我国古代取得的重要科技成就有哪些?

栏目:古籍资讯发布:2023-11-02浏览:2收藏

我国古代取得的重要科技成就有哪些?,第1张

我国古代的重要科技成就包括髹漆、琢玉、养蚕、缫丝、块范法、竹子栽培、茶树栽培、以生铁为本的钢铁冶炼技术、分行栽培(垄作法)、青铜弩机、叠铸法、针灸、造纸术、胸带式系驾法、温室栽培、提花机、指南车、水碓、新莽铜卡尺、扇车、地动仪、翻车(龙骨车)、水排、瓷器、马镫、雕版印刷术、转轴舵、水密舱壁、火药、罗盘(指南针)、顿钻(井盐深钻汲制技艺)、活字印刷术、水运仪象台、双作用活塞式风箱、大风车、火箭、火铳(管形火器)、人痘接种术等。

1、以生铁为本的钢铁冶炼技术

中国最初使用的人工铁制品也是块炼铁产品,但很早就发明了生铁冶炼技术并随即占据了主流地位。已知最早的生铁制品是山西垣曲天马—曲村出土的春秋早期和中期(约公元前8至7世纪)的白口铸铁残块。至迟在公元前6世纪生铁冶炼技术已有了规模发展,较多的生铁制品出现于黄河中游的晋陕豫和长江中下游的吴楚地区。

2、造纸术

西汉时期(公元前206年)中国已经有了造纸术,东汉元兴元年(105年)蔡伦改进了造纸术,用树皮、麻头及敝布、鱼网等原料,经过挫、捣、炒、烘等工艺制造的纸,是现代纸的渊源。

3、指南车

又称司南车,是中国古代用来指示方向的一种装置。它与指南针利用地磁效应不同,它不用磁性。指南车是利用齿轮传动来指明方向的一种简单机械装置。

4、地动仪

地动仪是中国汉朝东汉科学家张衡创造的传世杰作。地动仪有八个方位,他们分别是东,南,西,北,东南,西南,东北,西北,每个方位上均有口含龙珠的龙头,在每条龙头的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含龙珠即落入蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。

5、翻车(龙骨车)

龙骨车,即翻车,汉代中国劳动人民创造的一种机械提水工具,一种木制的水车,带水的木板用木榫连接或环带以戽水,多用人力或畜力转动。最早见于《后汉书·张让传》的记载:汉献帝时,毕岚“作翻车,渴乌,施于桥西,用洒南北郊路”。多认为是三国马钧改良。

1、抛射兵器:弓、弩、箭、矢、铳。

2、长兵器:戈、矛、枪、棍、棒、挝、殳、杵、杆、杖、钯、把头、铲、斧、钺、戟、槊、叉、镋、钩、大刀、大镰。

3、短兵器:剑、刀、鞭、金间、钩、镰、锤、链、尺、拐、哨子棍、环(圈)、轮。

4、奇门兵刃:三尖两刃刀、橛、点穴针、扭子、匕首、鸳鸯钺、三节棍、盾牌、判官笔、状元笔、阴阳锐、铁尺。

5、暗器:飞剑、飞刀、飞镖、镖刀、梅花针、飞针、飞刺、飞铊、飞抓、飞铙、梅花袖箭、袖筒箭、摔手箭、花装弩、踏弩、袖弩、袖圈、袖蛋、弹弓、飞蝗石、铁莲花、铁鸳鸯、如意珠、流星锤、铁拳、龙须钩、绳镖、罗汉钱、喷筒、龙吒、梅吒、血滴子等。

扩展资料:

中国兵器的发展历程

开始青铜冶铸后,这时候兵器的主要材质就开始变成了青铜的。我们称这个时期的兵器为青铜时代的兵器。人们懂得了金属的冶炼后,这时候军队使用的兵器的主要材质也改为钢铁做的了,就进入了铁器时代的兵器。

