的包头一带，也有“塞外江南”之称，其得名原因正与中古时代流向居延海的疏勒河流域相同。

李冰

2．为了生产更多更好的衣料而发明的技术

中国于新石器时代后期，已经种麻养蚕。余姚的河姆渡遗址，因种麻而有名；湖州的钱山漾遗址因养蚕而有名。

中国别的地方的居民也有他们的制造衣服的材料，这是不成疑问的。但是这些衣料，在有些落后的地区，只能是毛皮或皮革；但也未尝不可能于较为进步的地点兼有麻布。

麻，必须先纺；丝，必须先缫，然后绞成、搓成为线，才能织成麻布与绢帛等等。

商朝的铜器之上有蚕的图形；新疆南部尼雅出土了一片丝毯。

与丝有关系的若干新机器，这时候出现，其中之一为公元3世纪的马钧所发明。后来的织帛机与织布机大都是以马钧的发明为依据，或别出心裁。

丝织品是公元前2世纪以来，中国的主要出口物品，它替中国的生产者与贸易中间人赚了若干百万两的黄金。

棉花是到了公元5世纪或6世纪，才种植于中国，它可能是来自中亚细亚的撒马尔罕或塔什干。

在海南岛的人们，发展了草棉的一种代替品，称为木棉。他们把木棉的花，纺了，织成布。

黄道婆

有一位黄道婆，出生于上海郊区的松江府（原属江苏），在海南岛从事木棉的纺织，将近三十个年头，她把木棉的种子带回松江，也把木棉的纺织技术传给了松江一带的人。

中国在公元1313年左右便有从棉花之中剔出种子的机器，它是美国惠特奈氏机器的前驱。

草棉的种植者，很快就学会而采用了这个机器，不久，也有了新型的，不用手摇，而用脚踏的机器。

纺纱机也有改良的新型出现，其中的纺纱锭子由一个变成了三个。

在中国各地，男人与女人的衣服在形式上与体裁上，样子也越来越多。

3．为了建筑更多更好的房屋而出现的新事物

商朝的国王们在安阳造了很高的庙宇以祭祀他们的诸神与祖先，也造了广大的宫殿供自己居住；比起新石器时代最有名的遗址半坡之圆形与方形茅屋，真是大不相同。

周朝的君主与臣民，在他们朝代的八百多年之中，也在建筑方面有极大的进步。贫穷的人民比以前活得好，虽则比起他们的富有的邻居要相形见绌。

在咸阳的秦朝皇帝，与在长安、洛阳的汉朝皇帝，有胜过商周诸王的庙宇与宫殿。秦汉的老百姓，所住的房子也很大，住得舒服。

人民之中，比较富有的，其房屋不止一座，而是几座合成一个家。也有其房屋为两层甚至更多层的。他们的家，常有楼台、院子与花园。

我们很幸运，能有公元12世纪宋朝开封的民居与商店的图像，保存在《清明上河图》的长卷之中。清明不是指我们的清明节，而是指秋高气爽的一天；河不是指黄河，而是指汴河。

我将在下一章之中，讨论上述这些房子、庙宇、宫殿以及长城，与佛教从印度进入中国以后的宝塔。

在这一章，也许我们仅仅必须略述以上这些房屋技术上的特点：

（1）常用的建筑材料，不是砖与石，而是木。原因是木比砖石更便于使用，而且可以抵抗地震的震动。

（2）墙是用夯土，有时也用砖，只有在不平常的情况之下，才用石。多数的墙，只是作为房间与房间的间隔。屋顶的重量是用木头柱子去承担。柱子和梁用托架连接起来，成为很坚固的结构。

（3）柱子不深埋在土中，每一根柱子是放在石础之上。石础是安置在夯土的基层之上，这基层用石板铺平。

（4）所有的梁、柱、架，以及一切外露之木，皆用桐油与漆涂盖，以增加美观及免风雨侵蚀。

（5）屋顶比屋子所占的面积大，有椽子伸出一边或多边，构成很宽的屋檐。屋檐保护了柱子、墙、门、窗等等。

（6）屋顶的角落在唐朝（618～907）由直线演进为曲线，向上翘起，这不仅增加了美观，也引进更多的光线。

（7）由于大部分是用木造成，修理或改建这些房屋很方便，加大一个门或加大一个窗，不成什么难题。

（8）扩大一个房屋，只须在任何一边或几边加建一个或几个单位。中国人喜欢把房屋在横的方向加大，不喜欢在纵的方向加一层或多层。

（9）房屋通常是长方形，以长的一边为正面。这正面，只要可能，均为朝南。这样，夏天不太热，冬天阳光较多。

（10）只要可能，便在房子的周围造一道墙。房子的窗户，不向街道，而向庭院。全家都生活在完全与外界隔离的独立空间里。

4．为了供应更好的交通而有的设施

中国在商朝末年与周朝初年，从公元前14世纪到公元前8世纪，有很好很宽的路，可供四匹马所拉的战车在上面走。

其后，在周朝中期与晚期，从公元前8世纪到公元前3世纪，有些诸侯国家为了侵略邻国，造了更宽的路，以便于行军。

诸侯国家之中的七个，变成王国。秦国的最后一个国王，于公元前221年并吞了其他六个王国，把自己升格为全中国的第一个皇帝——秦始皇。他造了“通行大道”的网，十分完备。这些“通行大道”很直，两旁埋有铜锥，以保护路面。今天已没有这些“通行大道”的痕迹了。

