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中國古代科學發明與創造歷程

發布時間:2021-12-01 00:18:44

『壹』 中國古代的創造發明有哪些

我們大家都知道中國的四大發明是造紙術、印刷術、指南針和火葯。其實中國古代除了這四項發明,還有很多厲害的發明創造,中國古代的科技十分璀璨和精彩,只不過大多數科技發明在長年累月間已不知不覺融入我們的生活,讓人們很容易忽視了它們的艱辛的創造過程。下面這些例子都是中國古代的創造。

還有,在外國人眼裡中國的代名詞「瓷器」;天下第一橋「趙州橋」;不用一釘一鉚的古代建築「榫卯」;御敵於萬里之外的「長城」等等,中國古代的科技成就還遠遠不止這些。它們體現了古人的智慧,展現了古人強大的創造力。它們曾經甚至現在都在影響和改變著這個世界。

『貳』 中國歷史上的偉大發明創造

漢字,文學,醫學,建築....
鼓:
傳說公元前3500年中國人已有人造的鼓。公元前3000年,做鼓的方法是用獸皮蒙在框架或容器上。到公元前1000年,米索不達米亞的蘇默人製成了一人高的圓鼓,鼓身還繪有圖畫。後來有了小銅鼓和大銅鼓。15世紀騎兵用的大銅鼓,17世紀時開始為樂團採用。1692年蒲塞爾為「仙後」所作的配樂中就用上了。這種鼓現在叫定音鼓,19世紀有了低音大鼓。鼓聲可使節拍鮮明,粗獷有力。公元前2世紀中國人發明了定音鼓。
2、二進位制:
相傳在公元前3000年伏羲發明了二進位制。《周易》就是五經之一的《易經》,它是我國最古老的經典之一。《周易》相傳是由約公元前3000年的伏羲畫卦、周文王重卦、周公作爻(yao)辭,並經過孔丘修訂而成為《易經》。當代的電子計算機用的不是十進制而是二進制。二進制是誰發明的?《周易》中的「易數」用的就是二進制。換句話說就是伏羲發明了二進制,伏羲就是神農。傳說神農嘗百草才有五穀,我國才有原始農業。伏羲對我國社會的進步可謂大矣!我國北京的先農壇就是為了祭奠神農(即伏羲)而建造的,這里表達炎黃子孫對他的敬佩之情。
3、繩索:
公元前2800年,中國人已經掌握了創造麻繩的技術。我國人民開始用大麻纖維制繩。到公元紀元開始時,用大麻纖維已成為世界上大多數地區的主要制繩材料。1775年,英國發明家馬虛發明制繩機,結束了手工制繩的時代。從1950年開始用人造纖維製造繩索,直徑約2毫米的馬尼拉繩受到5512公斤的拉力便會折斷,而同樣粗的尼龍繩則能承受13227公斤的拉力。
養魚法:
公元前2500年中國人已經懂得養魚。那時我國人民能用人工孵化魚卵,把它養大食用。1960―1970年代,歐美才用人工養殖蛙魚等魚類。英國等西歐國家現在每年由養魚場生產淡水養魚約有10萬噸。
6、赤道式天文儀:
公元前2400年,中國人發明了赤道式天文儀。
7、十進計數制:
中國人於公元前14世紀,發明了十進計數制。在現代科學中是十分重要的,歐洲人正式採用它的最早時間的證據,是公元976年的一份西班牙手稿中發現的,而中國早在公元前14世紀的商朝,便已經採用了。在出土的公元前13世紀的甲骨文中,見有中國人用十進制記述了「547天」的實例。
太陽風暴——最早發現的太陽黑子
有星孛入於北斗——彗星的觀測
朔月辛卯
日有食之——日食記錄
日月星辰——陰陽合歷
世界最古老的星表——石氏星表
現存最早最完整的歷法著作——《太初歷》
土圭測日影
星隕如雨——流星群的觀測
演示天體視運動的儀器——渾天儀
我國最古老的記時儀器——壺漏
大地測量——子午線的測定
歷法革命——沈括的《十二氣歷》
科苑奇葩——郭守敬發明和研製的天文儀器
我國古代最優秀的歷法——郭守敬的《授時歷》
周公觀景——天文台的設置
我國最早的數學專著——《周髀算經》
精推細算——《九章算術》
運籌帷幄——零與籌算
十進制記數法
中國剩餘定理——大衍求一術
祖沖之和圓周率
賈憲三角
一元高次方乘——天元術
朱世傑和他的《四元玉鑒》
雙假設法——盈不足術
級數與垛積術的應用
中國——算盤的故鄉
磁石的魔力——指南針的發明
《墨經》與第一運動定律
被中香爐與常平架
磁偏角和磁傾角
測量工具——游標卡尺
投影
幻燈——走馬燈
神秘的倒影
奇異的鏡子——透光鏡