原始社会向奴隶社会转变时期,掠夺战争日益频繁,便逐渐形成了用于作战的兵器和武艺。夏代仍沿用石制兵器,但有所改进,有了少量青铜兵器。至商代,军队使用青铜兵器已较普遍,而且兵器种类增多,质量大有提高。

1953年,在河南省安阳殷墟出土的商代文物已有铜矛头、铜勾、铜戚、铜刀、铜斧、铜簇等项。另外,在山东省益都出土了商代的兵器铜钺、铜头玉矛、铜戈。

西周兵器进一步多样化,这个时期长兵有:戈、戟、 钺、矛、斧等。短兵则有刀、剑等。这些兵器多为铜质,质地精良坚利。铜器的出现,标志着人类社会从石制工具时代进入到使用金属器具的时代;青铜兵器的使用,使兵器进入了一个全新的历史价段,并发挥其无比威力。

-兵器

远古时期的武器的设计和制造尚处于初始阶段,《淮南子·汜论》所述:“古之兵,弓剑而已矣,槽矛无击,侑戟无刺。” 为利于在山地丛林中奔跃和近战,那时人们普遍习惯使用短兵器。剑是短兵的一种,脱胎于矛形刺兵及短匕首,始原于殷商以前,形极为短小,仅有短平茎,而无管筒。古人用此剑插腰,轻便易使,直刺旁击都能运用自如,抵御匪寇与野兽都是必不可少。到了周代,尤其是春秋、战国时期,构造简单容易制造的剑已成为主要短兵器,成为社会各阶层必有之佩备。连冯谖与汉初的韩信,虽然贫至无食,也仍然随身携带。著名的有干将、莫邪、龙泉、太阿、纯钧、湛卢、鱼肠、巨阙等。春秋时的龙泉剑,仍有一只藏于故宫,至今仍很锋利,证明我国在剑的制造和使用上,有著很悠久的历史。]

至东周时期,西方大陆此时仍处在蛮荒时期,但是中土的冶铜工业已经非常发达。工匠大多以铜铸剑,造就出一大批剑质颇佳的精品,制剑技术亦逐渐进步。 依据《考工记》的记载,战国时期的工匠以累积了足够的经验,能充分的掌握冶炼青铜的技术,按照器具不同的用途,合金中的铜与铅、锡比例也有所不同。这样的冶炼技术领先西方国家近千年。

早期的青铜剑约在商朝即已大致成形,最初仅长十余公分,直脊双刃,剑身扁阔,柄以木片夹束,亦无剑格,而后发展出固定的形制,主要由剑身与剑茎两部分组成,每一部位都有名称。剑身前端称“锋”,剑体中线凸起称“脊”,脊两侧成坡状称“从”,从外的刃称“锷”,合脊与两从为“腊”。剑把称“茎”。茎主要有扁形与圆形的两种。茎和身之间有的有护手的“格”,又称为“卫”。茎的末端常有圆形的“首”或“镡”。茎上有的有圆形的“箍”。茎上常以绳缠绕,绳称为“缑”,剑柄尾端旋环称做铎。剑鞘也谓之“室”。短剑也称“匕”。考究的青铜剑的首与格等常以玉质作成,这种剑,一般则称为“玉具剑”。在未来的千年间,这种剑的造型逐步迈向成熟,并作为步兵的基本武器而活跃于战场上。

郑锷更于剑有所详解,他这样说到:人之形貌大小长短不一,选择不同的剑,不是为了美观,而是要使之各适其用而已。因此分为为三等剑制,以适合三等带剑之士,什么人用什么剑则自取其便。剑柄长五寸,剑身若是剑柄的五倍,那么就该有三尺,重九锵,也就是三斤十二两,长之极,重之至,故谓上制。只有高大有力的剑士可以佩带,所以称为上士之制。剑身是剑柄的四倍,那么剑之长则有二尺五寸,重七锵,也就是二斤十四两,长短轻重取其中,谓之中制。适合普通身材和力量大小的人使用,故称为中士之制。若剑身只有三倍剑柄长短,则只有二尺,重量只有五锵,则只重二斤一两三分,轻而且短,称为下制,矮小羸弱者适用。