公元3世纪，蜀汉丞相诸葛亮所造的大路，有一段今天尚存。它连接了四川北部与一个叫做剑门的山口，是用长方形的花岗石所铺成的，路的两旁种植强韧的树。

周朝后期（战国），为了便于交通而造运河，在中国许多地方都造了。

京杭大运河。京杭大运河作为南北的交通大动脉，历史上曾起过巨大作用。运河的通航，促进了沿岸城市的迅速发展

吴国的国王夫差，在今日的江苏造了一条运河（邗沟），以连接淮河与长江。秦始皇在今日的河南，造了一条运河，以连接黄河与淮河，叫做鸿沟。他也在今日的广西造了一条运河，以连接长江的一条支流（湘江）与珠江的一条支流（漓江），称它为灵渠。灵渠用斗闸把低地的水导到高地。

公元7世纪，隋炀帝为了控制江南广大地区、便于自己出游，并把江南的丰富物资运往都城洛阳，征集大批民夫开凿运河，同时改造了吴王夫差所造的邗沟，开通了洛阳至杭州的大运河。公元13世纪末，元朝定都北京后，忽必烈为使运河不再绕道洛阳，花了10年时间，开通了新的京杭大运河，它连接北方的北京通县（现通州区）与南方的杭州。

秦始皇在建筑他的网状“通行大道”之时，一定也造了若干桥梁于大小溪流之上。他也许也在大江大河之上，造了暂时的浮梁（用若干船只构成桥梁）。

他的高祖秦昭襄王，对黄河东岸的魏国某次作战之时，曾经在黄河上面造了一处浮梁。

赵州桥

现今犹存的最古的石桥，是在河北石家庄附近的赵州桥。

赵州桥，又名安济桥，造于公元7世纪初年的隋朝大业年间，不仅漂亮挺拔，而质料也坚固，它曾经遭遇多次的地震，邻近的若干建筑都震坍了，而赵州桥依然屹立。它今天仍是面貌如新。这个赵州桥的桥拱，只有一个。桥长64.4米，跨径约37米，它是世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥。

由于只有一个桥拱，桥面两端可能很陡。但是造桥的李春很聪明：他在两端又各造两个小拱于桥面及主拱左右两臂之间。四个小拱，不仅使得桥面不陡，也减轻了主拱的负荷之一大部分。

李春的发明，世界各地没有类似的出现。到了1900年才有沙拉弩（Salano）创建了一座铁路桥，与它相似。沙拉弩可能是模仿了李春的赵州桥。

中国另一座有名的桥，是福建泉州的洛阳桥，原名万安桥。它长达74.29米，宽达4.5米，造于公元11世纪。

洛阳桥没有桥拱，而是用若干石头柱子支撑。这些石头柱子不是竖立在洛阳河的河床之中，而是插在一条长堰之上。长堰的高度高到可以插入石头柱子，而不致太高到阻碍船只的流通。

泉州另一座桥是安平桥，不比洛阳桥古，而比洛阳桥长，长到几乎三倍，有2255米之多。桥面如洛阳桥一样，也是平的；支撑它的也是石头柱子，却没有插在一个堰上，而是深入海底，当地不是一条河，而是一个海湾。

中国有成千的其他的桥。其中有些以美观著名。例如扬州的五亭桥与苏州的宝带桥。五亭桥，是瘦西湖的标志，它建于莲花堤上，形状又像一朵盛开的莲花，所以又名莲花桥。宝带桥，它有316.8米长，53个桥孔。

四川灌县有一座桥，是用竹皮编成的缆所造成的，它为穿过岷江的旅客服务，已有一千五百年。

另一座桥在四川省康定县，是用铁索子和木板造成的。年代不算太久，造于公元1791年。

今日全中国最有名的桥，是卢沟桥，在北京西南郊外的永定河上，是北京市现存最古老的石造联拱桥。

卢沟桥宽7.6米，长267米，有11个桥孔。桥面两边有石栏。石栏之每一小段有石杆，杆头上有或大或小的石狮子。有些石狮子的背上或两爪之间有小狮子；有些石狮子没有小狮子。没有人曾经数清楚过大小狮子共有多少，民间曾有一句歇后语：“卢沟桥的石狮子——数不清”。某一位旅客相信，共有485个，但是还不曾有别的旅客对这些数字加以复勘。有关文物部门提供的数字是501个。

