重读中国古代科技

graydragon

《中国的创造精神》是英国作者R.K.G.坦普尔根据李约瑟的《中国古代科技史》一书改写的，旨在揭示中国古代的巨大科技成就。

对于今天的中国人来说，古人的辉煌并不值得庆幸，需要的是头脑清醒的认识过去的成就，站在今天的科技层面解读古代。

以下文章摘录于该书。

graydragon

血液循环

在中国，有着无可争辩的、卷帙浩繁的文字记载，足以证明血液循环至迟到公元前2世纪就已是确立的学说，被记载于《黄帝内经》。

《黄帝内经》说：“人体经脉系统的功能是促进血与气的正常流通（循环），从而使得人从食物取得的精华能够滋养阴阳脏腑，维持肌肉筋骨，并且润滑关节。”
“经脉者，所以行气血而营阴阳，濡筋骨，利关节者也。”——《黄帝内经·灵枢·本藏篇》

《内经》还说：“我们所说的脉管系统像是水坝和拥壁，形成一圈通道，控制这血液经过的路径，使得血液既不会逸出也不会从某处漏掉。”
“壅遏营气，令无所避，是谓脉。”——《黄帝内经·灵枢·决气篇》

中国古人设想人体内有两种独立的流体循环。“血”，由心脏驱动，流经动脉、静脉和毛细血管。“气”，一种微妙而稀薄的能量形式，由肺脏驱动，通过无形的渠道而周流全身。

权衡事物一向极有条理的中国人，进行了若干研究，从尸体中取出血管拉直，并且测量了血液循环一周流过的总距离。这些测量确定的结果是16丈2尺。

每24小时，血循环与“气”循环在腕部再次“会合”，由于已完成50次血液周流，所以两个循环恰好重合。中国人从而计算出，血液每天要流经2500米的路程。在这段时间内，应已呼吸13500次；这就意味着，每一次呼吸，血液就流动6寸。

已明确认识到心脏是输送血液的。确实，中国医生曾在他们的课堂上使用特殊的风箱与竹管系统输送液体，以向学生们演示心脏和血液循环是怎样工作的。

对人体内的血液循环的计算方面，每次循环被确定为需要28.82分钟。通过医学研究我们知道，这比实际情况慢了60倍，真正所需的时间只有30秒。

Willenten Rhijine医生在他1685年的《针刺尾数图》一书中说，血液循环是中国医学总体的基本原则之一。他写道：“中国医生……无论就个人而言，还是就整体而言，或许在许多个世纪中比欧洲医生投入了更大精力极端仔细地钻研和教授血液循环。”

graydragon

米酒（公元前11世纪）

米酒的译名是“烈性啤酒”。
至迟在公元前1000年，或许还要早几个世纪，中国人已熟练地掌握了发酵酿“酒”的方法。
从公元前800年或更早以前流传的诗词中，就有不少这种烈性酒醉人的描述。

烈性啤酒的发酵工艺包含一种全新的谷物发酵概念。普通啤酒的主要问题是谷物中的淀粉无法发酵。几千年前，人们发现，发芽的谷物含有一种物质（现在叫淀粉酶的酵素），它能把谷物中的淀粉降解成随后可发酵的糖类。这就是世界各地古代制作啤酒的基础；发芽的谷物被干燥成谷芽，它会“消化”普通谷类中的淀粉，从而酿造啤酒。
但中国发现了一种好得多的技术，就是制作一种称为“曲”的物质。酒曲是用磨碎的煮得半熟的小麦（有时用小米）粒做的，事先已让这些谷粒发霉。这种霉菌能比发芽的谷物更有效地产生分解淀粉的酵素淀粉酶。因此，“曲”是霉菌加酵母的混合物。中国人把它和水煮过的谷物混合起来，就能做成啤酒。淀粉酶把淀粉分解成糖，酵母菌又使糖发酵变成酒精。
他们还发现，在发酵过程中不断地往酒中加入水煮过的谷物，酒精的含量就会提高。他们把这叫做“杀”米。这种“添加”过程最终会达到无法再进行下去的极限，但它确实能造出一种很强烈的饮料来。

graydragon说：
1、无论是麦芽还是神曲，同时归属中药范畴。古人在生活中发现麦芽与神曲，以之酿造出美味的米酒，最终又运用到医学当中。这是“医食同源”的典范。
2、神曲的发明，想必是偶然发现。想想陶碗中盛放少量磨碎的煮得半熟的小麦，因为天气潮湿已经开始发霉。但古人在粮食匮乏的情况下，没有扔掉，而是把它和新煮过的谷物混在一起食用，又不知是因为什么原因，这碗饭没有吃完，结果几天之后，草屋中弥漫着属于食物的香气，古人寻香溯源，意外发现陶碗中产生了一种晶莹透亮的液体。于是，一种甘冽的饮料——米酒诞生了。
3、从米酒的制造工艺上，不妨想想，为何必须麦芽或者神曲，才能造酒。试问，石膏能造酒吗？有人扔了块豆腐过来，溅了我一身。
4、转一首李白《将进酒》，感受一下诗仙所传达的酒的雄浑魄力，领略一个文化大国的雄浑气象。
君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回。
君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。
天生我材必有用，千金散尽还复来。
烹羊宰牛且为乐，会须一饮三百杯。
岑夫子，丹丘生，将进酒，君莫停。
与君歌一曲，请君为我侧耳听。
钟鼓馔玉不足贵，但愿长醉不复醒。
古来圣贤皆寂寞，惟有饮者留其名。
陈王昔时宴平乐，斗酒十千恣欢谑。
主人何为言少钱，径须沽取对君酌。
五花马，千金裘，
呼儿将出换美酒，与尔同销万古愁。

graydragon

人体内的昼夜节律

“昼夜节律”一词来自拉丁文circa diem，含义是“大约一天”。身体的大多数内部节律（其中很多与激素内分泌有关）是按照一种接近于24小时“时钟”进行的。妇女的月经和排卵周期可能是最明显的身体内较长的内部节律。