上述剑制,大抵沿用于远古,历代仍有频繁变更,自秦至宋,其中的变化最多。郑锷云:“若以秦汉之剑与宋时之剑比较,则宋时长剑有二十一寸三分,汉时长剑仅十七寸九分。宋时短剑十五寸二分,汉时短剑仅十寸五分,故宋时之剑较汉时之剑长,且品质更优”。

剑之用途,不只是专供杀戮之用,也用做文士饰品,不过终究是以防身拒敌为主,如剑过长则运用不便,剑短则难以及远,过短的剑轻而没有打击力度,长剑重而挥动迟缓,二者均不适合实用。另外古籍有言:“汉高祖仗三尺剑而得天下”,由此可见汉代剑长不及两尺之说应当有误。若综合剑史所记,大抵古剑之长,由一尺三寸至四尺多不等,其重量则为二至三斤。

春秋时期,互为世仇的吴越两国却同以铸剑精良闻名于当世,其技术之精湛、工艺之华美,可称举世无匹,尤其是剑身的表面处理,不但具有神秘华丽的花纹,在两千五百年后的今天,仍然寒光四射、锋锐如新,这种处理技术至今仍然是个谜。

1994年秦始皇兵马俑二号俑坑正式开始挖掘,考古工作者发现一把青铜剑被一尊重达150千克的陶俑压弯了,其弯曲的程度超过45度,当人们移开陶俑之后,令人惊诧的奇迹出现了:那又窄又薄的青铜剑,竟在一瞬间反弹平直,自然恢复。当代冶金学家梦想的“形态记忆合金”,竟然出现在2000多年前的古代墓葬里!这柄古剑在地下埋藏了两千多年为什么没有生锈呢?为什么依然寒光四射、锋利无比呢?通过进一步的研究发现,“越王勾践剑”千年不锈的原因在于剑身上被镀上了一层含铬的金属。铬是一种极耐腐蚀的稀有金属,提取十分不易,但是此时的铸剑工艺水平成为一个谜。其中还发现了一批青铜剑,这批青铜剑内部组织致密,剑身光亮平滑,刃部磨纹细腻,纹理来去无交错,它们在黄土下沉睡了2000多年,出土时然光亮如新,锋利无比。科研人员测试后发现,剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物。这一发现立刻轰动了世界,因为这种铬盐氧化处理方法,只是近代才出现的先进工艺,德国在1937年,美国在1950年先后发明并申请了专利。

春秋晚期至战国可说是铜剑最发达的时期,除个别地区的剑反映了地域或民族风格外,形制上一般都开始定型。春秋晚期的铜剑,绝大部分都有剑首,并普遍出现了剑格,但具剑箍的还较少。长度一般都要在40-50厘米以上。有名的越王勾践剑、吴王夫差剑、吴王光剑等等,都是这时期的重要作品。这些宝剑制作精美,表现了卓越的制作工艺。东周青铜剑,以吴国、越国的最为上乘,《周礼·考工记》载:“吴越之金锡,此材之美者也”。湖北江陵古墓出土的越王勾践剑,通长55.7厘米,身满饰菱形纹,剑格两面以蓝色琉璃镶嵌花纹。

此时,钢铁制的兵器也登上了舞台,或许对于青铜兵器的锻冶技术已累积了足够的知识,又或许摺叠钢的技术本来就承袭自打造青铜兵器的经验,无论如何,这个时期的钢铁兵器,其水准的确领先了全世界一大截,著名的铸剑大师如:欧冶子、干将等人,链就一批千古名剑:干将、莫邪、湛卢、巨阙、纯钩、龙渊、太阿、工布、鱼肠等,即使实物不存,它们的赫赫威名仍令我们心驰神往;《吴越春秋》中记载薛烛评纯钩剑:“光乎如屈阳之华,沉沉如如芙蓉始生于湖,其文如列星之行,其光如水之溢塘,”此外,太阿剑“巍巍翼翼如流水之波”、工布剑“文若流水不绝”,以及:龟文、缦理、列星、溢水、冰释、高山、深渊、水波、珠衽、流泉等等形容,均是指剑身上的摺叠花纹而言,当我们看到古代刀剑上的花纹时,才能体会古人所言实非虚语。