卢沟桥

造卢沟桥的建筑家，及其石匠，一共花了三年工夫，从1189年到1192年，才把它造成。

这个桥在工程技术上的特点是：每一个桥拱的两臂，是与左右的两桥拱之臂合用一个桥基。结果，桥的重量与压力分散到全部十一个桥拱，很均匀。

中国人民全面抗战的序幕，是1937年7月7日从这卢沟桥附近的一件事变爆发之后拉开的。

我们谈了中国的桥梁以后，不妨看看中国的小船与大船。这些船，在每一条溪流、渠道、运河、水道与大江大河里都有。

有一位来自外国的观察家，说中国大小船只的形式与种类很多，超过一千。

史前时代中国船只的残存部分，已在浙江省余姚县的河姆渡，新石器后期遗址被发掘出来。

安阳出土的商朝甲骨上面船字的形状，告诉我们，当时公元前14、13、12世纪的船，可能是长方形。

汉武帝在公元前113年征服南越，在公元前109年征服朝鲜，所用以装载他的军队的，是所谓楼船。南越包括广东、广西与今日越南的北部。

在中国南北朝之时，南方的王镇恶与王僧辩都使用过有轮子的船，对北方的军队作战。这些轮用许多桨，代替了齿。

中国重新统一以后，唐朝有一位亲王，李皋，曾经吩咐木匠造了若干有轮子的船。有一件公元784年的史料，足以证明他确是做了这件事。

宋朝的海军大将虞允文，在1161年抗御金兵于南京附近的采石矶，也用了这种有轮子的船。

明朝的“无任所巡回大使”郑和，从1405年到1430年航行于南海及印度洋七次，却不曾用这种有轮子的船。

郑和的船舰很庞大，据明史记载，船长44丈、宽18丈。他所率领的其他的船数目，每次航行不同，平均有二百艘左右。他的兵士与文职人员，在某一次航行之时，有二万七千人。

这个数目远超过哥伦布、考泰斯与皮萨罗的部队。郑和很容易干出这三个人所干的事，亦即把所到的地方征服，降为殖民地，但是郑和不曾这样做。

郑和与他的君主，明成祖，只是希望取得南海与印度洋各国的好感，与承认中国在国际舞台上的地位。

明朝的海军，除了通常样式的船以外，又有出奇的船，例如：

（1）两旁有很多桨的蜈蚣船。

（2）可以随时走相反方向而无须掉头的两头船。

（3）可以随时留下前半截去撞毁或烧毁敌方船只，而抽走后半截的“两截船”。

多数的中国船是平底的，没有“船脊骨”。它们行驶于小河大川，用短桨长桨，航行于大海之中则用帆或顺着潮流。它们靠岸之时，不怕沙滩，因此而得了一个外号“沙船”。

小型的沙船，只有二百五十吨以下的容量。大的，可以大到五百吨。最大的，却有一千二百吨。

在清朝道光皇帝之时，于第一次鸦片战争前夕，中国仅仅在上海口岸，便有沙船五千艘之多。全中国沙船的总数，超过十万艘。

这些中国沙船与其他船只，至迟在公元10世纪，已经航行于大海之中了。当时印度人，常把这些中国船画在他们的壁画之中。

清朝的海军，除了我在上面所述的沙船以外，又有一种能够于必要时“旁行”的船，称为“快蟹”。

传说公元前27世纪时候的黄帝于一次对敌人作战之时，发明了指南车；因为敌人会制造大雾，使得黄帝迷路。但是这个故事缺乏考古学上的证明。

另一传说，说发明指南车的是周公旦。周公旦有一位来自南方的友好客人。这客人回国之时，周公旦为他而发明了指南车。可惜，这个传说，也不过是传说而已。

指南车

我们简直不知道，究竟谁是指南车的真正发明人。但是我们却知道有两个人曾经仿造了它：公元3世纪的马钧与5世纪的祖冲之。

这个指南车的秘密是：在车子底下的木盒子里，藏有两个具有不同方向的齿轮，其中的一个依着车子走的方向转动，另一个则以相反的方向转动，使得车子上的木人所指的方向始终不变。这始终不变的方向是南方，于事前被固定了的。

5．与磁性有关的发明

若干与磁性有关的发明，正如中国人其他的许多发明，并非某种理论的实践，或根据什么逻辑公式。这些发明诚然也是由观察某种现象或若干现象而来。然而发明这些与磁性有关的东西的人，于西方的学术输入中国以前，毫无争取“科学家”头衔之野心，他们大都只是企图解决日常生活的一个问题而已。

司南（磁石勺子）

例如，公元前3世纪《韩非子》一书之中所提到磁石勺子，正如其后的马钧与祖冲之所仿造的指南车一样，其所以能够发明出来，也只是为了帮助旅行者于大雾之中或雨天里，寻找向南的方向而已。

