中國古代黑科技：古人比你想得更厲害

中國古代有哪些發明？
你是不是只記得國中課本上的紙、火藥、印刷術、指南針？
事實上，古人比你想得還厲害！
屹立千年不倒的木造房屋、世界上第一口超過一公里的深井、春秋戰國時代就已經有了鑄幣機……
中國古代究竟還有多少黑科技？！

【現代橋梁不可承受之重】
1970年代末，一批超重大型設備需要從北京永定河上通過，但由於載重量巨大，幾座新橋都不能勝任。經多方測試，運輸部門決定讓一座古橋來完成這件「不可能完成的任務」。當承載著429噸重量設備的超長車輛從橋上經過時，橋的拱券最大下沉量為0.52毫米，這是那些新橋所不能承受之重，而這座已經有800年橋齡的古橋卻舉重若輕、巋然不動。這座橋，就是聞名中外的盧溝橋。

【能用八面來風的中華硬帆】
西方軟帆在順風時，船速很快，而一旦風向轉變，帆的作用便微乎其微。中華硬帆卻可以利用側向風，甚至斜逆風，通過帆與舵的配合，對來風與水流或迎或拒，走「之」字形航跡，充分利用了八面來風，不減航速，揚帆前行。

【黃帝靠指南針打贏蚩尤？】
相傳，在距今約4600年前的河北省涿鹿一帶，黃帝部落與蚩尤部落進行了一場大戰。戰爭曠日持久，持續三年，濃霧、大風和暴雨，經常使得黃帝的軍隊迷失前進方向。於是，經過不懈努力，黃帝發明了在戰場上指示方向的指南車，憑藉指南車在大霧彌漫的戰場上指示方向，戰勝了蚩尤部落，生擒了蚩尤。

【最早的機械鐘】
水運儀象台以水為動力，但並非只是簡單地用水衝擊水輪，而是通過精巧的機械設計，利用流量穩定的水流實現等時精度很高的回轉運動，進而計時。水運儀象台的杠杆擒縱裝置--「天衡」系統，與現代鐘錶的擒縱器作用相似，被英國的科技史學家李約瑟稱為「很可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖先」。

本書重新描繪了的一個精彩科學世界：在這裡，你一定會驚嘆，華夏文明幾千年孕育的科技成果琳瑯滿目。

齊欣，中國科技館科研管理部主任，副研究員，主要從事中國特色現代科技館體系研究、科技館理論與實踐研究以及科普服務標準化研究等工作。發表論文20餘篇，編著科普圖書三本。
崔希棟，中國科技館古代科技展覽部主任，研究員級高級工程師，工學學士和教育學碩士。

本書重新描繪了的一個精彩科學世界。
在這裡，華夏文明幾千年孕育的科技成果琳瑯滿目：你一定會驚嘆，一根根細細的絲線穿梭在經緯之間，竟會被編織成華美的綾羅綢緞；一件件古人用來觀測星空的精致儀器，竟能破解自然運行的奧祕，描繪遙遠天體的奇妙。在這裡，物質世界的運行規律盡數呈現：技術的革新不斷為我們的衣食住行帶來便利。在這裡，科學家們對浩瀚宇宙「可上九天攬月」式的登攀令人讚嘆，對藍色海洋「上窮碧落下黃泉」式的探索令人感動，對個體粒子「不破樓蘭終不還」式的捕獲令人敬佩。
親愛的讀者朋友，希望通過閱讀本書，你能感受科學原理的美妙，驚嘆技術應用的巨變；探秘精巧機器的神奇，體會世間生命的多彩；領略前哲探究的艱辛，享受科技創新的夢想……

