科学历史的光辉(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：刘鑫

出版社：安徽人民出版社

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科学历史的光辉试读：

前言

青少年朋友，科学人人都向往，可是你究竟了解多少科学的奥秘呢？光线能像水一样弯曲地流动，随手扔针居然得到了圆周率，机器人受不了人的折磨自己逃跑了，巨石竟然怕人挠痒痒，裙子能爆炸，小鸡也会得脚气病，植物也有各种血型，一束玫瑰传递了43年才到恋人的手中……这些话题是否让你倍感惊奇呢？

科学的世界奇妙无穷，处处都有令人惊奇的神秘发现。有的貌似简单的现象，却蕴含着深奥的科学知识，甚至至今仍无法解释，有的貌似纷繁芜杂的现象，其背后隐藏的科学知识却是如此简单！或许，看完本书，你除了羡慕先行者的天才、勤奋和运气外，也会幻想有朝一日自己也能有惊人的发现，因为惊奇很可能时刻都围绕在你身边。

任何现象的背后都有学问，更多的科学道理在等待你去发现，睁大你的眼睛，在惊奇中展开一次科学探秘之旅吧！“相信上帝，太阳绕地球转；相信科学，地球绕太阳转。”本书是献给尊重科学、学习科学，创造科学的青少年的一份礼物。过去培根说：“知识就是力量。”今天我们说：“科学就是力量。”科学是智慧的历程和结晶。从人类期盼的最高精神境界讲，朝朝暮暮沿着知识的历程，逐步通向科学的光辉圣殿，是许多有志于自我发展的青少年晶莹透明的梦想！

为了引导青少年热爱科学的积极性，激发他们的创造性和探索精神，我们特地编辑了这套“青少年小故事大科学文库”，包括《科学发现的启迪》、《科学进步的阶梯》、《科学进步的阶梯》、《科学创造的思考》、《科学成长的力量》、《科学历史的光辉》、《科学阅读的奇迹》、《科学发明的灵感》、《科学故事的智慧》、《科学兴趣的培养》共10册。在本套丛书中，我们精选了从自然科学、理论科学到应用科学的各个科学领域若干个内容各异的惊奇故事，把更多意想不到的科学探索内情展示在你的面前。在故事的编排上，我们摒弃了以往科技史式的教条罗列，依照每个探秘故事吸引力的强度，调整了其先后顺序，希望能给读者带来更多的阅读享受。

本书虽然不能穷尽所有的科学探秘故事，但我们相信，它能给广大读者带来各种启发，让读者从这些惊奇的探秘故事中找到阅读的乐趣，学到知识。但愿本书能够成为读者喜爱科学、学习科学、投身科学研究的“催化剂”。

1　炼丹家的偶然发现

如果说火药的发明是源于长生不老，你一定会以为是天方夜谭，但事实确实如此。中国古时的那些幻想“得道成仙”的帝王将相们常常令术士炼制“灵丹妙药”，而这些尽职的化学家在炼丹过程中虽没有炼成仙丹，却发明了火药，而且由于火药的独特作用，它很快就闻名于世，成为我国古代科技的四大发明之一，在历史的发展中占有着重要地位。

（1）中国方士发明火药

我国古代的冶炼技术相当发达。早在殷商时期，就已经能制造出造型复杂、美观大方的大型青铜器皿了。春秋中期，我国已经发明了生铁冶炼技术，到了春秋末年，铁制的农具和兵器也已得到普遍使用。

在冶炼金属的过程中，人们不断总结经验，逐渐接触和熟悉了许多矿物的性能，积累了丰富的化学知识。从战国时代起，就有人把冶金技术运用到炼制药物方面，梦想能炼出长生不老之药来，也有人想从矿物中炼出金银来。那种炼制所谓长生不老药的炼丹术在古代被称为“方术”，从事炼丹的炼丹家则被称为“方士”，后来被称为“道士”或“丹家”。

虽然这些炼丹家始终未能炼出长生不老之药来，但是在一次次冶炼中，他们不断积累经验，掌握了不少化学知识。这些炼丹家对我国古代化学的发展，起了不少作用。用现代人的眼光来看，或许把他们称为古代的化学家更为合适。在这些方士中，较为突出的有李少君、魏伯阳、刘安、葛洪等。正是这些炼丹家的工作，才发现了火药。

现在我们知道，制造火药的主要原料为木炭、硫磺和硝石。

硫磺在我国古代也被称作石硫黄、留黄、硫黄等。我们的祖先在公元前后，就已在湖南的郴县发现了大量的硫磺矿。此后在我国北方、南方也多次发现大型硫磺矿。我国古籍中最早提到“硫黄”的是《淮南子》一书（公元前150年前后）。这说明在当时古人对硫磺已有认识。在西汉末年问世的我国第一本药物典籍《神农本草经》，把石硫黄归入“中品药”的第三种，可见当时硫磺已被广泛用于入药。

硝石是黑色火药里的氧化剂。它的化学成分是硝酸钾，受热能产生氧气，有很强的助燃作用。火药爆炸力的大小主要根据含硝量的多少来决定。最迟在公元前后，我们的祖先就已发现了硝，并能掌握利用它。古代人民在实践中慢慢发现硝石有消除积热和淤血等医疗作用，便将它入药。《神农本草经》把硝石列入“上品药”的第六种。古代的炼丹家十分熟悉硝石的性能，常把硝石作为主要的氧化剂和溶剂。公元500年左右的炼丹家陶弘景就指出硝石有“强烧之，紫青烟起”的现象。

唐朝初年，著名的药物学家孙思邈也炼过丹药。在他所写的《丹经》一书中，有一种“伏硫磺法”，记载着类似火药的方子。

由于这种伏硫磺法经常在制作过程中发生燃烧，烧伤炼丹者的手和脸，甚至烧掉炼丹房，因此古人明白了硫磺、硝石和木炭的混合物极易猛烈起火，甚至发生爆炸，制作时必须十分当心。

经过一次次的爆炸起火，炼丹家们从最初的恐惧中逐渐认识到：硫磺、硝石和木炭，如按一定比例配制，可制成会爆炸的“火药”。

火药发明的具体年代已无从查考，但根据资料可以推断，火药发明的时间应在唐代以前。由于这种火药的颜色是黑色的，所以叫作“黑火药”。

（2）火药的早期运用

火药虽是由炼丹家发明的，但炼丹家的本意是为了制作药物，他们并不希望它有强大的爆炸力和破坏力。可是当火药的配方一旦为军事家们所知晓，情况就完全不同了。他们明白，用火药制成的武器一定具有强大的杀伤力。于是军事家们不断探索研制，强化它的毒性、燃烧力和爆炸力。火药发明后，引起了武器制造的重大改革，逐渐由冷兵器时代进入了火器时代。

唐朝末年，火药已开始用于军事目的，配制也更趋科学化。用硝石（硝酸钾）75%、硫磺15%、炭粉10%就可制成威力强大的火药。宋朝有个叫路振的人，他所著的《九国志》一书中有这样一段记载：唐哀帝时（公元904～906年），郑瑶攻打豫章（现在的江西南昌），他命令兵士“发机飞火”，烧了龙沙门。据解释，飞火是火炮一类的东西，是用火药制造的燃烧性武器。可见，当时火药已开始用于战争。