另一发明，指南鱼，也是为了帮助水手们于航行大海之时，寻找向南的方向。公元1044年的《武经备要》提到了它。这本书的著者，是曾公亮。

指南鱼是一块小铁片，很薄，曾经有磁石磨过，然后放在一碗水之中，它便在水上浮起，头向南。

指南鱼的发明，可能是在公元5世纪的第二个十年代，不可能更早。东晋的法显和尚于公元411年从印度航海回来时，两次迷了路，先漂流到爪哇，其后又漂流到一处为若干学者所认为是坎察加半岛的地方。倘若当时，他所乘之船的船长，有一条指南鱼，他就不至于迷路两次。

不久以后，航行海上的人又有一种指南工具：罗盘。罗盘上没有指南鱼，却有一细长的磁铁片，中部有凹孔。它被放在一个盒子中间的圆形凸出的地方，可以转动自如。于是它就永远定向于南方，这东西便是指南针。它有磁性，正如指南鱼。

6．其他与力学有关的发明

大多数关于灌溉、纺织、造屋、造路、造运河、造桥、造大船小船等等，都是与物理学中的力学一门有密切关系。

此外，又有若干重要的发明也同力学有密切的关系：

中国人很早便驾驭了水的动力，因此而作出了暗合于力学定律的发明。

这种发明之一，是龙骨水车。它是用脚踏的；能够把低处的水运到高处的田。

另一个此类发明，是“水力碓”，其功用是捣碎麦或稻的壳子，它在西汉亦即公元前206年至公元9年，或更早已经出现。

又一个此类发明，是公元4世纪或5世纪的连锁水磨。它是从公元3世纪的单式水磨，慢慢发展而来。

第四个此类发明，是放在开封的一座水钟。它是在公元1090年左右，于苏颂主持之下所造成的。

除了上述的四个发明之外，又有滑车，轮转钓丝，装帆手车，作为直升机前驱的竹制蜻蜓等等，它们见于李约瑟先生的杰作，《中国之科学与文明》，第四册，第二部分。

7．与光学、声学有关的发明

在物理学其他两个部门，光学及声学，中国人的贡献也很了不起。

中国人知道何以形象穿过一个小孔就变成倒影，也知道透过凸形的玻璃可以点火，球形的镜子能显出怪模怪样的影子。中国人也早在公元前11世纪或公元前10世纪就已经用青铜铸成了镜子。

中国人制造了成套的钟（与铃子），以发出如今日钢琴所能发出的音调。在湖北随州出土的战国时代曾侯乙的编钟，竟有六十五个大大小小的键。这些键子所包括的高低声音，占了钢琴上的五套“八音”。

北京天坛的圆墙（回音壁），是造于公元15世纪的明朝匠人之手。这圆墙能给游客以愉快的惊讶，游客的声音，能被离他很远的另一旅客听见，而且也被他自己听到不只一次，而是很多次。

8．作为哲学的物理学

中国人未尝不知道，以上这些成就，都是力学、磁学、光学、声学的原则的应用。但是中国人却没有把这些原则综合起来，成为西方人之所谓物理学。到了明朝末年，才有一位方以智著了一部《物理小识》。他与英国的牛顿同时。

他们虽则没有发展出一种科学，却产生了一种哲学。这哲学的中心，是把宇宙看成阴阳两个“仪”的相磨相荡。

9．与化学某些部门有关的发明

古时中国人对炼金术觉得很好玩，也发明了火药、纸、瓷器，制成若干化合物，抽炼出若干金属元素，然而却没有发展出化学这门科学，正如不曾发展出物理学一样。

来到中国的阿拉伯人学会了使用罗盘，又把炼金技术带了回去。阿拉伯语文之中的al-chimiya是西方语文之中化学这个名词（chemistry）的来源。这个阿拉伯字al-chimiya是中国语文之中“金液”一词的阿拉伯化。中国炼金家除了制成这个“金液”以外，又造了很多其他的化合物。著名化学家、中国科普事业的开拓者袁翰青教授把它们化验过，作成下列的表：

元素七种；

氧化合物九种；

一硫化合物三种；

氯化合物五种；

氮化合物一种；

硫酸化合物五种；

碳化合物七种；

硼酸一种；

矽化合物七种；

合金三种；

砂与土三种；

溶化剂二种。

炼金家之中，可能有少数骗子，但多数是很勤勉于工作，企图创造一些自然界所没有的东西，值得我们称赞。

他们正如今日的化学家之扩充了元素周期表，使得这个表已非五十年前的可比。

火药是由三种东西混合而成。发明它的人不曾留下姓名，也不曾自居为化学家，正如中国若干其他东西的发明者一样。

他们发明火药的动机，是为了把已故亲人的亡魂吓走，请他们不要干扰活着的人的生活，他们同时也想把非亲人的亡魂，亦即“恶鬼”，赶走。

火药箭

最早的这类兵器是火箭，火箭的箭头敷有火药，蘸了油类与硫黄。用的时候，用火点燃，射向敌人的帐篷或船。

中国最早的炸弹，是北宋真宗时的神卫水军队长唐福在公元1000年发明的。他制造两种：一种是光滑的，称为火球；一种是表面多刺的，称火蒺藜。

使用这些东西的方法，是用抛弹器（亦即一种根据杠杆原理制成的最古的炮）。

最早记载火球与火蒺藜的一部书，是1044年曾公亮所写的《武经总要》。曾公亮不但提起了这两种武器，而加以说明，例如火药之中硝磺碳三样东西的比例与这三样东西以外的东西。曾公亮也说到“火炮”，火炮比唐福的火球大。