『叄』 中國古代科學家的發明創造給我們帶來了哪些方便

說到厲害的科學家,大家腦海里首先想到的大多是西方人,如牛頓,伽利略,近代愛

因斯坦等。而中國古代又有哪些科學家呢?以下列舉著名的古代科學家:

張衡:

我國東漢時期,傑出的科學家,他精通數科,天文學,數學,建築學、天文學等,都有非常大的成就,幾乎是古代的一位全才,還被譽為"木聖"。他在數學上留下很多著作,還是一個著名的發明家,如地動儀、指南車、混天儀等。這些發明讓中國人都引以為豪!世界上要和他媲美的要數義大利博學家達芬奇,但是達芬奇要比他晚1300多年!

祖沖之

我國南北朝時期,傑出的數學家,天文學家和發明家。祖沖之最為人熟知的成果,是利用割圓術計算把圓周率精確到了3.1415926和3.1415927之間,該成就歷經1000多年,才被阿拉伯數學家阿爾·卡西打破。他在天文學方面的成就更大,他對金、木、水、火、土各行星的周期,給出了准確的推算,他編制的《大明歷》直到南宋為止,都是世界上最先進的歷法。

沈括

北宋著名科學家、政治家等等,被譽為"中國整部科學史中最卓越的人物",沒有之一,其個人經歷就是一部輝煌史,絕對是中國古代天才中的代表人物。他在數學,物理學,化學,天文學,測量學,力學,醫學,經濟軍事政治都有很大的成就。

郭守敬

元朝著名天文學家,數學家和水利工程師,在數學方面有很多成就,他利用光學原理,發明和改進前輩觀察天文現象的工具,比如簡儀、立運儀、高表、渾天象、玲瓏儀、候極儀、仰儀、證理儀、窺幾、景符、日月食儀以及星晷定時儀等等,把中國古代的實用技術,發展到了極致。

徐光啟

明代著名數學家、科學家和政治家,他還翻譯了《幾何原本》等眾多國外著作。徐光啟畢生致力於數學、天文、歷法、水利等方面的研究,勤奮著述,尤精曉農學。

宋應星

明朝末年的一位著名的科學家,他寫了一本《天工開物》,其中包括廣泛的技術主題,如使用火葯武器,因此他被中國科學技術史專家李約瑟稱為「中國的狄德羅。他在生物,物理,化學,等領域都非常多的成就。他在化學方面分析多種有色金屬的性質,如果有序有人繼承他的研究,那麼元素周期表就是中國發明的了。

中國古代的科學家其實是非常多的,發明家蔡倫(造紙術),畢升(活字印刷),醫學家華佗,孫思邈,李時珍等,數學家劉徽,楊輝,李冶等。細分領域總的算起來多大100位科學家。這就是為什麼中國古代一直處於世界的領先地位的重要原因。科技才是第一生產力。古代科技的發展也是直接影響社會發展的結果!

中國古代科學和近代西方科學又差在哪裡呢?近代西方科學家如雨後春筍,相繼湧出,直接推動西方社會的快速發展,直至名列前茅。影響世界。尤其是兩次技術革命,更是帶來翻天覆地變化!主要是西方的整體大環境非常好,也有更多的人在很多領域深層次的研究,而中國古代卻是比較缺乏的,研究的都沒有足夠深入,直接導致沒有重大產入結果!

要說中國古代科學家多嗎,肯定多啊,但是並沒有像近代西方科學家那樣更深層次的研究,所以沒有產出直接的結果。也是因為古代人思想收到嚴重束縛,有一個成語形容的非常好,叫杞人憂天,古代杞國有個人擔心天會塌、地會陷,別人笑他庸人自擾,多此一舉,那是沒必要擔心的事情,卻來沒有人深層次的考慮,天為什麼會塌,地為什麼會陷。就連稱為孔聖人的孔丘,遇到「兩小兒辯日」,也分辨不出真實的願意。卻沒人去深層研究這些現象。這些文化是直接束縛了人們的思想,從而阻礙了科學了發展!當然到了晚清領導層也是另外一個阻礙發展的重要原因!

現今我們學習基礎的科學知識全是西方科學家研究的成果,數學,物理,化學等裡面基礎知識幾乎全是西方人的命名。作為中華民族的一分子更要奮起直追。

值得慶幸的是如今的中國正在猛烈的攻克先進的科學技術,逐漸的邁入科技強國大國的行列!在不遠的將來中國將在一次登上世界的巔峰!