现代医学实践已证明，疾病的严重程度及症状在一天的不同时间里确实有明显的差别。例如，已发现，在晚9时至午夜期间，帕金森氏病丧失能力的症状常常会完全消失。哮喘的严重发作一般是在夜里，那时肾上腺皮质激素分泌达到最低点。对组胺的敏感度在晚11时最高，这时体内某些类固醇激素的水平最低。胆囊炎的症状总是在清晨几个小时最严重。到晚上发烧的程度及体温均增高，而且我们对疼痛的敏感性在白天和晚上的不同时间里也很不一样。这些都是身体内部昼夜节律造成的现象。

《黄帝内经》中记载：患有肝病的人，在清晨精力充沛，思维敏捷。傍晚情绪高昂，而半夜则安静沉默。患有心脏疾病的人，中午精力充沛，思维敏捷，半夜情绪高昂，而在清晨则平静沉默。……患有脾病的人，日落时精力充沛，思维敏捷，日出时情绪高昂，而傍晚时平静沉默……患有肺病的人，傍晚时精力充沛，思维敏捷，中午时情绪高昂，而在半夜平静沉默。……患有肾病的人，半夜时思想敏捷和活跃，春、夏、秋、冬四季的最后一个月里整天情绪高昂，而在接近日落它们就平静下来。
“肝病者，平旦慧，下晡甚，夜半静。心病者，日中慧，夜半甚，平旦静。……脾病者，日昳慧，日出甚，下晡静。……肺病者，下晡慧，日中甚，夜半静。……肾病者，夜半慧，四季甚，下晡静。”——《黄帝内经·素问·藏气法时论篇》

针灸的实施也考虑到了昼夜节律。

除昼夜节律以外，中国医生还指出很多其他的周期。有些是合理的，有些则是荒诞不经的 。通过现代医学，今天我们知道十二指肠有139天的周期，何杰金氏病有21天的周期等等。中国行医者似乎已注意到某些这类事情；不过他们的周期学说大部分是迷信的数灵学（numerology）。这一切当中最合理的是很早就精明地觉察到各种昼夜节律的存在，而对它们我们甚至到今天还不能完全解释或理解。

颅内松果体腺被认为是实际的体内主“时钟”。在德克萨斯州立大学已进行了这样的实验，即在试管中存活的鸡的松果体腺在不与体内其他部分联系的情况下，可完全独立地起到“生物钟”的作用达四天之久。

graydragon

分行栽培和精细锄地



公元前3世纪的《吕氏春秋·辨土》写道：如果作物成行生长，就会很快成熟，因为它们不会影响彼此的生长。横行必须排列得很好，纵行安排得很有技巧，因为如果行列是直的，风就能和缓地通过。
“茎生有行故速长，弱不相害故速大。衡行必得，纵行必术，正其行，通其风。”——《吕氏春秋·辨土》

最初，种子是用手沿垄播种的，采用的是“垄沟相间”的方式。

大约在公元前6世纪或公元前5世纪，中国人在金工方面取得进展后，铸铁锄在中国已普遍使用。大约到了公元前1世纪，一种改进了的锄已广泛使用。这种天鹅颈锄，能除去作物周围的草而不损伤作物，而且它有多种可更换的锄片。这是一项杰出的技术进步。

至迟到公元前1世纪，多管条播机的使用已大大提高了行播的速度，同时出现了中国人开创的精细锄地技术。

中国古代有一句谚语：“锄头自有三分泽”。毫无疑问，精锄确实可以奇妙地保持土壤的水分。这在中国北方是极其重要的，因为这个地区比较干燥，时常刮风，而主要作物是小麦和谷子。

1313年，大农学家王祯在《农书》中记载了较贫穷的农民是怎样实行手工锄草的生动情景。该书写道：在北方的村庄里，农民常结为锄社，一般由10家结为一社。先锄一家的田地，这家就为其余各家来锄地者提供饮食，然后其余各家在10天期间内轮流照此办理。……这是完成锄地任务的快速方法而且是一件乐事。如果有一家患病，或出了什么事，其他各家就合力相助。因此田无野草，岁岁丰收。秋收之后，(锄社社员们)都拿出酒和猪蹄来，举行一场庆祝丰收的盛宴。