到了北宋，火药生产规模进一步扩大。北宋初年开封设有“广备攻城作”（兵工厂），其中有专门生产火药的车间（火药窑子作）。它以火药为原料生产作战用的“烟球”、蒺藜火球和火炮等。火药配料除硝石、硫磺、炭粉外，还有油蜡、沥青、干漆、松香、黄丹、铅粉等。到了宋朝，人们发明了更多种类的火药武器，从最初的燃烧型火药武器逐渐过渡到威力更大的爆炸型火药武器。

1132年，南宋的军事家陈规为了防御金兵的侵扰，又发明了一种管状的射击性武器——火枪。这种火枪是用长竹竿做的，竹竿里面装满火药。打仗时由两个人抬着，点着了火发射出去。火枪的发明，可以说是火器史上的又一个新起点。

火药除了用于战争外，还可用于生活、生产。据《武林旧事》、《梦粱录》、《事林广记》等书记载，在南宋、元朝时，人们已经用火药制造焰火，以燃放焰火的形式来欢庆节日。火药性能和作用也逐渐被人们所掌握，古代人民利用它来开山、破土、采矿、筑路等，使其在生产劳动与和平建设中发挥威力。

早在唐代，我国与阿拉伯、印度、波斯等国通过海上的贸易，往来就十分频繁。就在这时，硝随同医药和炼丹术由我国传出。但那时人们仅知道用硝来炼金、治病和做玻璃。公元1260年，元世祖的军队在与叙利亚一战中被击溃，阿拉伯人缴获了包括火箭、毒火罐、火炮、震天雷在内的火药武器，从而掌握了火药的制造和使用。他们把火药称之为“中国雪”，用火药推动的弩箭也被称作“中国箭”。

西欧直到文艺复兴后，英国人才从阿拉伯人那里得到了火药的配方，比我国要落后数百年之久。但重要的是火药主要是通过战争西传的，因此欧洲人把火药主要用于军事目的。

相传，在欧洲第一个成功地制造出具有爆破力火药的是著名学者罗杰尔·培根，也有的说是晚于培根100年的德国人贝鲁特尔德·施韦策。不过有人对培根的全部著作作了查对后，发现只有一处提到了用火药：“我们以小孩玩具为例吧。世界上有许多地方制造像拇指大的一种东西；东西虽小，但由于其中有一种属于盐类的叫作‘硝’的东西，因此能够爆炸。当硝爆炸时，这个用羊皮纸制的小东西发出可怕的声音，比疾雷还响；所闪的光比随雷而来的闪电还强。”至于鲁特尔德·施韦策，有人认为他是传说中的贝鲁特尔德·尼克尔（即黑人贝鲁特尔德），也有人认为他与培根同是方济各会派修士，但他的存在与否，是很令人怀疑的。尽管如此，火药的使用与改良仍在欧洲得到了很大的发展。

真正使火药的威力得到爆发的是在19世纪。1814年，人们发明了雷管。它能在火药起爆的一瞬间，产生高温的火焰和硝酸银，使得以前所使用的点火器和打火石以及含有硝石的导火绳、缓慢传导火焰的石灰，都成为不必要的装备。1846年，意大利化学家索布雷罗发现硝化甘油，但是该物质对震动很敏感，危险性大，不宜生产。1867年，诺贝尔把硝化甘油与木浆、硝酸钠等混合，首次制成烈性炸药，使用安全而威力不减。1875年，诺贝尔把棉花浸透硝酸及硫酸，制成硝化棉，再混合硝化甘油，成为胶质炸药，坚韧防水，可塑性高，特别适合放入矿场爆炸孔内进行爆破。

1884年，法国化学家维埃利制成最早的无烟发射剂，把爆发速度减慢。他把硝化棉浸于乙醚和酒精里成为胶质，再压成片状切条干燥使之硬化，这样，炸药便只能由外至内燃烧。

火药虽然为中国人所发明，但是最终在西方获得了进一步的发展，同时又推动了西方文明的进步。

（3）火药对人类文明进程的影响

火药的发明是我国人民对世界科学所作的巨大贡献之一，为人类的文明史写下了不朽的篇章。12世纪时，火药还未传入欧洲，士兵们只得像堂·吉诃德那样，骑在马上用盾牌、长矛、刀剑进行冲杀。人民根本无法用这些原始的武器，冲开贵族领主们所盘踞的坚固城堡。火器的改进使战术进入了技术阶段。个人的英勇敌不过机械的技术，谁能使用比较优越的兵器，谁就是可怕的敌人。诚如西方军事学家富勒所说：火药的使用，使所有的人变得一样高，战争平等化了。火药、火器传到欧洲，不仅对作战方法本身，而且对资产阶级战胜封建贵族起了一定作用。恩格斯曾这样评价过：“火药和火器的采用决不是一种暴力行为，而是一种工业的，也就是经济的进步。”

技术的发展也有助于欧洲对外扩张。由于火药传入欧洲，促进了欧洲军事技术的进步。德国人发明了一种铸炮技术，一种较小的铜炮开始装备在船舷上，新火炮能发射重达50～60磅的铁丸，因而能击毁300码射程内的船体。海战为之而变，由占领敌船的肉搏战变成了舷炮齐射的炮战。对军舰也重新予以设计，很快每艘军舰平均能架置40门炮。正是这些技术上的优势使欧洲人海上探险大获成功。

2　成都平原变成天府之国

都江堰位于四川省中部、岷江中游，在今天的四川省灌县附近，是一个把灌溉与防洪结合起来的综合性大型水利工程。坐落在美丽富饶的成都平原上，已经有两千多年的历史了。这一古老工程的设计者和兴建的组织者，是我国战国时期杰出的水利工程家李冰。

岷江发源于成都平原北部的岷山，沿江两岸山高谷深，水流湍急，到灌县附近，岷江进入一马平川，水势浩大，往往冲决堤岸，泛滥成灾。从上游挟带来的大量泥沙也容易淤积在这里，抬高河床，加剧水患。特别是在灌县城西南面，有一座玉垒山阻碍江水东流，每年夏秋洪水季节，西边往往江水泛滥，东边却常常发生旱灾。因此，征服岷江，变水害为水利，便成为当时人们的迫切愿望。

李冰大约在秦昭王五十一年（公元前256年）被任命为蜀守，他亲眼看到水旱灾害给人民带来的痛苦，听到人民的强烈呼声，感到要使国家富强，就必须解决人民的苦难，发展生产。为此，李冰决定治理岷江。到任不久，他就开始着手进行大规模的治水工作。

首先，李冰带着他的儿子二郎，还请了几位有经验的老农，沿岷江两岸考察，摸清了水情、地质等情况，听取了群众意见，制订了治理岷江的规划方案，吸收了前人治理岷江的经验，决定在玉垒山开个大口子，引一股江水到东边去，这样可以西边分洪、东边浇地。然后采取中流筑堰的办法，在宝瓶口上游的岷江中心筑一道分水堰，使江水流到这里便分成两股，达到分洪的目的。