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『肆』 中國古代的發明創造

1、瓷器

瓷器是古代勞動人民的一個重要的創造,是中華文明展示的瑰寶,是中華民族對世界文明的偉大貢獻。中國人於公元1世紀發明了瓷器,西方到18世紀才有瓷器,比中國晚了1700年左右。

2、算盤

算盤,又作祘盤,珠算盤是我們祖先創造發明的一種簡便的計算工具,珠算盤起源於北宋時代,是中國古代的一項偉大、重要的發明。雖然現在已經進入計算機時代,但是算盤依然有應用,算盤成本低,計算快速方便,是計算機不能媲美的,也是計算機不能替代的。

3、拱橋

中國的拱橋始建於東漢中後期,已有一千八百餘年的歷史。造型優美,曲線圓潤,富有動態感。中國現存最早、保存良好的拱橋是由李春發明並建造的隋代趙州安濟橋,又稱趙州橋。比西方於1345年建造的維奇奧拱橋,早了700年。

4、豆腐

豆腐是我國大眾菜餚,營養豐富且價格低廉,適合老百姓消費,相傳豆腐是在公元前125年,漢朝淮南王劉安發明了豆腐。豆腐在宋朝時傳入朝鮮,19世紀初才傳入歐洲、非洲和北美。如今豆腐在越南、泰國、韓國、日本等國家已成為主要食物之一。

5、墨水

墨水是一種含有色素或染料的液體,墨水被用於書寫或繪畫。公元前二世紀中國人發明了墨水。1834年英國的史蒂芬斯開始在英國製造出書寫用的墨水,15年之後才大量生產。1860年代,英德發明了人造墨染料。墨水的發明促進了世界文化的發展。

『伍』 中國古代機械發明創造史是什麼

在中華民族五千年的文明史中,我國古代勞動人民在機械工程領域中的發明創造尤為突出。絕大部分的發明創造是源於生存、生活以及生產的需要,一些發明創造是戰爭的需要,還有一些發明創造是為了探索科學技術的需要。五十萬年前,中國猿人學會了製作尖劈狀石器。在我國的周口店古猿人遺址處,發現了60°~75°刃角的用作砍伐的石器。二十萬年前,生活在我國四川資陽地區的古猿人學會了製作骨針、骨錐等骨器。一萬五千年前,古人類學會了用骨、角、牙、蚌殼等製作形狀復雜的器械,並學會了磨製技術。五千年前,古人類進入新石器時代。在西安的半坡遺址中,發現了大量製造技術較高的各種重要的骨器。四千年前,古人類發現了金屬,並學會了冶煉技術。我國進入了金屬時代。不久,又發明了由銅錫合金組成的青銅器。金屬器械逐步取代了石制和骨制器械。兩千年前,又發現了鐵金屬,並掌握了冶煉技術和製造技術。早在春秋時代我國就已進入了鐵器時代。各種復雜的工具和簡單機械相繼發明出來,機械工程在我國迅速發展。

從我國古代發明創造的演變過程,可以知道:任何一種機械的發明都經歷了由粗到精、逐步完善與發展的過程。例如,加工穀粒的機械(圖2-2),最初是把穀粒放在一塊大石上,用手拿一塊較小的石塊往復搓動,再吹去糠皮以得到米;第二步發明了杵臼;第三步發明了腳踏碓,利用人體的一部分重力工作;第四步發明了利用人力和畜力工作的磨和碾;第五步發明了利用風力和水力工作的磨和碾,這不但實現了連續的工作,節省了人力,提高了效率,而且學會了使用自然力,完成了由工具到機械的演變過程。

圖2-2加工穀粒工具的演變在兵器領域中,由彈弓發展為弓箭,又發展為弩箭;發明火葯後,由人力的弓箭發展為火箭,直到發展為皺形的飛彈和皺形的兩級火箭。這些在我國古代戰爭中,有大量的實戰記載。

我國古代的機械發明、使用與發展,遠遠領先於世界水平。但由於長期的封建統治,限制了生產力和科學技術的發展。最近四五百年中,我國在機械工程領域的發展已落後於西方強國。新中國成立後,在短短的十幾年裡,我國人民把只能做小量修理和裝配工作的機械工業發展為能夠生產汽車、火車、輪船、金屬切削機床、大型發電機等許多機械設備的機械工業,特別是改革開放以來,機械工業的發展更為迅速,與發達國家的差距正在縮小,有些產品已領先世界水平。

過去的幾千年中,中華民族在機械工程領域中的發明創造有著極其輝煌的成就。不但發明的數量多,質量也高,發明的時間也早。我們過去的歷史是光榮的。為使中華民族再度輝煌,我們的任務也是艱巨的。在過去的年代裡,機械的發明與使用繁榮了人類社會,促進了人類文明的發展。在高科技迅速發展的今天,機械的種類更加繁多,性能更加先進。機械手,機器人,機、光、電、液一體化的智能型機械,辦公自動化機械等大量先進的、科技含量高的機械正在改變人類的生活與工作。希望有志於機械工程專業的青年,繼承我們祖先的光榮傳統,發明創造出更多、更好的新機械,為把我國建設成一個偉大的社會主義強國而奮斗。