较富裕的农户使用有畜力牵引的锄具——一种没有犁壁的犁，它有两个锋利的尖铧片。拉锄时，两个铧片沿垄的两侧行进，而垄上长着庄稼。铧片把垄两边的杂草除掉，把灌溉沟加深，并且进一步在作物根部周围培土。一遍马拉锄可以省去几遍手锄，不过通常是有一位农民跟在后面用手锄锄掉剩下的少量难锄的草，从而把活儿干得更完美。

graydragon说：

看了《农书》的那段记载，笔者想起辛弃疾几首诗词来，附录如下，这是古人的幸福时光。

《清平乐 村居》

茅檐低小，溪上青青草。醉里吴音相媚好，白发谁家翁媪。

大儿锄豆溪东，中儿正织鸡笼；最喜小儿无赖，溪头卧剥莲蓬。


《西江月 夜行黄沙道中》

明月别枝惊鹊，清风半夜鸣蝉。稻花香里说丰年，听取蛙声一片。
七八个星天外，两三点雨山前。旧时茅店社林边，路转溪桥忽见。



如今的中国农村，这仍然是一幅熟悉不过的画面，谁能料想它在中国这片土地上演了2000多年呢？

在欧洲，到18世纪才采用这些农耕方法。直至1731年，农业宣传家Jethro Tull还在努力劝说欧洲农民采用他所说的“马拉锄地耕作法”，其中就包括分行栽培作物和彻底除草。

然而，时过境迁，今天的欧洲已经是大片的农庄，机械化垦作水平。

面对此种场景，我们是该自豪，还是悲哀呢？话题有些扯远了～～～～～～～～

黄煌

graydragon网友常常有感而发，而且他的这种感想往往十分深邃，可以让我们沉思良久。

登陆真难

对于中医的认识，是从中国古代科技的角度来看？
还是从中国古代哲学的角度来看？
抑或是从传统文化的角度来看？
不同的视角导致不同的认识结果。
作为临床中医，无疑应该选择第一个视角。
把传统中医放在科技的层面来看，
并不是为了降低学子们心中“医道”的地位，
而是为了实用与明确其今天的价值取向。
在科学技术是第一生产力的今天，
在大倡知识经济的当代，
没有理由不首选第一视角。

graydragon

旋转扬谷风扇（公元前2世纪）

扬谷是在收割和脱粒之后把糠稃、碎稻秆同籽粒分开的手段。

最简易的方法甚至可以追溯到人工栽培谷物之前：将谷物抛入空中，最好是在有大风时，让糠秕被风吹走而籽粒落到地上。其后采用了簸箕，这需要灵巧的手段。正确而有节奏地抖动手腕，就能把重的籽粒与糠秕分开，糠秕逐渐被从簸箕的边上簸出去而剩下籽粒。再往后，又发明了扬谷筛。

但中国人并不满足于这种等到有大风才能采用的扬谷方法，也不满足于缓慢又费力的簸谷法或筛谷法。

到公元前2世纪，中国人作出了一项卓越的发明：旋转扬谷风扇。其模型已在中国古墓中发现。

倒入加料斗中的谷，不停地受到曲柄摇动的风扇产生的气流冲击。风扇后面有一个大的进气口，装在一个通向谷粒的、宽而斜的通道的末端。风扇产生的风把糠秕吹开并从一个通风孔吹出去。籽粒则落在下面已脱出糠秕的谷堆上。

有一种旋转扬谷风扇是移动式的（轻便飏车），这是一项重要改进。因为原本飏车很昂贵，但现在可以出租了，使物主能够收回成本。

还有一种车，不是由适于一人手摇的小曲柄来操作，而是由一个与曲柄相连的踏板来操作，这样操作人员就可以腾出双手来同时干其他的活。

旋转扬谷风扇一般主要在中国南方用于扬稻谷。尽管最初显然是在北方发明和用于小麦和小米的，但在几个世纪以后它的应用转到了南方，在北方这种农具由于种种经济原因而几乎被人遗忘了。由于买不起这种风扇，许多农民恢复了传统的手抛和手簸扬谷。

旋转扬谷风扇在1700～1720年之间由荷兰船员带到了欧洲。

因此，直到18世纪初西方才有了旋转扬谷风扇。而在此之前，主要的技术是用扬锹向空中扬和用簸箕簸，不过至少从16世纪初期起，已偶尔有人用帆布、毯予等物粗略地扇去糠秕。但是这种最原始的扇谷法极少见，而且只有非常在行的农民才使用。估计18世纪前欧洲常用的最先进的扬谷工具是簸箕。如果由一位行家来干，每小时可簸谷45公斤。但是18世纪瑞典人研究了一台他们运到哥德堡(Gothenburg)的中国旋转扬谷风扇，发现，它一天能加工惊人的17桶谷(一桶约等于1.6立方米)。欧洲的工程师们在改进中国人的设计方面可不笨，将它改造成适台欧洲谷粒的大小，甚至将其与机器打谷结台起来，这是中国人从未做过的。

但尽管西方对中国传统的旋转扬谷风扇做了重大的发展和改进，但其基本形式至今仍在第三世界国家使用，因为他们发现它比欧洲的现代形式更便宜也更实用。

graydragon说：
1、“尽管西方对中国传统的旋转扬谷风扇做了重大的发展和改进，但其基本形式至今仍在第三世界国家使用，因为他们发现它比欧洲的现代形式更便宜也更实用。”
这是否对中医有所启发，在现代医学面前，在发展中国家，“更便宜也更实用”是否是中医的卖点呢？
2、“18世纪瑞典人研究了一台他们运到哥德堡(Gothenburg)的中国旋转扬谷风扇”

哥德堡号帆船[背景资料]