第一章 發掘地下的「寶藏」
第一節 採礦史上的一面「旗幟」--銅綠山古礦井
第二節 石油鑽井之父--深井開採井鹽技術
第二章 點石成金，鑄金成器
第一節 豐富多彩的青銅文化--青銅冶鑄
第二節 點石成鐵--生鐵冶煉技術
第三章 農耕民族的智慧
世界上最早、最先進的耕地機--耕犁
種子條播種機的始祖--耬車
世界上最早的揚穀高科技產品--扇車
第四章 水力的妙用
筒車
連機水碓
水轉連磨
水碾
船磨
第五章 古代人的「水泵」
利用杠杆原理的「水泵」--桔槔
曲軸轉動的「水泵」--刮車
輪軸原理的「起重機」--轆轤
利用鏈傳動原理的「水泵」--井車
高揚程的「水泵」--高轉筒車
齒輪和鏈傳動裝置的「水泵」--翻車
第六章 霓裳錦衣的國度
纖纖玉蠶，吐絲作繭--蠶與絲
熱湯引緒，化繭成絲--腳踏繅絲機
弦隨輪轉，眾機皆動--水轉大紡車
手經指掛，穿梭打緯--原始腰機
劄劄機杼，助力織布--漢代斜織機
靈機一動，巧織經緯--大花樓提花機
第七章 牆倒屋不塌的祕密
驚豔7000年的美--榫卯
既堅且美，靈動蓬勃--斗栱
獨特的中式建築之美--木架結構
第八章 跨越古今的橋梁
一橋飛架南北，天塹變通途--橋梁的由來
江山多嬌，橋梁嫵媚--橋梁的類型
跨越山水，

老中醫的透視眼——望、聞、問、切
提起中醫，可能大家最先想到的就是老中醫，他們通過長年累月的實踐積累了大量臨床經驗，各個身懷絕技。古書云：「望而知之謂之神。」意思是指，大夫們只要看到病人，就能清楚地說出疾病的位置、發病的階段，甚至還能夠判斷疾病的發展，就好像安了「透視眼」一樣，能把病人看穿。實際上，老中醫能做到對病人的「透視」，並不是僅僅用眼睛觀察，在實際診療的過程中是要用「望、聞、問、切」四診合參才能準確瞭解病人的情況。
望診是通過看患者的神態、面色、身體、舌象，以及分泌排泄物的異常變化，而進行診斷。聞診是通過聽患者的聲音、呼吸、咳嗽、呃逆、噯氣，甚至是說話時的語
調、音色、語速和語氣，而進行診斷。問診是大夫與患者及患者家屬溝通的一種方式，大夫通過問患者身體感覺的冷熱、出汗的情況、疼痛的部位及方式、二便的情況、睡的品質以及月經帶下的情況等，而進行診斷。切診是大夫通過觸摸患者脈搏來獲取疾病資訊的一種診斷方法。

纖纖玉蠶，吐絲作繭——蠶與絲
蠶是自然界中非常神奇的一種昆蟲，中國古人在5000多年前就發現了蠶能吐絲的祕密。唐代詩人李商隱的千古名句「春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始幹」，一直被用來比喻犧牲自己造福他人的高尚情操。但是，你知道嗎，春蠶吐盡蠶絲之後並沒有死去，而是變為了蠶蛹，為破繭而出做著準備。那麼，蠶是如何長大的？它吃什麼？
蠶的一生十分短暫，只有40～60天的時間，要經歷從卵、幼蟲、蛹、蛾（成蟲）四個不同的生長階段。蟻蠶出生不久就開始吃桑葉，吃的多，長的快，從蟻蠶長成一條成熟的蠶，體積要增大400～500倍，體重要增加10000倍，經過四次蛻皮後才成為熟蠶。這時候，蠶的胸部和腹部開始呈半透明狀，不再進食桑葉，頭部高高昂起，開始吐絲，三四天後繭子就結好了。蠶結繭後，經過10～15天的時間，就會變成蛹，繼而羽化成蛾，破繭而出。雌蛾與雄蛾交尾產卵，然後慢慢死去。卵隨後發育成蟻蠶，開始新的生命迴圈。
蠶的真正價值在於「絲綸吐盡為人用，留得輕身一對飛」。一粒蠶繭，從頭到尾可以抽出一根長約800～1000m的繭絲，蠶絲纖維具有自然閃亮、柔軟舒適的優點，被世人譽為纖維皇后。
傳說，最早發明養蠶繅絲的是軒轅黃帝的妃子西陵氏，即嫘祖。她偶然發現了在桑樹上吃桑葉的蠶蟲，而且蠶蟲會吐絲結成繭，於是她摘下蠶繭，抽出蠶絲，織成衣服穿在身上。並且，她開始栽桑養蠶，向人們傳授和推廣種桑、養蠶、繅絲、織綢的方法，從而結束了古人以樹葉、獸皮為衣的蠻荒時代，開啟了人類文明的新時代。隨後，蠶絲業逐漸在中原地區興盛起來。人們為了紀念嫘祖「養成絲綢，做天蠶以吐經綸，始衣裳而福萬民」的功德，將她尊稱為「蠶神」