除了眾所周知的造紙術、印刷術、指南針、火葯這四大發明之外,中國古代在機械工程領域的發明與創造也是非常輝煌的。由於古代中國長期處於封建社會狀態,科學技術的發展比較緩慢。秦漢以前,對各種發明創造比較重視,這期間的成果較多。據《周禮考工》記載:智者創物,巧者述之,守之世,謂之工,百工之事皆聖人之作也。但也有不同意見。《老子》上說:民多利器,國家滋昏。人多技巧,奇物滋起。絕巧棄利,盜賊無有。自秦漢以後,除對農業生產有利的發明創造之外,其他發明一般都會受到輕視,甚至因發明創造而獲罪。據《明史》卷二十五記載:明太祖平元,司天監進水晶刻漏,中設二木偶人,能按時自擊錚鼓。太祖以其無益而碎之。由於統治者的偏見,極大影響了古代勞動人民創造能力的發展。

另外,我國古代不重視對所發明器械的繪圖工作,有不少發明創造因為沒有繪圖的幫助,很難看明白。而真正有所發明創造的人或自己不會用文字記載,或由於社會的不重視而沒有記載,這些都影響了我國古代科學技術的進步。盡管如此,我國古代的科學技術仍然領先於世界,無愧於一個偉大的文明古國的稱號。以下對我國在各時期的典型發明進行簡要說明。