工程开始后，李冰带领上万民工开山凿石，但是，由于山石坚硬，工程进度缓慢。大家都很着急，这时有人出了个高招：先在岩石上凿些沟槽，放上柴草，再架满树枝和木柴，点火燃烧，使岩石爆裂。这一招果然很灵，进度一下子加快了许多，很快就劈开了宽20米，高40米，长80米的引水渠道。这是控制江水流量的咽喉，因为其形状像个瓶口，所以就取名为“宝瓶口”。

接着，李冰又带领成千上万的民工，来到灌县西边的岷江上游，建造分水堰。开始采用在江心抛石筑堰的办法，但是筑起的石堰接连几次都被洪水冲垮了，没有成功。怎么办呢？大家都在动脑筋想办法，李冰看到岷江盛产竹子，并且受到当地人用竹子盖房、编竹笼盛东西的启示。于是他就让大家用竹子编成大竹笼，里面装满鹅卵石，再把它们连起来，每段大约有二三丈长，然后一层层放到河中堆积起来。同时，还在洲滩两侧用大型鹅卵石垒起两道护堤。这样，一道牢固的分水堰终于筑成了。由于大堤前端形如鱼头，所以取名叫“鱼嘴”。它迎向岷江上游，把汹涌而来的江水分成东西两股。西股叫外江，是岷江的正流，东股叫内江，是灌溉渠系的总干渠，渠首就是宝瓶口，流经宝瓶口再分成许多大小沟渠河道，组成了一个纵横交错的扇形水网，灌溉成都平原的千里农田。分水堰两侧垒砌了鹅卵石护堤，靠内江一侧的叫内金刚堤，外江一侧的叫外金刚堤，也称“金堤”。分水堰是都江堰的主体工程，它建成后，内江灌溉的成都平原，就很少有水旱灾害了。

为了使内江的防洪作用更有保证，李冰又带领大家用竹笼装石筑堤的办法，在内金刚堤的南端筑了一道堤坎，叫“飞沙堰”。它的堰顶比内金刚堤低一些，如果洪水太大，内江水过多就可以溢出“飞沙堰”，流到外江，再沿着岷江流出去。这个办法使内江灌溉区，既能经常保持有水，又不会因水量太大泛滥成灾。

为了彻底解决岷江水患，必须解决泥沙沉积，淤塞河床的问题。为此，李冰决定：每年霜降时节（十月下旬），要进行一次淘江整修，叫岁修。为了使江水断干，方便淘挖，李冰集中群众的智慧，采用杩槎（mǔchā母差）挡水法断水。杩槎是用3根6～8米长的大木条扎成的三脚架，每个三脚架下面都用装有石头的竹笼卡住，把很多三脚架连在一起，在迎水面上绑上竹席再糊上粘土，就筑成了一道临时的挡水坝，阻断水流。淘江时，先用杩槎在外江截流，使江水全部流入内江，然后淘挖外江及其各灌溉渠道淤积的泥沙。到第二年立春前后，外江淘沙完毕，把杩槎移到内江，让江水流入外江，然后再淘挖内江河槽，进行平水槽和飞沙堰的淘沙工程。清明节前后，内江淘沙完毕，撤除杩槎，开始放水灌溉。过去，每到这时候，都要举行盛大的传统放水仪式，成千上万的劳动人民聚集在江边观看放水的盛况，欢庆征服自然的胜利，同时也表达了对李冰父子修堰治水巨大贡献的纪念。

都江堰虽然修建在两千多年前，但是它的规划、设计和施工方法，都具有高度的科学性和创造性。它能按照灌溉和防洪的需要，合理控制内、外江的水量。当天旱的时候，能够放水灌溉，到雨季就堵塞闸门，洪水季节大部分水量可以从外江泄走，使内江灌区免遭水灾。到了枯水季节，大部分水量又可流入内江，保证灌溉用水。一年四季，无论旱涝，农田用水都可以进行调节。都江堰的建成，彻底改变了成都平原10多个县的农业生产面貌，把原来水旱灾害频繁的地区变成了“沃野千里”的富饶粮仓。从此，成都平原就获有“天府”的美称。

李冰在四川除了兴建都江堰工程外，还治理了其它一些河流，使四川人民得到了不少好处，因此人民一直怀念他。四川人民尊李冰为“川祖”，并在都江堰建造了一座“二王庙”，里面有李冰父子的塑像。人们常到那里参观，赞扬李冰的功绩。

3　推动了世界文化的发展传播

脍炙人口的“蔡伦造纸”的故事，在民间流传了一千多年。如果确切点说，是蔡伦在劳动人民发明和发展造纸技术的基础上，进一步改进造纸工艺的事迹。蔡伦是我国古代造纸技术的革新者和推广者，他对造纸技术的完善和提高作出了杰出的贡献。

据近年来的考古实践证实，我国早在西汉武帝时，就已经使用植物纤维纸。这种纸是用大麻和苎麻等原料制成的，纸的质地比较粗糙，纸的表面有较多的没有打散的麻筋，纤维组织比较松散，分布不均匀，很不便于书写。可以说，这种纸是我国在造纸技术萌发和开始阶段生产的最原始的纸，由于质量差，产量低，很难在上面行文写字，因此，无法满足社会的需要。

从东汉“蔡伦造纸”起，才真正开始了纸张生产的新局面。

蔡伦是东汉人，很有才华，他从小就入宫做太监。和帝即位后，升任中常侍，后兼任尚方令，掌管宫廷御用手工作坊。安帝元初元年封龙亭侯。蔡伦主管各种宫廷御用器具的制造后，由于职务上的关系，有了接触造纸工艺的条件。他决心要研制一种物美价廉的纸。

蔡伦担任尚方令官职期间，在休息的日子里，从不同宾客往来，常常是走出宫廷，来到民间，广泛收集民间的造纸经验。经过长期的观察和钻研，在总结前人造纸经验的基础上，他总结出一套制造植物纤维纸的方法。

蔡伦创造性地使用树皮、麻头、旧布、旧鱼网等植物纤维做造纸的原料，并改进了造纸技术。首先，把树皮、麻头等废物用水浸泡，泡透后上火煮，煮烂后再捣碎成浆糊状，这就是原始的纸浆。然后把纸浆倒在细帘子上，铺平，漏去水分，晾干。干了以后，留在帘子上的一层薄薄的纤维片就成了纸张。

公元105年，蔡伦把他制造的第一批优质的纸奏报朝廷并献给了和帝，受到了和帝的称赞。

造纸术经过蔡伦的改良，取得了很大成效。首先是解决了造纸原料不足的问题。他利用各种废弃物，既增加了原料的来源，又降低了造纸成本，产量也开始增加。

其次在工艺上，其原理和基本生产工序——制浆、打浆、烘干等工序——已经初具现代造纸技术的雏形，时隔1800年，如今现代化造纸工业的工艺和基本工序，并没有超出蔡伦当年的发明创造。