驚豔7000年的美——榫卯
時間推回到7000年前的新石器時代早期，長江下游流域有一塊凸起的高地。這裡，氣候溫暖濕潤，土地肥沃，吸引了一個氏族部落來此定居。他們就地取材，斫木蓋房，用石器將木料鑿製成帶有凹凸結構的構件，並將這些構件進行拼插，搭建起底下架空、中有圍廊、上鋪葦席的乾爽通透的房屋。
這塊高地就是位於浙江省余姚市的河姆渡遺址。1973年，考古學家在這裡發現了新石器時期的文化遺存，其中出土了大量帶有榫頭或卯眼的榫卯構件。可見，這種榫頭和卯眼咬合的方式已經成為當時結構房屋的技術關鍵。
那麼，何為榫？又何為卯呢？榫卯，是為了使竹、木、石製等構件有效連接，在構件上人為地鑿製凸起的榫和凹陷的卯，利用榫卯結構的相互咬合以實現構件連接的工藝。在咬合過程中，榫與卯的大小和位置必須相互配合、嚴絲合縫，構件連接起來才能牢固穩定。同時，由於不使用鐵釘等進行硬性連接，好處有二：一來鐵釘等金屬件的使用往往會破壞木材纖維，而且時間久了，金屬的腐朽會加劇木材的劣化，不利於結構的長久維持。二來也是耐震的關鍵，鐵釘等的使用會使建築整體結構處於剛性聯結，一旦地震襲來，結點處由於非常牢靠反而會最先被破壞，從而導致整體結構的瓦解。而使用榫卯工藝，整體結構處於柔性聯結，地震波的外力會通過榫卯處的震盪衰減很大一部分，結點也許會脫節，但不至於被破壞，這就保證了整體結構的安全。榫卯是古人非凡智慧的結晶，也是中國古代建築的靈魂。

悠久的井鹽開採歷史
中國是世界上最早生產井鹽的國家。據《華陽國志•蜀志》記載，戰國末年，時任秦蜀郡太守的李冰在今天的雙流地區開鑿了史上第一口鹽井——廣都鹽井，開啟了中國鑿井製鹽的歷史。
唐代及以前，人們以挖水井的方式挖掘鹽井，都是大口淺井。到了宋代，當淺層的鹽滷資源逐漸枯竭以後，大口淺井便無法滿足開採的需要，一種新的開採方式隨即應運而生，這便是衝擊式鑿井法（又叫頓鑽鑿井法）。人們用這種方法開鑿出來了一種叫作卓筒井的小口徑的深井，井口直徑與當地的楠竹粗細相仿，但井深可達數十甚至數百公尺。這種技術使得人類得以從更深的地層獲取鹽滷資源。
明清時期，井鹽的開採技術發展得更加完備，從鑽井、採滷、輸滷、製鹽，形成了一整套的井鹽生產工藝，為鹽業繁榮作出了巨大的貢獻。
古時，食鹽作為重要的民生資源和稅收來源，由國家嚴格管控。但在高額利潤的驅動下，民間私鹽開採也屢見不鮮。人們發現，採用小井開採，方便且容易避人耳目，於是在民間小井開採井鹽悄然興起。明代宋應星在《天工開物》中曾提到「川滇鹽井，逃課掩蓋者易，不可窮詰」，也反映了當時私鹽開採屢禁不止的現象。