『陸』 中國古代科學成就

1.印刷術
印章在先秦時就有,一般只有幾個字,表示姓名,官職或機構。印文均刻成反體,有陰文、陽文之別。在紙沒有出現之前,公文或書信都寫在簡牘上,寫好之後,用繩紮好,在結扎處放粘性泥封結,將印章蓋在泥上,稱為泥封,泥封就是在泥上印刷,這是當時保密的一種手段。紙張出現之後,泥封演變為紙封,在幾張公文紙的接縫處或公文紙袋的封口處蓋印。據記載在北齊時(公元550~577年)有人把用於公文紙蓋印的印章作得很大,很像一塊小小的雕刻版了。
1、戰國(公元前475-前221年)時期的銅印。
2、晉代著名煉丹家葛洪(公元284~363年)在他著的《抱朴子》中提到道家那時已用了四寸見方(13.5×13.5)有120個字的大木印了。這已經是一塊小型的雕版了。
3、佛教徒為了使佛經更加生動,常把佛像印在佛經的卷首,這種手工木印比手繪省事得多。
4、碑石拓印技術對雕版印刷技術的發明很有啟發作用。刻石的發明,歷史很早。初唐在今陝西鳳翔發現了十個石鼓,它是公元前8世紀春秋時秦國的石刻。秦始皇出巡,在重要的地方刻石7次。東漢以後,石碑盛行。漢靈帝四年(公元175年)蔡邕建議朝廷,在太學門前樹立《詩經》、《尚書》、《周易》、《禮記》、《春秋》、《公羊傳》、《論語》等七部儒家經典的石碑,共20.9萬字,分刻於46塊石碑上每碑高175、寬90、厚20厘米,容字5000,碑的正反面皆刻字。歷時8年,全部刻成。成為當時讀書人的經典。很多人爭相抄寫。後來特別是魏晉六朝時,有人趁看管不嚴或無人看管時,用紙將經文拓印下來,自用或出售。結果使其廣為流傳。
5、拓片是印刷技術產生的重要條件之一。古人發現在石碑上蓋一張微微濕潤的紙,用軟槌輕打,使紙陷入碑面文字凹下處,待紙干後再用布包上棉花,蘸上墨汁,在紙上輕輕拍打,紙面上就會留下黑地白字跟石碑一模一樣的字跡。這樣的方法比手抄簡便、可靠。於是拓印就出現了。
6、印染技術對雕版印刷也有很大的啟示作用,印染是在木板上刻出花紋圖案,用染料印在布上。中國的印花板有凸紋板和鏤空板兩種。1972年湖南長沙馬王堆一號漢墓(公元前165年左右)出土的兩件印花紗就是用凸紋板印的。這種技術可能早於秦漢,而上溯至戰國。紙發明後,這種技術就可能用於印刷方面,只要把布改成紙,把染料改成墨,印出來的東西,就成為雕版印刷品了。在敦煌石室中就有唐代凸板和鏤空板紙印的佛像。
印章、拓印、印染技術三者相互啟發,相互融合,再加上我國人民的經驗和智慧,雕版印刷技術就應運而生了。
2.造紙術
漢初年,政治西漢麻紙穩定,思想文化十分活躍,對傳播工具的需求旺盛,紙作為新的書寫材料應運而生。許慎著《說文解字》,成書於公元100年。談到「紙」的來源。他說:「『紙』從系旁,也就是『絲』旁」。這句話是說見當時的紙主要是用絹絲類物品製成,與現在意義上的紙是完全不同的。許慎認為紙是絲絮在水中經打擊而留在床席上的薄片。這種薄片可能是最原始的「紙」,有人把這種「紙」稱為「赫蹄」。這可能是紙發明的一個前奏,關於這種「紙」的記載,可以追溯到西漢成帝元延元年(公元前12年)。《漢書·趙皇後傳》中記錄了成帝妃曹偉能生皇子,遭皇後趙飛燕姐妹的迫害,她們送給曹偉能的毒葯就是用「赫蹄」紙包裹,「紙」上寫:「告偉能,努力飲此葯!不可復入,汝自知之!」。由此推測紙可能與絲有一定關系。
遠古以來,中國人就已經懂得養蠶、繅絲。秦漢之際以次繭作絲綿的手工業十分普及。這種處理次繭的方法稱為漂絮法,操作時的基本要點包括,反復捶打,以搗碎蠶衣。這一技術後來發展成為造紙中的打漿。此外,中國古代常用石灰水或草木灰水為絲麻脫膠,這種技術也給造紙中為植物纖維脫膠以啟示。紙張就是藉助這些技術發展起來的。
從迄今為止的考古發現來看,造紙術的發明不晚於西漢初年。最早出土的西漢古紙是1933年在新疆羅布淖爾古烽燧亭中發現的,年代不晚於公元前49年。
1957年5月在陝西省西安市灞橋出土的古紙經過科學分析鑒定,為西漢麻紙,年代不晚於公元前118年。1973年在甘肅居延肩水金關發現了不晚於公元前52年的兩塊麻紙,暗黃色,質地較粗糙。