蔡伦改良的造纸术是我国造纸业发展史上的重大转折点，从此，纸张生产出现了新局面。蔡伦的造纸方法被推广到全国，由于他曾被封侯，因此人们便把这种纸叫作“蔡侯纸”，蔡伦则被后世公认为是造纸术的发明人。

我国古代在发明造纸术以前，各种书籍主要是抄写在竹、木简或丝帛上，竹、木简太笨重，丝帛又非常昂贵，抄写、保存、传播都十分不方便，蔡伦造纸术的成功，使人类终于找到了理想的书写材料，逐渐取代了竹、木简和丝帛，成了主要书写工具。纸既轻便又便宜，便于书写、携带、装订成册。造纸术的发明对于文化的保存、交流和发展作出了巨大贡献。

在我国古代人民已经普遍使用纸的时候，欧洲的国家还在使用昂贵的羊皮做书写材料，埃及在用“纸草”写字，印度用白桦树皮和棕榈叶写字，朝鲜和日本也用简和帛写字，可见当时除中国外，世界其它地方都还没有纸，在书写材料上都还处在非常落后的状态。

到了公元7世纪时，我国蔡伦发明的造纸术传到了朝鲜，又由朝鲜传入了日本；8世纪时传入阿拉伯，后来又经过阿拉伯传入非洲，又从非洲传入欧洲，最后传入了美洲；中国的造纸术传遍了全世界，推动了世界文化的发展、知识的传播。

造纸术是我国古代科学技术四大发明之一，也是中国科学技术发展史上的光辉一页。造纸术的发明对全人类文明的发展、社会的进步、科学文化的交流起了巨大的不可估量的作用。蔡伦在造纸技术上的贡献是杰出的、不朽的。

4　揭开了地震科学的新纪元

张衡，中国东汉时期的学者、杰出的科学家、世界上最早的伟大天文学家之一。

张衡幼年时家境贫困，经常要靠亲友接济度日。艰苦的生活更激发了他发奋学习、立志成材的精神。他在可能的条件下，博览群书，无论天文、地理、文学、数学，只要是能找到的书，他都读。书使他大大开阔了眼界，萌发了他对各种知识的渴望和追求。这种读书习惯一直伴随了张衡一生。

34岁那年，张衡被推荐到洛阳，做了朝廷的郎中。由于工作比较清闲，他利用工作之便又看了不少书。其中他最受启发的是一本西汉学者扬雄写的《太玄经》。这本书里谈到许多天文和数学方面的问题，因此，使张衡对天文和数学发生了浓厚的兴趣。凑巧，公元115年，37岁的张衡，又被调任太史令，主管天文、历算，专为朝廷观测、记录天文，选择“黄道吉日”，记载全国各地发生的某些自然现象，其中很重要的是各地发生的自然灾害。这项工作为张衡钻研天文、历法创造了方便条件，他以毕生精力钻研这门科学，对我国、对世界的天文学发展，做出了巨大的贡献。

东汉时候，我国经常不断地发生地震。根据历史记载：从汉和帝永元八年（公元96年）到汉安帝延光四年（公元125年）的30年中，我国几乎连年发生地震。特别是公元119年，洛阳和附近地区连续发生两次大地震，波及到35个郡，顷刻之间房倒屋塌，随着巨大的轰鸣声，地面裂开一尺来宽的大裂缝，人畜死伤无数。在那封建迷信的时代，一切天灾人祸人们都认为是触犯了上天，触犯了鬼神。况且地震又是灾中之首，爆发突然，毫无预感，几秒钟之内，山崩地裂，城市、村庄都将变为废墟。当时，一旦什么地方发生了地震，地方官都要赶快报到朝廷，由太史令把情况记录下来，稍有迟误、差错，就会被判刑。

张衡是唯物论者，又多年从事科学研究，他不信什么上天，更不信鬼神，他认为地震与刮风下雨，电闪雷鸣一样，只不过是一种比较可怕的自然现象，人们仅仅被动地记录地震的情况还不够，更重要的是要研究和掌握地震的规律，以至于能够预测或尽早了解地震发生的地区，以减轻地震带给人类的灾难和损失。

张衡下决心要在地震研究方面有所突破。他为了掌握地震的情报，得到比较完整的准确的地震记录，他经过多次试验，终于在公元132年，发明并制造出了我国也是世界上第一架测报地震的仪器——“地动仪”。

这架地震仪是用精铜铸成，直径8尺，形状像个大酒坛，坛顶上有个突出的盖子，可以打开，坛下部雕刻着山龟鸟兽的花纹。坛内部有一个中枢机械“都柱”——一根上粗下细的柱子。柱子紧挨着8道机关，和8道机关相连接的是仪器外围镶着的8条头朝下的龙，8条龙的龙头分别对准东、东北、北、西北、西、西南、南、东南8个方向。每个龙头的嘴里都衔着一个铜球。对准龙嘴蹲着8个铜蛤蟆，昂着头，张着嘴，像期待着什么。

如果什么地方发生了地震，仪器中间的立柱就倒向震区所在的方向，随即触动那个方向的机关，连接在那个机关上的龙头就张开嘴巴，吐出铜球，铜球即掉进蛤蟆的嘴里，并发出“哐啷”的响声，给管理人员报信，告知震源的方向。

张衡研制的这台地动仪，相当灵敏、准确。公元138年的一天，地动仪正西方向的龙嘴突然张开，铜球准确无误地落到了蛤蟆嘴里，管理人员随即报告“西方发生地震”。但当时住在洛阳的人丝毫没有感觉到，人们开始表示怀疑。但是没过几天，便有人从陇西赶来报告，说那里发生地震。经核对，时间正是龙头吐球之时，人们这才信服了地动仪，赞叹它的灵敏，千里之外发生地震，居然能感之如此准确！说明这台地动仪的精密程度已达到相当高的水平。

张衡发明的地动仪，是世界上最早的测定地震方法的仪器，比欧洲利用水银溢流记录地震的仪器早1700多年。张衡发明的地动仪，也是人类历史上用科学方法观测地震的开始，它揭开了地震科学的新纪元。

5　中国中医药发展史上的丰碑

张仲景又名张机，是东汉南阳郡涅阳（今河南省南阳县）人，约生于公元150～219年，是一位卓越的有创造性的医学家。他从小就非常好学，博览群书。他生活的年代是战争频繁、社会动荡、瘟疫四起的年代，人民生活非常痛苦。从史书中他看到记载有扁鹊给齐桓侯看病的故事，使他对扁鹊的高超医术非常钦佩，决心研究医学，以救死扶伤解除人民疾苦为自己的志向。他拜同郡名医张伯祖为师，刻苦钻研，好学不倦，学到了许多医学知识和医术，很快成为当时著名的医学家。