战国后期的秦国已经是青铜剑、铁剑并用,同时剑的型制也有变化,长度曾加到一百公分左右,剑身狭长,表面经过仔细地研磨,并有一层铬盐氧化物,显现著乌黑的光泽,能防蚀防锈,陕西秦墓出土的诸多长剑几乎有如新制。

直到9世纪末,意大利青铜剑工艺仍然在这个水平上

钢铁兵器正式装备部队后,因为硬度和韧度都明显地优于青铜,也由于骑兵的大量使用,配合其冲锋陷阵、马上接战的战术需要,对兵器的强度有更高的要求,所以在西汉末年时,钢铁兵器几已完全取代了青铜,进入了一个全新的时代,在这数百年的交替期间,同时也是青铜兵器的发展巅峰,无论长度、硬度、韧度,在历史舞台上展现其最后的灿烂风华。

骑兵成为军队的功击主力后,伴随而来的是战术的改变与装备的革新,由于骑兵冲锋的速度极快,单手施力的长剑固然仍能直刺敌人,予以重创,但冲力之大也足可把骑兵拉下马来,陷入挨打的困境,因此,马上的短兵显然要特重其切削的性能,加上强韧的铁器也已相当成熟,长剑于是渐渐为长刀所取代,并在汉代末期完全退出战场。这个时期的长剑常以玉石为装具,千年之后,长剑已朽,玉剑饰却已其精美的质地与纹饰为人珍爱,成为玉器中一个不可或缺的品目,我们可以说:剑虽然在战场上没落了,但在民间它始终保有王者的地位。

中国刀剑工艺最高水准,在史料上有详细记录的,应该是东汉时代出现的“百炼钢”。百炼,则是反覆加热、折叠锻打一百次,使得杂质尽出,最后锻造出最精纯的钢。可惜这样的技术太费工,动辄耗费数年,才得神兵三五把。到了唐末“安史之乱”,社会大乱,十室九空,百炼钢的技术就逐渐失传了。到了北宋,当时的大科学家沈括曾在《梦溪笔谈》一书中说到他造访磁州锻坊,观看炼铁,才认识所谓“真钢”。他还记述了当时的一把宝剑:有人将十支大钉钉入柱中,挥此宝剑一削,钉子全部截断,剑锋却纤毫无损;用力弯曲,剑身如勾,放开来铿然有声,又如箭弦一般平直。

到了明朝,更是每下愈况。戚继光在《练兵实纪·杂集》中指出,当时的工匠不肯好好磨刀,结果“砍入不深、刀芒一秃,即为顽铁矣。”

清朝的乾隆皇帝是非常重视文治武功的一位。他尤其喜爱刀剑,从乾隆十三年到二十二年,不惜人力物力,制作了一批款式精美的刀剑。由于“今上”的重视,当时冶炼刀剑的技术又大幅提升。有花纹钢就是百炼钢?根据中国自唐朝后就少有刀剑著作、墓葬出土来推测:百炼钢的技术,唐以后可能就失传了。清朝扣鸣刀上花纹钢的技术,很可能是从日本、东南亚、中东、印度学习的。世界上最好的花纹钢不在中国,我们古代刀剑的铸造技术,没有流传下来。

中国古代刀剑的锻造方法

刀身要绵密均匀方为上乘,这也是现代匀质钢材的稳定性与综合性能远远超过古代宝刀的原因。由于中国古代无高炉冶炼技术,并且是使用木炭作为燃料,所以炉温较低,沙铁不能达到完全熔解温度,所以炼出的铁是海绵状的“草铁”。