宋朝的军队为了抵抗来自金国的侵略者，用了很多别的火器。

其中之一便是“火枪”，出现于公元1132年以后，火枪是用竹管造成，不是用铁管。

不久以后，便有不用竹管的火枪，而用青铜与铁，体型颇大，被称为“铜将军”。有一尊“铜将军”，系元朝1332年所造，到今天还存在，放在北京历史博物馆。

明朝（1368～1644）的人发明飞行于空中的飞鸦、飞龙。然而明朝的君民，虽有如此的武器，却不想把中国变成肆行军事侵略的强国。

明朝的皇帝，除了最早的几个以外，都不喜欢对外打仗，而喜欢安享悠闲。

明朝人民之中的知识分子，喜欢用他们的脑筋，冥想宇宙中一切事物的本源，或是写卷帙浩繁的小说，或是绘画很长的卷子。

他们厌恶火药和火器，他们喜欢玩纸，玩笔，玩印书的雕版与活字。

纸不是如一般人所信，在公元2世纪才为一位姓蔡名伦的人所发明；它早在公元前已经出现，而且样式很多。有用腐了的丝绸造成，有用棉布造成，也有用树皮或竹子造成的。

蔡伦所造的纸，可能是一种比以前更好的纸。

其后的几百年，又有很多种新的纸出现。我个人所最喜欢的，是安徽东南部用棉花所造成的。

造纸流程

瓷器发明于汉朝，改良于唐朝，而达到完美程度于宋朝。

为了制造一个瓶，窑工必须有能烧摄氏一千五百度的热之窑，并且要有关于化学元素与化合物的知识。

对着宋朝的一个瓶，无论是所谓汝窑，或是钧窑、官窑等等，我们可以从早看到晚，或放在客厅、书房若干年，而永久不厌；它的颜色是淡青或深灰，它的形状很婀娜。

明朝的瓷器以珐琅擅长；清朝的则以多彩擅长。

太湖地区早在新石器时代后期，就有了竹屋与竹制家具。其后，竹上常涂了漆。漆之本身是在周朝已有，当时周天子与诸侯的宫殿之中的柱子，已被涂上漆与一种油（可能是桐油），以增加美观，而免于雨打日晒。

明朝留下的东西之中，有一个竹碗，上边有漆成的画，嵌了玉。

10．印刷术的发明

发明印刷的人，也不曾留下姓名。中国新石器时代后期，拍纹陶的制作家，用刻好花纹的木板，拍印陶器坯子，他们应该被称誉为印刷术发明家的先驱。

同样的称誉，也应该给汉朝初年制作石头或木头印章自娱的人。

一位大学问家蔡邕，于熹平四年（公元175年）向他的皇帝（汉灵帝）建议，把儒家的五经刻在石板之上，获准。五经是《易经》、《书经》、《诗经》、《礼记》、《春秋》（经过孔子校正的鲁国官方的编年史）。

这项工作，蔡邕在公元183年完成。他的目的，是要当时及后代的师生，能有石经的拓片，作为可依据的正确版本。

毕癉

在熹平石经刻成以后685个年头，才有今日尚存的从木雕之版所印出来的书，年代最早的一部是《金刚经》，原存敦煌。此书雕成之时，是公元868年。

五代时的一位官僚，冯道，在公元932年令人用木版雕成儒家的九经（于蔡邕所石刻的五经之外，加了四种）。

继冯道而起，有一位真正发明了新东西的发明家：毕癉。毕癉于1041年至1048年发明了用泥烧成的活字。

11．中国人特别擅长的四种科学：数学、天文学、冶金、医学

在所有的科学之中，数学是中国人很早就发展了的。周朝的官立学校，以数学为主要的六门功课之一，孔子也把数学列入他所创办的私立学校的课程之中。

哲学家墨翟以点、平面、立体的定义，教他的学生。这些定义很像欧几里得的定义，然而当时的中国与希腊并无往来。

周朝以后，列朝的政府也都注重数学的传授，因为需要懂得数学的人，计算税收多少与粮仓大小，建筑城墙、河堤、湖堤、沟渠、运河；列代政府同时也需要天文学人才，以不断修正历法。

每逢旧的历法，在某一个冬至之日，白天不是一年之中最短的；或在日蚀之日，而不是某一个月（阴历）的第一天，当皇帝的便想修改历法。或是，这皇帝遇到什么天灾，或个人的不幸，他也会怪现行的历法不好。