大约在公元196～204年间，瘟疫流行，张仲景家族200多口人，在不到10年时间里，死亡了三分之二，其中患伤寒病而死的占70%。面对这种景象，他博采众方，结合自己的临床经验，写成了一部他最重要的医学著作《伤寒杂病论》。《伤寒杂病论》成书于公元3世纪初，共16卷，内容包括“伤寒”和“杂病”两部分。“伤寒”就是现在的《伤寒论》，“杂病”就是现在的《金匮要略》。《伤寒论》共10卷，22篇，选取了113个药方，397条治疗原则，是论述外感内热的辨证施治的专书。《金匮要略》共6卷，25篇。记载了药方262个，主要论述了内科杂病及外科、妇科疾病等，其中记载了40多种疾病的病因、诊断治疗和药方，书中列出的药物有214种。《伤寒杂病论》这部书是一部理、法、方、药具备的经典著作，它总结了汉朝以前的医学理论和实践经验，发挥了祖国医学“辩证论治”的传统，使我国临床医学和方剂学发展到一个较为成熟的阶段。但是，由于当时战祸不断，这部著作都已散失，现存的《伤寒论》和《金匮要略》是经过晋代名医王叔和的整理，宋代林亿等人校正刊行的。

另外，张仲景还经过科学总结，形成了一套比较完善的临诊方法体系。他看病时，一定要先检查一下病人的身体情况，观察病人的气色如何，再听听病人的声音，了解病人的症状，检查病人的脉搏。在治疗方面，他共归纳出4种治疗方法，就是汗、吐、下、和。这是他根据内经上所记载的治疗方法而来的。汗法就是用发汗排去病毒；吐法就是让病人呕吐，把积聚在胸腹的毒物吐出来；下法是让病人排泄，把肠胃中的毒物排出体外；和法是用药物和解体内病毒。他认为，各种治疗方法需要医生根据实际情况来运用。

另外，张仲景还主张有病要及早进行防治，他提出生病的原因，或是因为内在的关系，或是因为外在的关系，或是因为意外的伤害。在1700多年以前，已经这样有条不紊地记述疾病发生的原因，是非常难能可贵的。他指出许多疾病是可以预防的，如果能保养身体，遇事小心谨慎，节制饮食，起居有规律，劳逸结合，发现有小毛病，能及时医治，这样便可以保持身体的健康，而有些疾病如不及早救治，是有生命危险的。张仲景在京师行医的时候，青年文学家王粲同他来往很密切。他们初次见面时，张仲景就对他说：“您身体有病，得早点医治才行，否则将来眉毛脱落，有生命危险，现在喝五石汤可以防治。”王粲听了他的话很不高兴，不久，两人再次见面时，张仲景就问王粲服药了没有，王粲回答说服了。但是张仲景却摇了摇头说：“从您的气色上看，不像是已经服过药的样儿，您为什么讳疾忌医，轻视自己的生命呢？”王粲仍然不信，认为自己的身体很健康，为什么要服药呢？几年以后，王粲的眉毛果然脱落了，半年后不治而死。

张仲景是一位博学多能的医生，他能用针灸等技术治疗疾病，已经使用灌肠法导便，使用人工呼吸法急救昏厥的病人，不仅在当时对人民保健起了相当大的作用，就是到现在还有相当的效果，后世的许多方剂都是从张仲景的方剂变化而来的。

张仲景作为东汉一代名医，他继承了前人的医学遗产，而且影响了后世医学的发展。与他同时代的名医华佗读了《伤寒论》后，称赞道：“这真是活人的书呀！”唐代名医孙思邈也说：江南的医师把张仲景的药方秘不外传。可见张仲景医方的宝贵。而《伤寒杂病论》这部医书后来被尊称为“方书之祖”，书中的药方被称为“经方”。它不仅成为祖国医学史上影响最大的著作之一，还流传到日本、朝鲜等国。经过一千多年的临床实践检验，其中大部分药方仍有很高的疗效，直到今天，这本书仍为学习中医的必读的经典书籍。

6　使大规模出版成为现实

纸发明以后，文字还要用手来抄写。东汉的科学家、文学家张衡写了《西京赋》，大家认为好，互相传抄，一时洛阳的纸都贵了。“洛阳纸贵”成了我国历史上的一个有名的典故。手抄书籍，辗转传抄，时间长了，错误越来越多。后来，我国劳动人民发明了雕版印刷术。

印刷术是复制文字和图画的方法。我国很早就有了好几种复制文字和图画的方法，如印章和拓石，就是印刷术的先驱。

印章也叫图章。近几十年周秦的印章不断出土。《史记》记载，战国的苏秦，佩带六国相印。战国墓出土的铜印，为这段记载提供了有力的证明。汉朝时候，印章已很流行。印章上的文字都写反字，有的凹下去，有的凸出来，印出来就成了正字。通常上边只刻有三四个字。4世纪初，在我国古代著名的炼丹家葛洪著的书中，记有刻着120个字的大木印。

拓石是用浸湿的薄纸敷在刻有文字的石碑上，轻轻拍打，然后在纸上刷墨，把纸从碑上揭下来，就成了黑底白字的拓本。这种技术叫作“拓石”。东汉灵帝时候，蔡邕把重要的儒家经典刻写在一块块石碑上，树立在洛阳的太学门外，作为标准读本。许多人赶来观看、抄写、拓印，或拿了书来校正，街道都被堵塞了。后来，人们又把字刻在木板上，比在石碑上刻字省力多了。

印章和拓石相结合，为雕版印刷术的发明提供了技术条件。

隋唐之际，劳动人民发明了雕版印刷术。印刷工匠先在尺寸相等的木板上抹上一层浆糊或胶质，然后把有字的透明稿纸的正面贴在木板上，字就成了反体。再由刻工把文字和插图刻在木板上，让字和图凸出来，版面上涂了墨，覆上纸，轻轻一刷，字和图就印在纸上了。一个熟练的工匠，一天可以印2000张纸。

史书上记载最早的雕版书，是唐太宗时刻印的长孙皇后写的《女则》。玄奘和尚也让人大量雕印菩萨像，散发出去。唐朝著名的诗人白居易的诗被雕印出卖，朝鲜和日本人也抢着买。835年（太和九年），唐文宗下令禁止民间私自雕印历书，说明当时印刷术的应用已经相当广泛。唐朝末年的柳砒，记载他于883年（中和三年）在成都书铺里看到许多雕版印刷的书，有阴阳占梦等迷信书籍，有杂记，也有关于“字书小学”的读物等等。

唐朝雕版印刷的原木，多已失散。

宋朝时候，雕版印刷术更为发展。南宋刻书的中心，除京城临安外，还有四川的成都、眉山和福建的建宁等城市，连偏远的海南岛也刻印了医书。北方的辽、金和西夏，也先后采用雕版印刷。宋朝雕印的书籍，现在知道的就有700多种，而且字体优美，纸墨精良。后世把宋版书作为古代书籍中的珍品来保存。

雕版印刷术发明以后，逐步传播到国外，这是中国对世界文化发展的伟大贡献。唐朝时候，朝鲜和日本来我国的留学生，学到许多工艺技术，包括印刷技术。在日本，至今还留存着雕印本的《陀罗尼经》，据说印于770年（日本宝龟元年），印数相当多。刻工和印刷的技术很像初学。日本学者认为这个经书的印刷，是由中国传去的。日本大规模的雕印事业是在17世纪以后才发展起来。12世纪，我国的雕版印刷术传到了埃及。欧洲直到14世纪末，才开始有雕版印刷品。印刷的方法、程序和我国相同，说明欧洲的印刷术很可能是在我国的影响下产生的。