１７４５年１月，“哥德堡”号商船满载茶叶、瓷器、丝绸等货物从广州起航返回瑞典。８个月后，商船在航行到距目的地哥德堡港不到１公里的海域时遇到风暴，偏离航道并触礁沉没。
１９８４年，一些瑞典的潜水爱好者发现了沉睡海底２００多年的“哥德堡”号残骸。随着考古工作的不断深入，一个大胆的设想在一群热心人的讨论中酝酿成形：重建“哥德堡”号，沿着古人开辟的航线，再次远航中国广州。
１９９５年，“哥德堡”号重建工作在一批古船爱好者的努力下开始。瑞典政府动用了４０００名工匠，耗资３０００万美元，建造了这艘仿古帆船。２００３年６月６日，重建的“哥德堡”号在哥德堡举行下水仪式。
这艘仿古帆船是目前世界上最大的木制帆船。它长５８米，宽１１米，高４７米（含桅杆），船体重达１３５０吨，与当年的“哥德堡”号在外形上均如出一辙。所不同的是，新船除了使用巨大的船帆外，还安装了两台总共１１００马力的“沃尔沃”发动机，并安装了先进的导航系统，以保证船舶的航行安全。
２００５年１０月２日，“哥德堡”号帆船从瑞典哥德堡港起航，沿着海上“丝绸之路”的历史航线，途经西班牙、巴西、南非、澳大利亚和印度尼西亚等地，于２００６年７月１８日抵达广州。

3、“欧洲的工程师们在改进中国人的设计方面可不笨，将它改造成适台欧洲谷粒的大小，甚至将其与机器打谷结台起来，这是中国人从未做过的。”
所以说，虽然今天我们有些行业可能落后，达不到国际水平，但改进别人的科技成果，达到一个新水准，何尝不是自己的创造呢？所谓“来而不往非礼也”。
4、古代诗人梅尧臣写的一首赞扬旋转扬谷风扇的诗：
飏扇非团扇，每来场圃见。因风吹糠秕，编竹破筠箭。
任从高下手，不为暄寒变。去粗而得精，持之莫肯倦。

graydragon

双动活塞风箱（公元前4世纪）

双动活塞风箱是能驱使空气或液体产生连续流动的泵。中国人得以在冶金上占优势达数百年之久的决定性因素正是提供连续鼓风的能力。我们不知道是谁发明了双动活塞风箱，也不知道它出现的确切年代。但到了公元前4世纪它似乎就已在中国广泛应用了，所以我们大概可以有把握地将它的发明至少放在公元前5世纪。在哲学巨著《老子》中似乎这样提到了它：

“天地和其间万物，正像风箱及其喷嘴；它虽然空虚，却不会坍塌，运用它越多，它产生得越多。”
【天地之间，其犹橐□乎。虚而不屈，动而愈出。】——《老子·第五章》

老子的著述时代，最保守的估计约在公元前4世纪，不过传统上认为是公元前6世纪。两种说法可能都是正确的。文中的第三句至关重要，因为它似乎指的是双动活塞风箱的连续动作，这种风箱的确是不会坍塌的。

我们可以在图中看到双动式活塞风箱，它的确是一种最简单而又最聪明的发明。在一个作为汽缸的长方形箱子中，有一个活塞被推进和拉出。将羽毛或折叠的软纸片楔在活塞的四周，以保证其通道既密封又润滑。（这是近代活塞环的始祖。）箱子的两端各有一个进气阀。当拉活塞时，空气从远端吸进来；当推活塞时，空气则从近端吸进来。在向里和向外的两个冲程中，空气都被吸进汽缸；而在这两种情况下被压缩部分(即在活塞另一侧)的空气都被推进到一个侧室中，并在那里通过排气口或喷嘴被排出去。这种装置太简单了，很难理解为什么西方人却从未发明它。

双动活塞风箱的最早刊印图片是在一本1280年的离奇有趣的书中发现的，书名是《演禽斗数三世相书》。

graydragon说：
在今天我所居住的地方，有时候在某条街上还能看到卖爆米花的手艺人，一边用煤铲给火炉添煤，一边拉着呼呼的风箱，这真是一个古老的让人亲切的职业～～～～～

graydragon

曲柄(公元前2世纪)

如果为某种机械目的你想使装配在某个固定位置的轮子转动，那么仅用手推着轮子转是愚蠢的。显然的办法是在轮子边上插一根棒，用它作把手来转动轮子。这叫做曲柄。但是，这种方法被中国人于公元前2世纪使用以前，还从来没有人想到过。

中国人发明曲柄(曲拐)，是将其用在旋转式扬谷机上(参见《旋转扬谷风扇》一文)，这对农业是至关重要的。直到那时，人类才知道在轮子边上插一根与轮面垂直的棒，可作为转动轮子的把手。

中国人还把曲柄用于水井辘轳、手磨、磨和丝绸工业的许多机器上。

最早刊印的曲柄图像见于1313年王桢的《农书》。不过现存最古老的曲柄实物见于一座汉墓出土的小型陶制农家庭院模型，年代大约为公元前1世纪。

graydragon

水力（公元1世纪）

驾驭水力来驱动鼓风炉风箱开始于公元31年。当时的正史记载，南阳太守杜诗发明了一种用于铸造铁农具的水力往复式发动机(水排)，“因此人民费力极少而受益极多。他们发现这种‘水力风箱’很方便而广泛使用。”

【建武……七年，迁南阳太守……造作水排，铸为农器，用力少，见功多，百姓便之。】
李贤于670年对这段话加注说：“熔铸铁业者已有手拉式风箱为炭火鼓风，现在教导他们用急流的水去操作它。”
【冶铸者为排以吹炭，今激水以鼓之也。】——《后汉书·列传·卷第二十一》