1978年在陝西扶風中延村出土了西漢宣帝時期(公元前73~49年)的三張麻紙;1979年在甘肅敦煌縣馬圈灣西漢烽燧遺址出土了五件八片西漢麻紙。1986年甘肅天水放馬灘出土的西漢文帝時期(公元前179~前141年)的紙質地圖殘片,表明了當時的紙可供寫繪之用。從上述西漢出土的紙的質量來看,西漢初年的造紙技術已基本成熟。
歷史上關於漢代的造紙技術的文獻資料很少,因此難以了解其完整、詳細的工藝流程。後人雖有推測,也只能作為參考之用。總體來看,造紙技術環節眾多,因此必然有一個發展和演進的過程,絕非一人之功。它是我國勞動人民長期經驗的積累和智慧的結晶。
3.指南針
指南針的始祖大約出現在戰國時期。它是用天然磁石製成的。樣子像一把湯勺,圓底,可以放在平滑的「地盤」上並保持平衡,且可以自由旋轉。當它靜止的時候,勺柄就會指向南方。古人稱它為「司南」,當時的著作《韓非子》中就有:「先王立司南以端朝夕。」「端朝夕」就是正四方、定方位的意思。《鬼穀子》中記載了司南的應用,鄭國人采玉時就帶了司南以確保不迷失方向。
春秋時代,人們已經能夠將硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具,因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石製成司南。東漢時的王充在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了明確的記錄。司南是用整塊天然磁石經過琢磨製成勺型,勺柄指南極,並使整個勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置於光滑的地盤之中,地盤外方內圓,四周刻有干支四維,合成二十四向。這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象,積累了大量的知識和經驗,經過長期的研究才完成的。司南的出現是人們對磁體指極性認識的實際應用。 但司南也有許多缺陷,天然磁體不易找到,在加工時容易因打擊、受熱而失磁。所以司南的磁性比較弱,而且它與地盤接觸處要非常光滑,否則會因轉動摩擦阻力過大,而難於旋轉,無法達到預期的指南效果。而且司南有一定的體積和重量,攜帶很不方便,這可能是司南長期未得到廣泛應用的主要原因。
司南由青銅盤和天然磁體製成的磁勺組成,青銅盤上刻有二十四向,置磁勺於盤中心圓面上,靜止時,勺尾指向為南。
4.火葯
我國現在看到的第一部記載火葯配方的書,約成書於八九世紀。書中說「以硫磺、雄黃合硝石,並密燒之」,會發生「焰起,燒手面及火盡屋舍」的現象。這里的「密」應該是蜂蜜的「蜜」。蜜加熱能變成炭。硫磺、硝石與炭混合,這就是火葯的配方。
火葯的發明是人們長期煉丹,制葯實踐結果,至今已有一千多年歷史。
唐朝末年,火葯已被用於軍事。唐昭宗天佑元年(904年)楊行密的軍隊圍攻豫章,部將鄭 (以所部發機飛火,燒龍沙門,帶領壯士突火先登入城,焦灼被體)<九國志.鄭 傳>。這里所說的(飛火),就是(火炮),(火箭)之類。(火炮)是把火葯製成環狀,把吊線點燃後用拋石機拋擲出去;(火箭)則是把火葯球縛於箭鏃之下,將吊線點燃後用弓射出。到了宋代,戰爭接連不斷,促進火葯武器的加速發展。北未政府建立了火葯作坊,先後製造了火葯箭,火炮等以燃燒性能為主的武器和(霹靂炮),(震天雷)等爆炸性較強的武器。南未在1259年造出了以巨竹為筒,內裝火葯的(突火槍)。到了元代又出現銅鑄火統,稱為(銅將軍)。這些都是以火葯的爆炸為推動力的武器,在戰爭中顯示了前所未有的威力。下圖為南未突火槍和北未火葯箭。
在12,13世紀,火葯首先傳入阿拉伯國家,然後傳到希臘和歐洲乃至世界各地。對人類社會的文明進步,對經濟和科學文化的發展,起了推動作用。美法各國直到十四世紀中葉,才有應用火葯和火器的記載。
[編輯本段]1、源於煉丹術