7　神奇的四大发明

九百多年以前，在烟波浩渺的长江上，发生了一场激烈的炮战：浓烟滚滚、炮声隆隆，金国的水军在火炮的轰击之下纷纷沉入江中。

在世界文明史上，占有最重要地位的成果，就是中国古代的四大发明了。可以毫不夸张地说，没有中国古代的四大发明，就没有现代科学宏伟壮丽的大厦。指南针、火药、造纸和活字印刷术，为近代自然科学的发展提供了最重要的技术，为世界文明与进步奠定了最坚实的基础。英国学者弗兰西斯·培根早在十七世纪就认为指南针、火药和活字印刷术的发明：“改变了整个世界的面貌和事物的状况。”

（1）克敌制胜的火药

公元1161年的一天，在宽阔的长江江面上，发生了一场激战。金国的统帅完颜亮统领着60万大军向南宋发动了进攻，准备一举渡过长江，灭亡南宋。当金国的水军在采石一带开始强渡长江的时候，遇到了宋朝水军爆炸火器的猛烈攻击。宋军的战船在快接近金国战船的时候，立即施放霹雳炮轰击金军，只见一个又一个大火球先升入空中，然后又落到了金军的战船上。一霎时，炮声隆隆、浓烟滚滚，随着剧烈的燃烧和爆炸，金国的战船纷纷起火燃烧，焦头烂额的水兵纷纷落水而死，宋军大获全胜。

这场发生在800多年前的战斗，就是今天现代化大海战的一次预演，也是人类历史上第一次使用火药制成的爆炸性武器进行的水面战斗。

火药是我国古代四大发明中最重要的一项发明，也是中华民族对人类文明作出的最重要的贡献。正是火药的发明和应用，使得欧洲的资产阶级用大炮轰开了封建领主的城堡，进入了资本主义社会。

火药最初是谁发明的已经无从查考了，甚至连发明的具体年代，也已经无法弄清了。但是，有一点是可以肯定的，火药是中国人发明的，是我国古代的炼丹家们最先发现的。

火药的成分主要是硫黄、硝石和木炭。在早期的炼丹著作中，如魏伯阳的《周易参同契》、葛洪的《抱朴子内篇》中，硫黄、硝石都是炼丹的重要原料，至于木炭更是炼丹家们不可缺少的东西。由于炼丹总离不开这三样东西，因此，可能不只一个炼丹家在无意中把这三样物质混到了一起在加热时发生过爆炸。今天，人们只知道“火药”二字来源于炼丹术士，因为这种会爆炸的“药”就是从炼丹家们在炼他们的“丹药”时发现的，所以就叫成了“火药”。但是，却没有人知道是谁第一个发现火药的。原因很简单：为了保密，炼丹家们的著作都是用隐语写成的，因此，直到今天也找不到那个最先“挨炸”的炼丹家了。

现存最早的关于火药的记载是唐代著名的医学家、药物学家孙思邈。在孙思邈的丹经中明确记载着：把硫黄、硝石放在一起烧炼的时候，如果有木炭掉进去就可能发生爆炸。到了唐代晚期，火药已经成了炼丹家们献给军事家们克敌制胜的法宝了。我国是世界上最早使用火药武器的国家，在公元904年唐朝末期地方势力之间的相互攻击中，第一次使用了一种名叫“发机飞火”的武器。到了北宋时期用火药制成的各种武器，如火药箭、火球、神火飞鸦等已被广泛应用到军事上，在宋朝抵抗北方金国的进攻中多次使用火药、火器等取得战争的胜利。在公元1126年著名的开封保卫战中，宋朝的守军在李纲在率领下，使用一种名为“霹雳炮”的爆炸性火药武器，让进攻的金兵吃尽了苦头，死伤惨重。到了南宋时期，用火药制成的爆炸性火器无论在陆战中还是在水战中都已经成了克敌制胜的有力武器了。

现在保存在中国历史博物馆的一门公元1332年铸造的铜质火炮，是目前发现的全世界最早的火炮。

到了十三世纪中叶，西征的蒙古大军把从宋朝学到的制造火药和火药武器的方法传播到了阿拉伯国家。大约到了13世纪末欧洲人才通过阿拉伯人的著作了解到火药的制作方法。后来十字军在东征的过程中，同当年的金军一样，吃尽了阿拉伯人的火药武器的苦头，最后终于学会了爆炸性火药武器的制造方法，但是，这时中国人发明火药已经800～900年了。

（2）航海中的指南针

指南针的发明，同火药的发明十分相似，今天已经不可能详细考察了。早在战国时期，我国就有了关于使用磁石确定方向的记载了。当时用磁石所做的指示方向的工具叫做“司南”。

到了宋朝，人们已经学会了用钢铁制造人工磁铁的方法。

最早发明的是指南鱼，有两种制法：一是把薄钢片剪成一个鱼形的小船，然后烧红了顺南北方向放到地面上，受大地磁场感应变成人造磁铁，再把这小磁钢鱼片放到水面上，就可以灵活地指向南极了。二是用磁石去磨针尖，然后用线把针吊起来，针尖就会指向南方。这种方法既简便又有效，为具有实用价值的指南针的出现，创造了重要的技术条件。

到了南宋时期，指南针的制造已经相当科学了。人们把指南针涂上腊，然后用一根蚕丝悬挂在一个木架上，并在下面放一个标有方位的圆盘，这样，在静止时指南针就会精确地指向南北了。这就是著名的“缕悬法指南针”。

宋代，我国的海外贸易非常发达，指南针在航海事业中得到广泛应用。在茫茫的大海上，水天一色，碧波万顷，如何辨别方向，一直是一个十分重要的问题。但是，有了指南针，一切就都好办了，人们再也不用担心在茫茫的大海上迷失方向了。我国是发明指南针的国家，也是世界上最早把指南针用于航海的国家。宋代的航船在航海时，白天看太阳，晚上看星星，碰到阴天，太阳、星星都看不见了，就得完全依靠指南针了。在北宋徐竞著的《宣和奉使高丽图经》一书中，有过十分生动的记载：在茫茫的大海上，水深如碧，起风后，波涛起伏，浪花汹涌。晚上，大洋中不能停船，只能看着星星前进，如果碰上阴天，就用指南浮针辨认方向。

航海也促进了指南针的发展。到了南宋时期，指南针的制造越来越高明了，已经出现了最早的罗盘。这种罗盘式的指南针已经开始把划分方位的装置和指南针组装在一起了，其精确度有了很大的提高。到了元代，人们已经不再依靠太阳和星星来辨别方向了，无论是阴天还是晴天都用指南针来导航了。

宋代，由于航海事业十分发达，我国的泉州、广州都是当时世界上最大的商业港口。世界各国来我国做生意的相当多，尤其是波斯和阿拉伯的商人来得最多。随着频繁的经济交流和文化交流，我国的指南针制造技术逐渐先由海上传到了阿拉伯和波斯，以后又从这些地方传到了西方。到了公元13世纪，欧洲终于也在航海中使用指南针了。