这是238年左右发生的事。大约20年以后，发明家杜预对这种机械作了很大改进。水力风箱代代相传，越来越广泛地流传于全中国。


王祯在他的《农书》(1313年)中描绘了他采用的活塞——连杆和传动带形式的水排，在有关蒸汽机原理的说明(参见《蒸汽机的基本原理》一文)中也对此进行了讨论。

中国人在大规模地驾驭水力用于工业过程方面的创新，是现代社会以前能源供应中最重大的突破之一。它是朝向产业革命迈出的重大步伐之一。

graydragon说：
可以毫不惭愧地说，无论是古代，还是今天，中国从不缺乏聪明睿智之人。但人是社会的人，在一个科举八股的社会，这些人只能是生不逢时了。

graydragon

蒸汽机的基本原理（公元5世纪）

早在蒸汽机出现之前，中国就发明了蒸汽机的基本结构，只缺少曲轴。那是一台水力筛面机，与后来蒸汽机的工作方式相反：中国这种机器不是像蒸汽机那样用活塞推动车轮，而是靠水流驱动轮子去推动活塞。中国的机器中不包括曲轴，因为它是中国人从未有过的西方发明。但曲轴并不是必需的。

所讲的机器安装在洛阳城南的景明寺中，在大约530年的《洛阳伽蓝记》一书中曾经提到过。这种机器按活塞往复运动的原理工作，活塞由一个连接于曲柄(由水轮提供动力)的连杆带动。

这一原理开始在冶炼业方面得到了最为广泛的应用。人们发现，用这种水力驱动的装置来带动炼铁炉的巨大风箱是最为有效和最省力的。最初刊布的这种机器的图出现在1313年王祯的《农书》中：此书于1601年又刊印了新版。李约瑟发表了一幅说明这部机器工作原理的机械图(根据王桢书中和其他资料所叙述的细节绘制)，对这部机器作了精确的机械原理说明。

这是14世纪王祯本人的描述：

“其设计如下。选一个急流旁边的位置，在一框架中立以竖轴，上装两个卧轮，使下轮受到水力冲击而转动。上轮则通过传动带（弦索）与其前面的一个装有偏心柄的小轮（旋鼓）相连。于是，一切都作为一个整体，随着驱动轮的转动，装在偏心柄上的连杆就反复推拉摇臂辊，而臂辊左右的两根杠杆(攀耳)则保证把运动传给活塞杆(直木)。这样活塞杆就前后推动操作熔炉风箱，比人力要快得多。 ”

“冶炼机构(冶监)设立时，它们常花费许多钱，雇大量劳力来操作风箱，确实太昂贵。但用这些方法(用水力)可以大为节省。这些发明为时已久，有些已失传，所以我走访了许多地方去搜寻和恢复有关的技术。我已根据我的发现制成附图，以利于通过官冶使国家富足，也便于百姓的熔铸。”

王祯还提到了筛面机。

一本名为《水冶旧经》的书现已失传，在《安阳县志》一书中保存有其中的一段记载。这段记载说，著名的匠师、建筑家和城市设计师高隆之在16世纪采用了这种机器，他当时任宰相(仆射)。他肯定采用了洛阳式筛面机的想法，井将其用于冶炼。所引述的那部失传的著作甚至说，他使用的水轮宽1尺，直径达7尺半。他称这一技术为“水冶”。后来，这成为中国冶金最高当局的秘密之一。我们从另外的资料了解到，活塞靠机器上较小的轮子带动，这种轮子的转速比较大的驱动轮要快15倍，使给炉火送风的活塞能够以很高的速度工作。鼓风一定是连续的，因为从公元前4世纪中国人就已为冶炼使用双动式活塞风箱了。这样，到6世纪，中国人已能驾驭大量的能源，可以为冶炼提供完全自动的连续鼓风了。难怪铜的“合炼法”也在这个世纪研制出来了！中国人在几个世纪前就炼出来的品质优良的钢，提供了能容忍如此高负荷工作的机械所需要的轴承和零件。

直到700年后，即13世纪，欧洲人才能驾驭水力，将其用于风箱。

1775年，John Wilkinson申请了一项水力鼓风机的专利，它与王桢1313年所描述的基本上一样，只不过增加了一个曲轴作为改进。

1780年，詹姆斯‘皮卡德(James Pickard)申请了一项蒸汽机的专利，基本上是把这种机器反过来，即动力通过活塞驱动轮子而不是相反。

所有这些欧洲人的设计都是通过各种中介，例如喇默里(Agostino Ramelli)，从中国人的机器那里演变出来的。至于用活塞驱动轮子而不是相反，也另有中国人的启发在那里。

graydragon说：
本来关于欧洲的这部分不想引用出来，但出于蒸汽机在西方工业革命中的重要地位，所以还是引用了其中一部分。

graydragon

纺车（公元11世纪）

唤起人们对欧洲村舍生活以及印度农村生产活动想象的家用纺车起源于中国。

纺车是从中国人用来缫丝的机械派生出来的。

一根连续的蚕丝有几百米长，其抗拉强度为每平方厘米4600公斤。这比我们已知的任何一种植物纤维的强度都高，井接近某些工程材料的强度。

在中国，最迟不晚于公元前14世纪，蚕已被驯化，丝绸工业已经发展起来。虽然绕丝机明显是在那以后好几个世纪才研制出来的，但从一开始丝绸业显然就需要这种机器来对付如此绵长的丝纤维。