煉丹術起源很早,《戰國策》中已有方士向荊王獻不死之葯的記載。漢武帝也妄想「長生久視」,向民間廣求丹葯,招納方士,並親自煉丹。從此,煉丹成為風氣,開始盛行。歷代都出現煉丹方士,也就是所謂的煉丹家。煉丹家的目的是尋找長生不老之葯,這樣的目的是不可能達到的。煉丹術流行了一千多年,最後還是一無所獲。但是,煉丹術所採用的一些具體方法還是有可取之處的,它顯示了化學的原始形態。
煉丹術中很重要的一種方法就是「火法煉丹」。它直接與火葯的發明有關系。所謂「火法煉丹」大約是一種無水的加熱方法,晉代葛洪在「抱朴子」中對火法有所記載,火法大致包括:煅(長時間高溫加熱)、煉(乾燥物質的加熱)、灸(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(蒸餾)、飛(又叫升,就是升華)、優(加熱使物質變性)。這些方法都是最基本的化學方法,這也是煉丹術這種愚昧的職業能夠產生發明的基礎。煉丹家的虔誠和尋找長生不老之葯的挫折,使得煉丹家不得不反復實驗和尋找新的方法。這樣就為火葯的發明創造了條件。在發明火葯之前,煉丹術已經得到了一些人造的化學葯品,如硫化汞等。這可能是人類最早用化學合成法製成的產品之一。
煉丹起火,啟示人們認識並發明火葯。
[編輯本段]2、火葯的發明
煉丹家雖然掌握了一定的化學方法,但是他們的方向是求長生不老之葯,因此火葯的發明具有一定的偶然性。
煉丹家對於硫磺、砒霜等具有猛毒的金石葯,在使用之前,常用燒灼的辦法「伏」一下,「伏」是降伏的意思。使毒性失去或減低,這種手續稱為「伏火」。唐初的名醫兼煉丹家孫思邈在「丹經內伏硫磺法」中記有:硫磺、硝石各二兩,研成粉末,放在銷銀鍋或砂罐子里。掘一地坑,放鍋子在坑裡和地平,四面都用土填實。把沒有被蟲蛀過的三個皂角逐一點著,然後夾入鍋里,把硫磺和硝石起燒焰火。等到燒不起焰火了,再拿木炭來炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁還沒冷卻,取入混合物,這就伏火了。
唐朝中期有個名叫清虛子的,在「伏火礬法」中提出了一個伏火的方子:「硫二兩,硝二兩,馬兜鈴三錢半。右為末,拌勻。掘坑,入葯於罐內與地平。將熟火一塊,彈子大,下放里內,煙漸起。」他用馬兜鈴代替了孫思邈方子中的皂角,這兩種物質代替碳起燃燒作用的。
伏火的方子都含有碳素,而且伏硫磺要加硝石,伏硝石要加硫磺。這說明煉丹家有意要使葯物引起燃燒,以去掉它們的猛毒。
雖然煉丹家知道硫、硝、碳混合點火會發生激烈的反應,並採取措施控制反應速度,但是因葯物伏火而引起丹房失火的事故時有發生。《太平廣記》中有一個故事,說的是隋朝初年,有一個叫杜春子的人去拜訪一位煉丹老人。當晚住在那裡。半夜杜春子夢中驚醒,看見煉丹爐內有「紫煙穿屋上」,頓時屋子燃燒起來。這可能是煉丹家配置易燃葯物時疏忽而引起火災。還有一本名叫《真元妙道要略》的煉丹書也談到用硫磺、硝石、雄黃和蜜一起煉丹失火的事,火把人的臉和手燒壞了,還直沖屋頂,把房子也燒了。書中告戒煉丹者要防止這類事故發生。這說明唐代的煉丹者已經掌握了一個很重要的經驗,就是硫、硝、碳三種物質可以構成一種極易燃燒的葯,這種葯被稱為「著火的葯」,即火葯。由於火葯的發明來自製丹配葯的過程中,在火葯發明之後,曾被當做葯類。《本草綱目》中就提到火葯能治瘡癬、殺蟲,辟濕氣、瘟疫。
火葯不能解決長生不老的問題,又容易著火,煉丹家對他並不感興趣。火葯的配方由煉丹家轉到軍事家手裡,就成為中國古代四大發明之一的火葯。
[編輯本段]3、火葯的應用