如果说，中国火药的传入，使得欧洲结束了封建领主的反动统治，那么，中国指南针的传入，则为哥伦布发现美洲和麦哲伦的环球航行提供了最重要的技术条件。

（3）先进的造纸和活字印刷术

在中国古代的四大发明中，对文化和科学的传播来说最重要的就是造纸和活字印刷术了。

造纸是东汉末年蔡伦进行改进后发展起来的，最早是谁发明的也无从考察。到了宋代已经达到了十分精湛的程度，然而，活字印刷术则一直到了宋代才发明出来。与造纸术、指南针、火药的发明完全不同，活字印刷术的发明者可以确定为北宋末年的平民毕昇。

据记载，我国劳动人民大约在公元六世纪末～七世纪初的隋唐时期就已发明了世界最早的印刷术——雕版印刷术。到了宋代，毕昇在雕版印刷的基础上发明了著名的活字印刷术。

毕昇是一个印刷工，他早就在工作中发现了雕版印刷不太方便，雕好的版只能用一次。于是，他首先试验用一个一个的木质单字来印刷书，但是，他失败了。因为小块的木字粘在一起后，要分散开第二次再用也很不容易，而且，木块的纹理疏密不一样，吸水后胀的程度也不一样，这样一来就使得版面变得高低不平，印刷效果很差。毕昇日思夜想，一直也没有想出一个好办法。

有一天，毕昇坐在灶前，帮妻子做饭，他一边烧火，一边嘴里念叨着：“怎样才能找到既不吸水，又可以刻字的东西呢？”妻子指着旁边的瓦罐说：“这不就是不吸水的东西吗？可就是不能刻字。”一句话提醒了毕昇。他立即跑到附近的一个窑场，在烧窑工人的帮助下，用胶泥制成了一些刻成字的小土坯。然后放在窑里烧成了一个个很硬的单字。接着，他又按照书本的大小，准备了一块铁板，在铁板上面放了松香和蜡，然后拿一个铁框子放到铁板上，在铁框里排满了他烧出来的泥字，放在火上烤，等板上的松香和蜡开始溶化时，就用一块平板在活字上面压一下，把字压平，于是，一块活字版就排好了。这时，在上面涂上墨就可以印刷了。一页书全印完后，把铁板再烤一下，使板上松香和蜡重新溶化，然后用手轻轻一拨拉，活字便一个个掉了下来，准备重新使用。为了提高效率，毕昇准备了两块铁板交替进行排和印，大大地提高了书的印刷速度。

毕昇发明的活字印刷术和我们今天的印刷术比起来，自然显得有些原始和落后，但是他发明的活字印刷术，已经具备了现代印刷技术的主要功能，因此是世界印刷史上的一次巨大的革命，对促进世界文化的交流与传播起了巨大的推动作用。

自隋唐以来，由于中央集权的加强，对自然科学的发展并不重视，所以盛唐时期最发达的是文学，最不发达的是科学。北宋前期，在自然科学上也建树甚微。直到北宋晚期和末元时代才产生了像沈括、郭守敬这样伟大的自然科学家及秦九韵、李治、杨辉、朱世杰这样的数学巨匠，科学也才重新到达了辉煌的顶峰。

历史上对秦皇、汉武、唐宗、宋祖的评价都是站在统治阶级的立场上评价的。其实，他们的功绩只不过是建立了大一统的、巩固的封建专制统治，而对于中华民族文明的发展，尤其是对于自然科学的发展来说，并没有起什么好作用。

8　古老战争的产物

在火药尚未传入西方之前，军队作战时用种种方法向敌军投掷物体。其中最有力的是古希腊人使用的弩炮。它的样子像安在架子上的一张巨弩，能把2千克多重的木箭射到460米以外的地方。大约公元537年，在罗马围城时，哥特人的首领被弩炮射出的箭钉到树上。三个世纪之后，当巴黎被北欧海盗包围时，有一枝箭连续贯穿了三个海盗。

和弩炮互为补充的是石弩。它把投掷物吊高打出，类似今日的迫击炮。石弩有一个杠杆臂，臂的一头有个能装东西的杯状物。石弩的机械力量在于它的能把臂往回拉的有弹性的绳子或绳子绕组。绳子是由动物的腿、生牛皮或头发制成的，头发的弹性更为好些。使用时士兵们转动辘轳，使绳子扭紧，把杠杆臂向后拉，然后突然释放，于是杠杆臂反弹，将投掷物投射出去。

弩炮和石弩是12世纪前的战争武器。到了12世纪，又有一种新的战争机械——投石机——投入使用。投石机跟石弩有些相似，只是它使用衡重体而非转距来提供冲力。有的投石机非常大，投掷臂长达15米，衡重体重达10吨，能把136千克重的巨石投掷到550米外的地方。

石头不是唯一能投掷的物体。远在公元前400年，液体火罐就用于战争了。到了公元7世纪，凝固汽油弹的前驱，被称为希腊火的武器投入使用，它是硫磺、石油和生石灰的混合物。它最使人惊恐的性能是，水只会使它烧得更猛。在中世纪早期，希腊火被认为是登峰造极的武器。公元717年，它的恐怖力量被尼奥三世用于征服君士坦丁堡。

还有一种更为歹毒的吓唬敌人的战术。作战的一方有时用投石机把敌人的死尸或活的囚犯投掷到敌方营垒中去；也有的是投掷燃烧着的腐烂马尸，希望借此达到散布瘟疫的目的。1422年，在卡罗尔斯坦的围城中，敌方向城里的守军投掷了200车粪便。

有据可查的最后一次使用投石机，是在1480年的罗得岛围城战。当时，土耳其人调来了重炮，猛击守军的防御工事。在绝望中挣扎的基督徒们造了一具投石机，用它打哑了土耳其人的大炮。

13世纪时，黑色火药传入西方，投石机的时代过去了。

9　地理学中的一桩秘案

南极洲在世界七大洲中是被人们发现得最晚的大陆。尽管早在公元前6世纪，古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯就依据当时流行的“对称美”的观念，天才地精测到“南半球必定有一些大块陆地存在，以与北半球的那些大陆相对称”。然而这毕竟是人们对南极大陆的“合理想像”。

公元2世纪时，希腊地球学家托勒密在其专著《地理学》一书中则断言：地球的南半球是和亚洲、非洲相连接的大陆块，浩瀚的非洲大沙漠应该一直延伸到南极地带。这一权威论断直到15世纪末、16世纪初人们完成了三次著名的冒险远航后才被打破。但是由于大块浮冰区和冰山的重重包围，也由于恶劣的气候条件，使人们对南极洲的认识十分艰难。

直到1675年，英国人安东尼奥·德、拉·罗奇在一次航行中偶然发现了南乔治亚岛，南极洲才首次进入人类的视野。又过了100年，英国著名航海家詹姆斯·库克在给英国海军部的报告中描述了他的南极探险。他的考察船曾到达南纬71°10″，这里距南极大陆海岸仅200公里，但是在风暴和浮冰的阻隔下，他们终于未能登陆。由此他在报告中断言：“我已在这样高的纬度完成了对南半球海洋的环行，并已达到了不可能有大陆存在的地步，至少是探险家们所示接近的顶点。”可见，在19世纪之前人类对南极这块神秘大陆的认识是十分贫乏的，甚至可以说是完全无知的。