这种机器在121年刊印的《说文解字》里提到过，在230年的《广雅》中又一次提及。而1237年版的《耕织图》丛书中，第一次将它的图像以印刷的形式表示了出来。

graydragon

内分泌科学（公元前2世纪）

早在公元前2世纪，中国人就能够从人的尿液中分离出性激素和垂体激索，并且将其应用于医药的目的，这使它们遥遥领先于现代的生物化学。中国人传统上把所获得这种晶体称为“秋石”，这是由于将其与秋天的白霜相比拟。似乎是淮南王刘安在公元前125年以前的某个时间创造了“秋石”这个名称“来表示其白色及其坚实”

【淮南于丹成，号曰秋石，言其色白质坚也。】——《本草纲目·人部·第五十二卷秋石》

这位淮南王是古代中国最重要的原始科学家之一，他有一所道家术士和学者的学校，在那里进行了许多物理过程的实验。

公元前25年，道家的实验与研究遭到当时的高官谷永的反对，他抨击所有法术之士的言论载于当时的正史。他发出了下述批评：

“道家说他们可以熔化朱砂将其变成黄金，还说他们可以从暗浊的(即浓缩的)尿制成一种硬而白的冰状(结晶)物质。”

【诸非仁义之正道……及言……黄白变化之术。】——《前汉纪·前汉孝成皇帝纪卷第二十六》永始三年

唐代诗人白居易曾经写过一首名为《思旧》的诗，谈到了他的朋友——另一位大诗人元稹，说“他炼了‘秋石’这种药，却还年轻就突然去世。”

几个世纪之后，印刷品中开始出现炼制“秋石”的明确方法。据我们所知，中国最早公布的这种制法是在《经验方》一书中，该书为张声道所著，刊印于1025年。从1025～1833年，在39种不同的书籍中发表了至少10种不同的从尿液中提取性激素和垂体激素的方法。这些激素采用大规模的方式生产，每一批需要多至数百以至上千升的人尿，制得成千上万剂的药品以供医用。

最早发表的这些激素的制作方法可追溯到1025年，说道：

“取男子尿液10石(约700升)，在空屋内装置一口大蒸发锅，锅上再加一个深瓦圈，用纸浆与石废封好边缘接口处，干燥后就不会漏出蒸汽。向这个蒸发锅内侧入尿液到七八分满，灶下用大火烧煮，派专人守候。若涌起泡沫将要溢出，就添加少量的冷尿液。切勿使尿液溢出。干的残留物就是“人中白’。取一些研成细粉末，放入一个完好的瓦罐中，如法封好，整个放在炉中以木炭加热，使之升华。大约可得到二三两升华物。将其研磨成粉，以枣肉混合，制成如绿豆大小的丸剂。每剂服5—7丸，早饭前以温酒或汤送下。”

这一过程从简单的蒸发开始，类似于蒸发盐水制盐业中大规模采用的做法(参见《深井钻探天然气》一文)。这会剩下尿液中的干燥固体物质，还须进一步炼制以除去其中的尿素、盐等。于是中国人借助于升华工艺，这是炼丹术中的熟悉做法。最简单的升华就是把一个陶罐扣置于旺火上，将物质扔到红热的木炭或热灰上，它就向上升华而在顶盖底侧形成一层升华物质。这一工艺的一项改进，就是在罐上加一个可以掀动的盖，顶盖可以取下，然后可以用羽毛把那一层粉末扫下来。但是在上面描述的尿液加工过程中，升华用的是一种更复杂的方式。值得注意的是，从10石尿液中仅能收获二三两这种宝贵的激素升华晶体。

中国人碰巧获得了一项欧洲人在20世纪才做出的发现，即类固醇激素在低于其熔点的温度下是稳定的，而且能够在130～210℃的温度范围内成功地升华。直到260℃时，各种类固醇都不会分解，而其中许多种要到300℃才能有效地升华。并非所有的中国方法都含有升华这一步骤，但只要是包括升华操作的，过程的进行温度都被小心地控制在120～300℃之间——正是现代科学家现在所知道的适宜温度范围。通过这种方法，激素物质就从大量的杂质中分离了出来，并且具有了相当的纯度。它们还会含一定数量的其他物质，包括氰尿酸；但这没有明显的影响，在制备过程中也不起任何作用。少量的其他物质，例如吲哚、甲基吲哚、挥发性脂肪酸，以及非类固醇的酚类，也无关紧要，因为它们都是无毒的。按我们现代的标准来看，古时中国人制得的激素晶体是不纯的，但毫无疑问它们是对蛋白质有非常明显的生物效应、高度有效的、浓缩的激素物质。

在许多(尽管非全部)从尿液中提取激素的方法中，中国古人的升华技术是起关键作用的。

另一项用于提取激素的惊人技术，是使用化学药物从尿液中沉淀出激素来。石膏（硫酸钙）曾用于这种用途，这种技术可能源于豆腐行业，因为石膏用于豆腐制作中。但是，用来从溶液中沉淀激素的，最令人惊奇和难忘的物质是“皂角豆汁”。

从尿液中提取激素还有其他方法，既不用升华，也不用火力强行蒸发。这些方法是在加入蒸馏水(有时称为“秋露’)后，利用太阳的热自然蒸发。

对于尿液是取自男性还是女性给予了极大的关注，然后根据所需的是哪一种激索而按不同比例进行混台，以便所制取的“秋石”在某些情况下一定以雄激素成分为主，而在另一些情况下则以雌激素成分为主。除了分离出性激素之外，还有垂体激素。