中国古代的数学书籍，由于秦始皇的焚书，以及其后的多次战争与人民造反，留存下来的很少，其中以《周髀算经》与《九章算术》最为重要。这两部书的著者，均不曾留下姓名。

《周髀算经》包含了战国时代传下来的数学知识，与汉朝初年（公元前2世纪）的新东西。《九章算术》的内容，是西汉，公元前2世纪与公元前1世纪的数学知识，加上东汉，公元1世纪与2世纪的东西。

《周髀算经》假托若干古代名人彼此讨论各种问题，例如冬至与夏至在中国各地的日影（日晷所投下的影子长短），以及三角形的三边彼此的关系。

《周髀算经》的著者，把π（直径与圆周的比率），定为1∶3。

《九章算术》

公元3世纪的一位数学家刘徽，写了一部解释《九章算术》的书。他把π的值，精确到3.154。

《九章算术》包含246个问题，分为九章。有问题，也有答案。问题大都是某些官吏在职务上所遇到的，如仓库之内的谷有多少？某一块田地面积有多大？某一条灌溉的沟渠有多长？流到各家农田的水，有多少体积？算这些问题，倘若应用三角形三边的比率，就很方便。

刘徽除了写出《九章算术》的注解以外，又写了一部书叫做《海岛算经》。在《海岛算经》之中，他进一步发挥了三角形的三边比率。

与刘徽同时的一位有姓无名的人，自称“孙子”。他写了一部数学书，称为《孙子算经》，其中并没有什么新的东西，除了有关“不定分析”一个问题以外。

祖冲之

到了南北朝的时候，中国出了一位数学大师：祖冲之（430～510）。祖冲之作了若干力学的发明，也算出了π的值。这个值，他算出来，是在3.1415926与3.1415927之间。我们不知道他用什么方法，算出这个数目。因为他所写的书，包括《缀术》，都不曾能够流传下来。

他也许是用如下的方法：在圆周里画一个多角形，然后增加这个形的角的数目，逐渐增加又增加。像刘徽当年所用的方法，但刘徽只增加到一百九十二角；祖冲之很可能把他的多角形的角，增加到一万六千三百八十四个。

在祖冲之以后，到了公元14世纪，有一位同样有耐心的人，姓赵名友钦，也曾经把圆周之中的多角形画成了很多很多的角。他的动机，是想查勘祖冲之算出的π，是否正确。赵友钦一直把多角形的角，增加到一万六千三百八十四个，而果然获得了与祖冲之所算出的π之值相同：也是3.1415926与3.1415927之间。

再过二百年，有一位德国数学家，奥托（Otto）也算出π的值是3.1415926与3.1415927之间，奥托并不知道，在他以前，祖冲之与赵友钦均做过同样的事。

唐朝政府曾经在它的国立大学设了一个缀术系，专教祖冲之的缀术。缀术系的修业年很长，比其他各系长。

我们在今天，竟然不知道所谓缀术，其内容究竟如何？是否把圆周之中的多角形的边，越画越多，也越短，短到其总数与圆周之长最相近？这“缀术”所包含的，是否不仅是算出π的值？是否也教人把不规则平面的宽与长与不规则立体的长宽高，也一步一步逐渐画小，小到极点，然后“缀”起来，求得其面积与总积最大近真之数，像我们今日在微积分这门功课所做的方法？

唐朝有三位数学家值得我们注意：李淳风、王孝通、一行和尚。

李淳风注解了《周髀算经》与《九章算术》，又替唐朝政府创了一个新的历法。他很熟悉我们今日所称为“有限差异”，用“硬定的常数”来算出“游移差异”与“固定差异”。法国的狄卡儿也算出了这些东西，但他不能不求助于曲线。

王孝通是最早算出三次方程式（立体方程式）的人，即方程式中的未知数，不仅是二次方，而且是三次方。

一行和尚正如李淳风一样，也替唐朝政府创立了新的历法，他的历法在内容上不同于李淳风的历法。一行在数学上与众不同的贡献，是算出了那些需要以“不定分析”来解答的方程式。这些方程式也被称为“直线一致的方程式”。一行在计算天体运动时，曾遇到需要以如此方法解答若干问题。

沈括

唐朝以后的宋朝，从公元960年到1279年，是中国历史上数学的收获最丰富的一个时期。最突出的一位数学家，在朝廷中担任官吏，他的姓名是沈括。沈括在物理学与数学方面的知识均甚高深。

他在1080年写出的一本十分近代式的书，《梦溪笔谈》，令人惊讶。这部书包含的创见之一，是列出一个计算圆周弧线之长度的公式。

其中d是直径，a是弧长，c是弧弦，s是由弧到弧弦中央的垂直线。

沈括也谈到计算不规则形状的面积。他说：“把它切成极小的若干块，然后把它们的面积加起来”。像沈括这样的人，倘若没有浪费了许多宝贵时间当官吏，很可能成为微积分的发明家，如牛顿或拉埃布尼次（Leibnitz）。沈括生得早于这两个人六百年。