可是1956年，美国海军部文职人员、一位以研究旧海图见长的阿林顿·马勒里宣布，他在一份1513年绘制于羊皮纸上的古地图的摹本上发现了南极洲部分陆地。在这份地图的下方用淡淡的颜色绘出了未被冰川覆盖的南极北端沿岸地区——莫德女王地，其地形特征与1949年人们测定的南极地形轮廓惊人地相似。这一重大发现引起学术界的极大震动：因为人们确切地知道，1895年1月，挪威船长伦纳德·克里斯坦森领导的考察组在阿德尔角登陆成功，这是人类第一次脚踏南极大陆的实地。1933～1955年，美国著名探险家理查德·伯德才使用船只和飞机对南极大陆120万平方公里的土地及其周围水域进行了勘探和测绘，1934～1941年间再次对太平洋海岸线进行了标界，对从罗斯海到威得尔海之间200万平方公里的未知地区作了考察。那么，在此前400多年的古地图上怎么会有南极洲的地形图呢？

美国学者查理斯·哈普古德教授决心解开这个令人费解的谜。经查证，地图的绘制者是皮里·雷伊斯。他原是一名颇有名气的海盗，后来效力于苏莱曼一世的远航船队。在地图的说明中他声称，绘制这幅地图时他参考了20份海图。于是哈普古德着手搜寻皮里·雷伊斯同时代及其以前人绘制的地图和海图。其间，哈普古德教授又有了一个惊人的发现：在一位名叫奥伦狄奥斯·菲南乌斯绘制于1531年的地图上，他清楚地看到与北极遥遥相对的南极，其大陆形状几乎同现代地图绘制的一样准确。该地图上的莫德女王地与皮里·雷伊斯地图相同，所不同的是这份图上的南极大陆地形中有突兀而起的山峦和奔流入海的河流。

真是旧谜未解新谜又生：地理学家的研究早已证明，地球冰川时期最后阶段结束于大约公元前1万年。其时南极洲的冰川曾向北延伸到今天的阿根廷的巴塔戈尼亚地区。即使现在冰川已收缩至南极洲大陆架一带，整个南极大陆仍几乎全被冰川覆盖，何来奔涌的河流和无冻的海域呢？

大惑不解的哈普古德教授不想轻率断言这是地图作者的意想之作。经过格外缜密的考察和研究，教授了解到，南极洲边缘罗斯海的海底岩层是南极冰川时期以前，经河水冲刷入海沉积而致。这些沉积物已愈万年，最晚的是五千年左右。他的考察和研究还证实，公元前3世纪初，在埃及托勒密王朝时代，亚历山大城的博学园曾是收藏和研究古代航海地图、日志、文物和史料的中心。只是当罗马的恺撒入侵埃及后，博学园毁于战火，许多珍藏的古代地图及其摹本或散乱丢失，或被转移到拜占庭帝国。而当1204年威尼斯人攻占拜占庭时，一部分地图又被掠往欧洲。据此，哈普古德教授在1966年正式出版一本名为《古代海王地图》的专著，就南极洲古地图之谜他作出如下推断：早在史前时代可能就有人绘制出南极大陆绿洲时期的地形地貌图，这些图是远古时代一些富有探险精神的航海家根据实际情况绘制的。1513年皮里·雷伊斯绘制的地图是参照了藏于拜占庭帝国君士坦丁堡王宫或图书馆内的古地图和摹本。这是对南极洲古地图之谜的一种言之成理的破解。

这一观点在学术界引起又一次震动。赞成者认为，据此现代人应对远古时代人类的航海能力和范围以及他们对世界的认识作出全新的评价。反对者更不乏其人。他们指出，哈普古德的推断虽然言之成理，但却持之无据。他的书中推测性的论点过多，却提不出令人信服的证据确凿证明史前时代即有人绘制了世界地图。他们诘问道：如果史前时代就有过南极绿洲时代的地形地貌图，它们又能奇迹般地流传到皮里·雷伊斯生活的时代，那么为什么现在这些史前地图或摹本又都消失得无影无踪了呢？这确实颇让教授难以对答。

于是，20世纪70年代初一位想像力异常丰富的瑞士业余考古工作者埃里奇·冯·丹尼肯提出，皮里·雷伊斯的地图是描摹了太空拍摄的一幅照片。这幅照片是外星人从他们空间站俯视地球时拍下的。这一大胆的假设更难得到确切的求证了，而且一些学者轻而易举地推翻了这一说法。因为据说是照片翻版的皮里·雷伊斯地图上所绘制的许多地方，其地理位置就与实际不符。即便有人再用沧海桑田、板块漂移之类的说法予以解释，恐怕也难令人信服。

但是这样一来，对早在人们探测南极大陆及其海域400多年前，就有人绘出南极大陆的古地图又怎么解释呢？看来猜测、争论及至考察、研究还将继续下去。

10　非凡的实用技术

在加利福尼亚的一个实验室里，10个男女躺在像巨大的瓶子一样的密封容器中。他们被注入防冻剂，包上铝箔，浸在温度为-196℃度的液氮里。这些人已死去多年，但也许将来会获得新生。他们选择这种奇特的埋葬方式，是希望在将来当医学科学的发展远超过今天的水平时，他们能从低温快速冷冻状态中解冻，并治愈致他们于死的疾病。

这些人生前是人体冷冻学的倡导者。人体冷冻的生存实践给他们带来了未来再生的希望。人体冷冻学是低温学这一生产和使用极低温度的科学的分支。18世纪以来，这个物理学的分支取得了稳定的发展。也许有一天，它能使人类登上遥远的星球，并找到取之不尽、用之不竭的廉价能源。

首例已知的低温学实验是在1626年，英国哲学家弗朗西斯·培根把一只鸡塞满了雪，以便观察保鲜效果。不幸的是，他取雪时着了凉，不久就去世了。

19世纪和20世纪初，科学家发现气体在低温下会变成液体。如果把过冷的液体泼到金属上，金属就会变脆，在榔头的击打下会碎成粉末。在这种状态下，金属的导电性能更好。

这个发现许多年来没有得到运用。随着太空时代的到来，人类的太空旅行对火箭携带的燃料提出了要求。低温学解决了这个问题。氢、氧和氮在液态时都可以作为火箭的燃料。不仅如此，人们在试验中还发现它们有更多的用途。

（1）接近绝对零度

意义最为深远的发现是，用液态气体把金属冷却到接近绝对零度（-273℃）这个目前已知的宇宙中最低温度。在这种状态下，所有分子的活动都停止了。

低温冷冻在食品工业中得到了广泛的运用。使用液氮来使鲜鱼进入冷冻状况，远快于常规的冷藏方法，而且味道保持得更好。如今，肉、水产品和粮食都是用这种方法保鲜的。血液也是如此。在低温状态下，血液可以无限期保存。如果先把防冻剂注入血液，然后快速冷冻到-196℃，血细胞是不会受到破坏的。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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