因此古代中国医生通过给病人服用“秋石”是给与了双重的治疗——类固醇本身，以及刺激患者自身产生更多类固醇的促进剂。

有关古代中国的激素目前仍有一些未解答的问题。例如，还没有人试过重复文献中所描述的提炼过程，看实际上到底能生产出什么来。这显然是一个有待于将来实验和研究的领域。但无论如何，无疑中国人真正地开创了内分泌科学，对于这项伟大成就他们是当之无愧的。

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“长明”灯（公元9世纪）

中国人将简单的油捻灯发展到了极致。首先，他们作为常规使用了不燃的灯芯，正如写作于300年左右的《抬遗记》一书中所描述的那样：

“燕昭王二年(公元前310年)，海民们用很大的锅提炼出油脂米，用船装载来献给他。昭王坐在通明台上，欣赏燃烧着龙脂的灯发出的耀眼光芒。光可照百里，烟呈红紫色。老百姓看到，赞叹它为‘祥光’，而远远地对它礼拜。它是用石棉灯芯点燃的。”

这是发生在公元前598年或是公元前308年。我们无法确定这个日期，因有两个燕昭王。李约瑟对这段记载评论道：“无论这指的是哪一个年代，都明确地意味着在汉朝或汉朝以前就已经在进行某种原始的捕猎海豹或捕鲸了，并且在沿海地区诸侯的宫廷中已经在用不燃的灯芯烧油或鲸脂了。”

石棉做的灯芯基本上就意味着一种不用更换的永久灯芯，只要再加油，它就可以一直点下去。

然而，在灯的经济利用方面，石棉灯芯绝不是古代中国人智慧的极限。中国人决心从石头里挤出火来，从无生出有来。在发明了用之不竭的灯芯后，他们又把注意力转到了接近于用之不竭的“油”上。他们的灯是简单的装满的油碟或油壶，灯芯从中伸出来。中国人注意到，燃烧的灯芯所产生的热使大量的油在有效燃烧之前就蒸发了。为了对付这种情况，他们设计出一种使灯冷却并从而防止蒸发的方法，作家陆游在他刊印于1190年的《老学庵笔记》一书中告诉我们：

“宋文安公集中，有一首关于“省油灯”的诗。现今汉嘉地区就有省油灯；它实际上是做成两层。一端有一小孔，可将冷水注入其中，每晚换一次水。普通灯点燃时火焰很快把油烧干，但这种灯不同，它可以省一半油。邵济在汉嘉做官时曾把几盏这样的灯送给朝中的学者和高官。据文安所言，还可以用露水。汉嘉已生产这种灯300余年了。”

也就是说。在油的下面有一水罐，其中注入冷水，结果省了一半的油。如李约瑟所说，因为在1190年这种灯已生产了三个多世纪，它的大规模生产必然在10世纪之前就已开始，也许早在9世纪初。他补充道：“它是蒸馏过程中化学冷凝器水套的一个有趣的雏形，也是所有现代技术中蒸汽和水循环系统的雏形。”

“省油灯”通常是釉陶制作的，在中国的重庆物馆中保存着几个很好的样品。由于在中国直到20世纪后期仍在使用简单的油灯，也许重新介绍水冷式“省油灯”对中国的部分村地区还会有用。

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我祖国感到自豪

杏子

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接着发。

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营养缺乏症（公元3世纪）

到19世纪末，西方医学界开始认识到，许多疾病，诸如脚气、坏血病和软骨病，都是营养缺乏症。也就是说，这些病是由于饮食中缺乏某些成分。在20世纪，我们已经确定所缺乏的饮食成分就是维生索。

但中国人比西方人早许多个世纪就已直到营养缺乏症。这种认识可以追溯到年代难以确定的古代，而且似乎是一种自然的看法，它基于中国人关于自然平衡，以及随之而来的关于饮食平衡的观念，早在公元前4世纪就已有宫廷营养师(饮膳太医)。

著名文学家韩愈(768～824)在一篇文章中说，脚气病(因缺乏维生素B1所造成）在长江以南比江北更流行。

20世纪对中国脚气病发病率的一项调查证实，情况确实如此。1200年以前韩愈的观察由此在现代得到了证实。正常人每天对维生素B1的需要量为300~350国际单位。上述调查发现，江北人平均每天的摄入量为450~690国际单位，而江南人只有250~322国际单位。这是因为南方人多食米，米经加工淘洗没有了米糠，因而也就没有维生素B1了；而北方人多小麦和小米，因而能摄取大量的这种维生索。

有关饮食的营养缺乏和营养缺乏症方面的最突出的作者是忽思慧，他在1314～1330年间任饮膳太医。他撰写了《饮膳正要》一书，此书是中国在这方面的经典著作，是以前多种著作的汇编，而自那时以来其中的许多著作现在都已失传了。在该书中，忽思慧阐述了营养缺乏症脚气的两种类型(即今日所称“湿脚气”和“干脚气”)，他提出的疗法主要是吃富含维生索B1及许多其他维生素的食物。

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水下打捞技术(公元11世纪)

11世纪，在一位名叫怀丙的僧人率领下，中国人开创了从河底或海底回收沉重物体的技术。

在1064～1067年之间，山西蒲州附近黄河上著名的蒲津浮桥被突然暴发的洪水冲毁了。这座桥建造于350年前，此时是渡河的交通要道。桥是用一条巨大的熟铁链把许多浮船牢固地连在一起而构成的。铁链的两端分别系在河两岸沙滩上的八座巨大的铸铁卧牛像上。