“草铁”由于含杂质多,组织松散,只有经过加热锻打才能去除杂质,使组织紧密,含碳均匀。日本刀的钢材则被称作玉钢,也是以传统低温方法冶炼。首先,刀匠会将烧红的钢材折叠锻打,如果用两片烧红的钢材折叠锻打10次,就会得到1024层的钢材。

通过折叠锻打,还可以将钢材中的杂质与过多碳排除,增加钢材的弹性与韧性。锻打的次数越多,刀胚的含碳量就会更加均匀,铁晶体也会更加细致,最终锻造出来的刀胚会达到几千层,使刀剑拥有强大的韧性。在锻打中为了使钢材有更好的可塑性,所以要尽量提高温度。

为了提高温度,就会选择在炉中最上层的氧化焰中加热。但氧化焰中有过量的氧,在焰芯外面形成了一个氧化性的富氧区,在反复加热锻打中,刀胚会产生大量的氧化皮并严重脱碳,因此在锻造过程中还需要不断的在下层的碳化焰(还原焰)中渗碳,让刀胚吸收碳素,提高含碳量。

但这样做并不能完全补充在加热锻打中所失去的碳素,所以为了保持钢材的含碳量,加热次数受到严格地限制,而且钢材的可塑性会在快速冷却时有很大的改变。所以经验丰富的刀匠要准确的调整好每锤的力量的变化,才能在有限的加热次数中将钢材做成刀胚,这样的刀剑钢在古代称为“百炼钢”。

“百炼钢”刀剑经过上等研磨后会出现各种形态美丽的锻肌可,古代文献对此有过详细的记载,如《典论》记载:丕为太子时,曾命国工精炼宝剑三枚,宝刀三枚,匕首两枚,露陌刀一枚,皆因姿定名。宝剑“流采”是因锻肌形如虹霞,“灵宝”锻肌形如龟甲,“含章”锻肌似丹露,“龙鳞”锻肌则形如片片龙鳞。

张协在“文身刀铭”、“七命”中也记载了刀剑美丽的锻打纹理,文中提到:“宝刀既成,穷理尽妙,繁文波回,流光电照”。“神器化成,阳文阴缦;流绮星连,浮采泛发”这些古籍中记载的带有美妙花纹的刀剑正是经过千锤百炼的“百炼钢”剑。“百炼钢”因其含碳均匀,组织细密,一直被用来制作宝刀,宝剑。

所以匀质绵密的刀身是好刀的基础,古代刀匠无不孜孜以恒地追求着,汉至唐宋由于锻造技术不发达的缘故,刀身难以达到极至绵密的要求。这时候的钢质较为松散,所以力求均匀就成了刀匠们的主要目标,这也是我们现在鉴赏此类刀剑的观察点,较松散的钢质需布局均匀方为良刃。

宋以后随着与外部世界的不断交流和锻造技术的不断完善,较为绵密的锻造产品开始出现,特别是明中后期以后刀身的绵密程度已经达到了一个新的程度,我国出现了十分匀质绵密的所谓“牛毛纹”,同时代日本出现了同样匀质绵密的“小糠肌”,这时的刀剑钢已经开始渐渐地接近现代的匀质钢材了。

进入清代以后,西班牙;葡萄牙等西方国家的成品钢材质量开始明显超越了东方的钢材,但由于运输不便,那时候用外来钢制造的刀剑就显得十分宝贵,在我国与日本都曾经是少数达官显贵们炫耀的资本。这些外来钢在日本被称为“南蛮铁”,只有少数大名才能拥有,所以也只有他们的御用刀匠才有权用“南蛮铁”来锻造刀。

我国古代取得的重要科技成就有哪些?

我国古代的重要科技成就包括髹漆、琢玉、养蚕、缫丝、块范法、竹子栽培、茶树栽培、以生铁为本的钢铁冶炼技术、分行栽培(垄作法)、青铜弩...
点击下载
热门文章
    确认删除?
    回到顶部