另一位天才秦九韶，却不曾作官吏。他的不朽之作，叫做《数书九章》。这部书不是《九章算术》的注解，而是秦九韶用来与《九章算术》一较高下的书。

秦九韶在这部书中，与“直线一致的东西”相搏斗，也计算出若干高次方程式，其中未知数可以高达九次方与十次方。他也发明了方程式的新的格式，把未知数作成负数。这个以负数列入方程式的未知数（－x），倘若我们把它搬到方程式的左边，便和今日的西方代数学完全一致，成为正数的未知数。

当然，秦九韶之时的中国数学界，尚无“等号”（＝）。放在布策演算的木版之上。

不过西方数学界，在其时也没有零号（0），要等到比秦九韶晚了五百年之时才有。

秦九韶与其他的中国数学家，很久以来便已运用零号了。他们把策与策之间留一个空，作为零号。

秦九韶对计算各种立体的体积也很熟练。这在西方是属于立体几何的范围的问题。

秦九韶处理几何学上的问题，当做代数学的问题，以代数学的方法加以解决，在这一点上，其他的多数的中国数学家也是如此。

世界上其他国家的数学家，都不会这样做。

中国人不仅以代数学的方法处理几何，而且以代数学的方法处理三角术。

与秦九韶同时的李冶，也是以代数学的方法处理几何学问题。

李冶在他于1248年所出版的《测圆海镜》之中，把一个圆画在直角三角形之中，然后把这个圆扩大为方。

李冶所用的策，与古人的一样。但是他创下了排列方程式的格式。

李冶的另一本书，《益古演段》，出版于1259年。其中若干问题，他用了古人所未用的新方法加以解决。

在李冶此书出版了两年之后，另一数学家杨辉出版了他的《详解九章算术纂类》；又过了十四年，在1275年，杨辉发表了另一部书的首几部分，这另一部书，叫做《杨辉算法》。

杨辉与其他的中国数学家不同：他用了几何学的方法，解决几何学上的问题。他曾经以随随便便的语气，说了：在长方形里画一条对角线，便把它一分为二。有人怀疑他，曾经从阿拉伯人的书中，间接学得了希腊人的几何学。倘若他没有看到阿拉伯人的书，那他就真正是中国历史上最早的一位几何学家了。

不管怎样，他仍是算术与代数的专家。他有自己的关于复式比例的理论，而且也喜欢用小数，甚于用分数。他也喜欢联立直线方程式与二次方的方程式，又喜欢用负数作为系数。

中国元朝最伟大的数学家，是朱世杰。他著有《四元玉鉴》，所谓四元，亦即包含四个未知数的方程式。此书出版于1303年（元朝初年）。

这种方程式之中的未知数，倘若很多面挤在一个或几个方程式之中，则其冪必须很高。朱世杰利用当时已有的一个系数速查表，能够很快查出某冪的某项，该用什么系数。这个表是中国什么人所创，难考。它与后来法国巴斯卡（Pascal）在1654年所讨论过的一张表，甚为相似。巴斯卡并未发明这张表，它早在1527年已在法国出现（但比朱世杰应用中国古表晚了两百多年）。西方数学界常常把巴斯卡所讨论过的这张表，称为“巴斯卡三角形表”。

朱世杰当他用“制造差异法”算出某些问题之时，在境界方面赶上了沈括。这个方法，西方人称之为“有限差异法”。

朱世杰其后又研究高级之级数而有心得，就在境界方面超过了沈括。所谓高级之级数，如计算有圆形横剖面或方形横剖面的一捆箭杆，或是计算堆成金字塔形的，或堆成圆锥形的若干圆球。朱世杰所研究出来的公式，经英国李约瑟先生写成西方人所能了解的公式。

假定　

则　

或　

郭守敬

在朱世杰以后，中国在13世纪之末与14世纪之初，有一位富于才华的人，郭守敬（1231～1316）。郭守敬用更准确的公式，替代了沈括的公式，以计算圆弧的长度。

沈括关于太阳似乎斜行绕地之速度，有他的看法。郭守敬把沈括的看法具体化，写出一种球面三角形的公式。

明朝也有它的数学家与数学教师，但没有一人能及得上我在前面所介绍的几位。

1580年利玛窦及其后的耶稣会教士，带了他们的书来到，中国在数学方面有了更加长足的进步。

孔子可说是中国最早一位天文学家，他曾经批评鲁国政府的天文官，说他们在预言日食的日期之时，有若干错误。

公元前3世纪的石申、甘德与巫咸，制出了星图，一共画出来284个星群，1454颗星。

张衡

东汉的张衡是公元2世纪的人。他认出来一万一千五百二十颗小星，二千五百颗大而亮的星，其中他知道名字的有320颗。

张衡也在公元100年左右，造了一个用水力推动的浑天仪。他的另一发明，是地震仪，这地震仪能够随时报告若干里以外的地震。

张衡以后的中国天文学家很多，本书此处不能列举。下边是其中较重要的几个。

公元5世纪南朝的何承天，创造了一个新历法，其中月绕地球的时间，算得十分精确：29.530585天。这个时值，比今天大家公认的数字只差百万分之三（0.000003）。