当洪水冲毁这座桥时，铁牛也被拽入河中，沉于河底。沮丧的地方官发布公告，征集把卧牛捞回的方案，怀丙就是应征而米的。

按照他的指示，工人们把两条大船装满土，潜水员刚把缆索从船上再拴到沉于河底的卧牛身上。然后把船上的土逐渐运走，这就使船在水中越浮越高。使大家高兴的是，由此而产生的浮力把河底的卧牛提升起来了。随后只要把船驶向岸边，卧牛就被拉到了浅水区。在那里很容易地就把它们收回了。

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糖尿病(公元7世纪)

糖尿病最初在中国称为“消渴”，其含意是“解除口渴”。这非常适当，因为糖尿病人有不正常的口渴症状，并且排泄大量的尿液。在公元前2世纪的《黄帝内经·素问·奇病论篇》中，对糖尿病就有详细的记述。该书中肯地指出：“患此种疾病的人必定有大量进食甜点和多脂肪食物的习惯。”

【此人必数食甘美而多肥也。】

甚至在那个时期，中国人便表现了诊断糖尿病的惊人才智。

我们不知道中国人最早在什么时候注意到糖尿病人的尿中有过量的糖，但是在7世纪时医生甄权(死于643年)已经提到。在他所著的《古今录验方》一书显然已失传，但其重要段落在752年被王焘引用在他的《外台秘要》一书中，引文如下：

“《古今录验方》说，糖尿病有三种形式。第一种，病人强烈口渴二大量喝水，小便量大，尿中不含脂肪，而含碎屑像卷起的麦片，尝之味甜，这是糖尿病(消渴)。第二种，病人进食甚多，但不渴。……第三种，病人觉得渴但不能多喝水；下肢浮肿（因体液过多而肿胀），但脚消瘦，阳痿，小便频繁。”

或患者穿的鞋太紧或喜欢用暖水壶暖脚，就会引发有疖子、发炎等并发症，以致严重到发展为坏疽。

同样是在7世纪，医官李暄写了一本关于糖尿病的专著《医说》，并试图解释糖尿病人尿甜的原因。他写道：

“这种病是由肾与泌尿生殖系统虚弱所致。在这类病症中尿味常甜。许多医生往往不认识这一症状…… 农民的谷娄食物是甜味的来源……制作糕点和甜食的力法……都是要它们很快变甜。……被排泄出去是咸味的本性。但由于起控制的怍用的肾与泌尿生殖系统虚弱，就不能摄取营养要素，因此都作为尿排泄了。所以尿就有了甜味，而且不能获得其正常颜色。”

7世纪的另一位医学家孙思邈，大约在655年写了一部《千金方》，书中关于糖尿病写道：“要戒除三事：一饮酒、二房事、三咸食和面食。若能遵守这种摄生法，不服药也能痊愈。”

这样，到7世纪，中国人已经发表了他们对糖尿病人尿甜现象的意见，力图对此进行解释，并且提出一种于现代的方法相差不远的控制糖尿病的饮食摄生法：避免饮酒和食淀粉类食物。

到1189年，医生张杲在《医说》中也指出了糖尿痫保养皮肤的重要性和轻微皮肤损伤的危险：“无沦糖尿病患者是否已治愈，必须提防患上大疖和痈；若痈疽发生于骨节间，预后极为不良。我亲服见到我的朋友邵任道患此病数年，而他死于痈疽。”

应该提及的是，中国历史上许多糖尿病病例，尤其是著名人物所患，显然是由于金属中毒所引起的。这是服用臭名昭著的长生不老药的另一种危害，这类药中多半含有大量的铅、汞，甚至砒霜。

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第一运动定律(公元前4世纪)

艾萨克·牛顿(Issac Newton，1642～1727)在18世纪形成了他的第一运动定律。它表述为：“任何物体都将保持其静止的状态或匀速直线运动的状态，除非受到力的作用而被迫改变此状态。”

李约瑟的研究证实，这一定律早在公元前4世纪或公元前3世纪就已在中国表述出来了。我们在《墨经》中读到：“运动的停止是由于反抗力。”
【止，以久也。】——《墨子经上》

“如果没有反抗力，运动永远不会停止。这就像牛不是马一样真实。”
【止，无久之不止，当牛非马。】——《墨子·经说上》

《墨经》是一个被称做墨家学派的著作集，因其创始人、圣人墨翟(通称墨子)而得名。墨家在中国历史上存在时间不长就完全消失了，而他们所留下的大部分著作直到最近都未被研读，几乎被人遗忘了。他们光辉的深刻科学观念也大多佚失了，对其后的中国历史几乎未产生任何持久的影响。尽管实用动力学在中国的技术与发明获得的巨大进展中得到了不断的运用，但墨家是唯一在理论的意义上对动力学问题进行研究的古代中国人。

可悲的是，虽然牛顿的第一运动定律早在2000年前就被墨家提出来了，但似乎它并没有产生任何结果。只是到了1962年，才在对墨家的自然科学学说所作的第一次正式研究中，由李约瑟公布了这一事实—一这一伟大步伐早已迈出过，但脚印却落在松软的沙滩上，很快就被推进的历史潮流冲掉了。

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只可惜现代科技却进步缓慢。