唐朝時的火葯
火葯發明之前,火攻是軍事家常用的一種進攻手段,那時在火攻中,用了一種叫做火箭的武器,它是在箭頭上綁一些像油脂、松香、硫磺之類的易燃物質,點燃後用弓射出去,用以燒毀敵人的陣地。如果用火葯代替一般易燃物,效果要好得多。火葯發明之前,攻城守城常用一種拋石機拋擲石頭和油脂火球,來消滅敵人。火葯發明之後,利用拋石機拋擲火葯包以代替石頭和油脂火球。據宋代路振的《九國志》記載,唐哀帝時(十世紀),鄭王番率軍攻打豫章(今江西南昌),「發機飛火」,燒毀該城的龍沙門。這可能是有關用火葯攻城的最早記載。
兩宋時的火葯
到了兩宋時期火葯武器發展很快。據《宋史·兵記》記載:公元970年兵部令史馮繼升進火箭法,這種方法是在箭桿前端縛火葯筒,點燃後利用火葯燃燒向後噴出的氣體的反作用力把箭簇射出,這是世界上最早的噴射火器。公元1000年,士兵出身的神衛隊長唐福向宋朝廷獻出了他製作的火箭、火球、火蒺藜等火器。1002年,冀州團練使石普也製成了火箭、火球等火器,並做了表演。
火葯兵器在戰場上的出現,預示著軍事史上將發生一系列的變革。從使用冷兵器階段向使用火器階段過渡。火葯應用於武器的最初形式,主要是利用火葯的燃燒性能。《武經總要》中記錄的早期火葯兵器,還沒有脫離傳統火攻中縱火兵器的范疇。隨著火葯和火葯武器的發展,逐步過度到利用火葯的爆炸性能。
硝酸鉀、硫磺、木炭粉末混合而成的火葯被稱為黑火葯或者叫褐色火葯。這種混合物極易燃燒,而且燒起來相當激烈。如果火葯在密閉的容器內燃燒就會發生爆炸。火葯燃燒時能產生大量的氣體(氮氣、二氧化碳)和熱量。原來體積很小的固體的火葯,體積突然膨脹,猛增至幾千倍,這時容器就會爆炸。這就是火葯的爆炸性能。利用火葯燃燒和爆炸的性能可以製造各種各樣的火器。北宋時期使用的那些用途不同的火葯兵器都是利用黑火葯燃燒爆炸的原理製造的。蒺藜火球、毒葯煙球是爆炸威力比較小的火器。到了北宋末年爆炸威力比較大的火器向「霹靂炮」、「震天雷」也出現了。這類火器主要是用於攻堅或守城。公元1126年,李綱守開封時,就是用霹靂炮擊退金兵的圍攻。金與北宋的戰爭使火炮進一步得到改進,震天雷是一種鐵火器,是鐵殼類的爆炸性兵器。元軍攻打金的南京(今河南開封)時金兵守城時就用了這種武器。《金史》對震天雷有這樣的描述:「火葯發作,聲如雷震,熱力達半畝之上,人與牛皮皆碎並無跡,甲鐵皆透」。這樣的描述可能有一點誇張,但是這是對火葯威力的一個真實寫照。
火器的發展有賴於火葯的研究和生產。《武經總要》中記錄了三個火葯配方。唐代火葯含硫、硝的含量相同,是1比1,宋代為1比2,甚至接近1比3。已與後世黑火葯中硝佔四分之三的配方相近。火葯中加入少量輔助性配料,是為了達到易燃、易爆、放毒和製造煙幕等效果。火葯是在製造和使用過程中不斷改進和發展的。
1044年曾公亮主編的《武經總要》一書中介紹了三種火葯配方,以不同的輔料,達到易燃、易爆、放毒和製造煙幕的不同目的。
宋代由於戰爭不斷,對火器的需求日益增加,宋神宗時設置了軍器監,統管全國的軍器製造。軍器監雇傭工人四萬多人,監下分十大作坊,生產火葯和火葯武器各為一個作坊,並佔有很重要的地位。史書上記載了當時的生產規模:「同日出弩火葯箭七千支,弓火葯箭一萬支,蒺藜炮三千支,皮火炮二萬支」。這些都促進了火葯和火葯兵器的發展。
南宋時出現了管狀火器,公元1132年陳規發明了火槍。火槍是由長竹竿作成,先把火葯裝在竹竿內,作戰時點燃火葯噴向敵軍。陳規守安德時就用了「長竹竿火槍二十餘條」。公元1259年,壽春地區有人製成了突火槍,突火槍是用粗竹筒作的,這種管狀火器與火槍不同的是,火槍只能噴射火焰燒人,而突火槍內裝有「子巢」,火葯點燃後產生強大的氣體壓力,把「子巢」射出去。「子巢」就是原始的子彈。突火槍開創了管狀火器發射彈丸的先聲。現代槍炮就是由管狀火器逐步發展起來的。所以管狀火器的發明是武器史上的又一大飛躍。
突火槍又被稱為突火筒,可能它是由竹筒製造的而得此名。《永樂大典》所引的《行軍須知》一書中提到,在宋代守城時曾用過火筒,用以殺傷登上城頭的敵人。到了元明之際,這種用竹筒製造的原始管狀火器改用銅或鐵,鑄成大炮,稱為「火銃」。
1332年的銅火銃,是世界上現存最早的有銘文的管狀火器實物。
明代
明代在作戰火器方面,發明了多種「多發火箭」,如同時發射10支箭的「火弩流星箭」;發射32支箭的「一窩蜂」;最多可發射100支箭的「百虎齊奔箭」等。明燕王朱棣(即後來的明成祖)與建文帝戰於白溝河,就曾使用了「一窩蜂」。這是世界上最早的多發齊射火箭,堪稱是現代多管火箭炮的鼻祖。尤其值得提出的是,當時水戰中使用的一種叫「火龍出水」的火器。據「武備志」記載,這種火器可以在距離水面三、四尺高處飛行,遠達兩三里。這種火箭用竹木製成,在龍形的外殼上縛四支大「起火」,腹內藏數支小火箭,大「起火」點燃後推動箭體飛行,「如火龍出於水面。」火葯燃盡後點燃腹內小火箭,從龍口射出。擊中目標將使敵方「人船俱焚。」這是世界上最早的二級火箭。另外,該書還記載了「神火飛鴉」等具有一定爆炸和燃燒性能的雛形飛彈。「神火飛鴉」用細竹篾綿紙扎糊成烏鴉形,內裝火葯,由四支火箭推進,它是世界上最早的多火葯筒並聯火箭,它與今天的大型捆綁式運載火箭的工作原理很相近。
火箭的發展,使人產生了利用火箭的推力飛上天空的願望。根據史書的記載14世紀末,明朝的一位勇敢者萬戶坐在裝有47個當時最大的火箭的椅子上,雙手各持一個大風箏,試圖藉助火箭的推力和風箏的升力實現飛行的夢想。盡管這是一次失敗的嘗試,但萬戶被譽為利用火箭飛行的第一人。為了紀念萬戶,月球上的一個環行山以萬戶的名字命名。
[編輯本段]4、對外傳播史
早在八、九世紀時,和醫葯、煉丹術的知識一起,硝也由中國傳到阿拉伯。當時的阿拉伯人稱它為「中國雪」,而波斯人稱它為「中國鹽」。他們僅知道用硝來治病、冶金和做玻璃。13世紀火葯是由商人經印度傳入阿拉伯國家的。希臘人通過翻譯阿拉伯人的書籍才知道火葯。火葯武器是通過戰爭傳到阿拉伯國家,成吉思汗西征,蒙古軍隊使用了火葯兵器。公元1260年元世祖的軍隊在與敘利亞作戰中被擊潰,阿拉伯人繳獲了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火葯武器,從而掌握火葯武器的製造和使用。阿拉伯人與歐洲的一些國家進行了長期的戰爭,戰爭中阿拉伯人使用了火葯兵器,例如阿拉伯人進攻西班牙的八沙城時就使用過火葯兵器。在與阿拉伯國家的戰爭中,歐洲人逐步掌握了製造火葯和火葯兵器的技術。
火葯和火葯武器傳入歐洲,「不僅對作戰方法本身,而且對統治和奴役的政治關系起了變革的作用」。「以前一直攻不破的貴族城堡的石牆抵不住市民的大炮,市民的子彈射穿了騎士的盔甲。貴族的統治跟身穿鎧甲的貴族騎兵同歸於盡了。隨著資本主義的發展,新的精銳的火炮在歐洲的工廠中製造出來,裝備著威力強大的艦隊,揚帆出航,去征服新的殖民地……。」

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