同一世纪，以算出π的准确数字而留名的祖冲之，也创造了一个历法。他用了“有限差异”的方法计算日与月的运动。

公元7世纪唐朝的李淳风，所用的也是这个方法。祖、李二人，也修改了浑天仪，使得它呈现日、月与星的运行，更加准确。

公元8世纪的一行和尚，唐朝另一位天文学家，在中国很多地点，进行了实地查勘，以找出晷影在夏至日的长度，而加以修正，正如祖、李二人，一行和尚也改进了浑天仪。

公元11世纪，北宋的苏颂，制造了用水力推动的钟。同时也留下了一部天文学书籍：《新仪象法要》。

公元13世纪，元朝的郭守敬，制作一个简化的浑天仪，超越了所有以前的天文学家所造的。这个浑天仪，今日仍存在于北京天文台。

郭守敬所创的历法，授时历，也是中国直至其时所有历法之中的最好的。元朝政府在1281年予以采用，明朝政府也沿用了它，只是略加修正，而换上一个名字。

明朝共有三百年左右，不曾有过超过郭守敬成就的天文学家。

清朝政府于本国天文学家和来自欧洲的天文学家协助之下，采用了所谓“时宪历”。这个时宪历兼有郭守敬授时历与天主教教宗格里高里第七的历法之长。

记载了nova的甲骨

中国天文学除此以外，还有其他的成就。日食的观察与记录，早在公元前772年已有记载。不久以后，月蚀也被观察而记录下来。突然变亮的星（nova）与若干彗星，尤其是哈雷彗星，也都被记录下来了。并且有一颗突然变亮的星早在公元前12世纪就已经有了记录（在一片甲骨之上）。

中国天文学家把众星安排在月道的二十八个间隔（二十八宿）之中。他们也知道月道不仅有一条，而且由于常常变化，可以说是九条。而且他们知道，日与月在天空中的行程，有时候看来似乎倒退。

中国天文学家在观察与记录了日食与月蚀以后，也研究出来如何预告日食与月蚀。他们的预告，常常是准确的。他们又研究出来，如何预告冬至与夏至，春分与秋分的日期。

中国有过不少的冶金学专家。商周两朝的青铜器，其青铜是铜与锡的合金。不曾留下姓名的若干冶金家先研究出来的铜与锡的各种比例，才能制造出各种兵器、农具、工具、礼器。

到了汉朝及其以后，又出现别的合金，包括所谓白铜。英国东印度公司的人，用译自广东话的中文，称它为baktong。欧洲若干国家的居民称它为德国的银子（German silver）。

中国人在不知何时，又发明了用锌与锑造成别的合金。

医学可能是各种科学之中，中国人最擅长的科学了。

针灸之针，显然是中国人自己发展出来的医学，未受他国影响。灸，也是如此。中国医生常对病人，针与灸同时并用。

麻醉剂至迟在公元3世纪中国已有，若非更早，开刀的手术也不迟于此。

佛教传入之时，印度的有些草药跟着进来。然而中国的医学药学，完全是中国人自己研究出来的。

李时珍

战国时期的扁鹊（秦越人），东汉时期的张机（张仲景），三国时期的华佗，唐朝的孙思邈，是中国医学史上的前后辉映的四颗巨星。

明朝的李时珍（1518～1593）是巨星之中的最巨之星。他的杰作《本草纲目》，是研究了八百部中国医书的成果。这部《本草纲目》有一千一百张插图，一万一千零九十一个处方。这些处方都是他自己亲身对病人用过而有效的。处方之中的药，大多数为草药，也有一些动物身体上的东西，以及矿物。这部书很厚，有两百万字之多。

12．其他

有一部木工技术的书，堪与李时珍的《本草纲目》相比：公元　1100年出版的李诫的《营造法式》。

中国在其他的若干部门的科学，也有或多或少的收获，而我在本书之中不及详论。例如，地理学、气象学、矿物学等等。

宋应星是在公元1637年，总结了西人来华以前中国科技的各方面水平于他的《天工开物》之中。此书有插图123幅，论及123种技艺。英国杰出科学家李约瑟在他的伟著《中国之科学与文明》之中，把中国之技术与科学的贡献各方面，研究得十分详细。

民国以来，中国继承了同治光绪年间的自强运动，在科技方面人才辈出，有世界级各方面的权威学者，如力学的顾毓琇，数学的陈省身、华罗庚，生物学的冯元桢、钱煦等人，获得诺贝尔奖金的李振道、杨振宁、丁肇中、李远哲、朱棣文，与费尔兹数学奖金得主丘成桐等人。