科学创造生活(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：李牧皖

出版社：辽海出版社

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科学创造生活试读：

前言

科普知识数不胜数，但采用广大读者喜闻乐见的存在于广泛科学事件中富于启发性的小故事来传达科学的精神和思想，就能对我们广大读者产生共鸣和启迪，就能培养我们的科学兴趣和爱好。

科学是人类进步的第一推动力，而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代，社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高，为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机，大力普及科学知识，传播科学精神，提高青少年的科学素质，是我们全社会的重要课题。

科学教育，是提高青少年素质的重要因素，是现代教育的核心，这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能，更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。

科学教育，让广大青少年树立这样一个牢固的信念：科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象，研究和掌握新规律，它是创造性的，它又是在不懈地追求真理，需要我们不断地努力奋斗。

在新的世纪，随着高科技领域新技术的不断发展，为我们的科普教育提供了一个广阔的天地。纵观人类文明史的发展，科学技术的每一次重大突破，都会引起生产力的深刻变革和人类社会的巨大进步。随着科学技术日益渗透于经济发展和社会生活的各个领域，成为推动现代社会发展的最活跃因素，并且是现代社会进步的决定性力量。发达国家经济的增长点、现代化的战争、通讯传媒事业的日益发达，处处都体现出高科技的威力，同时也迅速地改变着人们的传统观念，使得人们对于科学知识充满了强烈渴求。

对迅猛发展的高新科学技术知识的普及，不仅可以使青少年了解当今科技发展的现状，而且可以使之从小树立崇高的理想：学好科学知识，长大为人类文明作出自己应有的贡献。

为此，我们特别编辑了这套“科学百家讲坛文库”，主要包括《科学创造万物》、《科学创造生活》、《科学创造精彩》、《科学创造未来》、《科学创造无限》、《科学走向太空》、《科学解密地球》、《科学揭晓自然》、《科学关注健康》、《科学警告生存》共10册。本套书将科学与故事结合起来，大到天文地理，小到生活琐事，都能告诉我们一个科学的小道理，具有很强的可读性、启发性和知识性，是我们广大读者了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科普读物，也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

一.生活科技之最

最早提出剩余定理的人

具有重大意义的是卷下第26题，载有“物不知数”问题，在世界上最早提出了剩余定理：“今有物不知其数，三三数之剩五，五五数之剩三，七七数之剩二，问物几何？”意思是，有一批对象，不知道它的数目，3个3个地数最后剩2个，5个5个地数最后剩3个，7个7个地数最后剩2个，问这批物件一共是多少？显然，这相当于求不定方程组：N=3x+2，N=5y+3，N=7z+2，它的正整数解N，或用现代《孙子算经》数论符号表示，等价于解一次同余组。可是，《孙子算经》没有采取简单的方法试算，而是指出了科学的剩余计算方法：三三数之，取数70，与余数二相乘；五五数之，取数21，与余数三相乘；七七数之，取数15，与余数二相乘。将诸乘积相加，然后减去105的倍数。列成算式就是：N=70×2+21×3+15×2-2×105，答案是N=23。

孙子算法的关键，在于70、21、15这三个数的确定。明代《算法统宗》中的“孙子歌”（三人同行七十稀，五树梅花廿一枝，七子团圆正半月，除百令五便得知）中也暗指了这三个关键的数字。《孙子算经》虽然没有说明这三个数的来历，但其列出的式子完全符合现代数论中著名的剩余定理的计算。“物不知数”问题，后经南宋数学家秦九韶于公元13世纪中叶研究发展为“一次同余式理论”，而欧洲德国数学家高斯研究出同一定理时，已经是公元19世纪初的事情了。公元1852年，英国基督教士伟烈亚士（1815～1887年）将《孙子算经》“物不知数”问题的解法传到欧洲。公元1874年，马蒂生指出孙子的解法符合高斯的定理，从而在西方的数学史里将这一个定理称为“中国的剩余定理”。

最早提出勾股定理的人

勾股定理在西方被称为毕达哥拉斯定理，相传是古希腊数学家兼哲学家毕达哥拉斯于公元前550年首先发现的。其实，我国古代得到人民对这一数学定理的发现和应用，远比毕达哥拉斯早得多。如果说大禹治水因年代久远而无法确切考证的话，那么周公与商高的对话则可以确定在公元前1100年左右的西周时期，比毕达哥拉斯要早了500多年。中国古代的数学、天文著作《周髀算经》，采用周公与商高对话的形式，对战国以前的数学成就作了很好的科学总结。其中的《勾股章》里，周公问商高古代伏羲是如何确定天球的度数的？天是不能用梯子攀登的，也无法用尺子衡量，数是从哪里得来的呢？商高回答：数的艺术是从研究圆形和方形开始的，圆形是由方形产生的，而方形又是同折成直解的矩尺产生的。在研究矩形前需要知道九九口诀，设想把一个矩形沿对解线切开，把勾和股分别自乘，然后把它们的积加起来，再进行开方，便可以得《周髀算经》到弦。

商高即说当直角三角形的两条直角边分别为3（短边）和4（长边）时，径隅（就是弦）则为5。以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”。由于勾股定理的内容最早见于商高的话中，所以人们就把这个定理叫作“商高定理”。也即是“勾股定理”。

中国古代的数学家们不仅很早就发现并应用勾股定理，而且很早就尝试对勾股定理作理论的证明。最早对勾股定理进行证明的，是三国时期吴国的数学家赵爽。赵爽创制了一幅“勾股圆方图”，用形数结合得到方法，给出了勾股定理的详细证明。他用几何图形的截、割、拼、补来证明代数式之间的恒等关系，既具严密性，又具直观性，为中国古代以形证数、形数统一、代数和几何紧密结合、互不可分的独特风格树立了一个典范。

这个定理在中国又称为“商高定理”，在外国称为“毕达哥拉斯定理”。为什么一个定理有这么多名称呢？毕达哥拉斯是古希腊数学家，他是公元前5世纪的人，比商高晚出生500多年。希腊另一位数学家欧几里德在编著《几何原本》时，认为这个定理是毕达哥达斯最早发现的，所以他就把这个定理称为“毕达哥拉斯定理”，以后就流传开了。

对浮力原理和光直线传播的最早认识

书中说：“荆（形）之大，其沈（沉）浅也，说在具（衡）。”意思是形体大的物体，在水中沉下的部分很浅，这是平衡的道理。书中又说：“沈（沉）、荆（形）之具（衡）也，则沈（沉）浅，非荆（形）浅也。若易五之一。”意思是浮体沉浸在水中的部分能和浮体保持平衡，浮体沉得浅，并不是因为浮体本身矮浅（而是浮体与水之间存在着比重关系），好像集市上的商品交易，一件商品可以换取五件别的商品。

这里，《墨经》在文字表述上有一个缺点，就是没有看到浮体沉浸水中的部分正是这个物体所排开的液体，所排开的液体重量恰好等于浮力；是浮力与浮体平衡，而不是沉浸在水中的部分浮体和整个浮体平衡。虽然如此，从书中对浮力原理的朴素直观的描述，我们仍可以看到，它已经懂得浮体沉浸在水中的部分（即它所排开的液体）和浮体的关系，这同后来希腊学者阿基米德所建立的浮力原理是相符的。

古代人民从大量的观察事实中认识到光是沿直线传播的，《墨经》中也有对光直线传播所作的最早的解释。实验的情况是：在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔，人对着小孔站在屋外，在阳光照射下，屋里相对的墙上就出现了一个倒立的人影。对此， 《墨经》解释道： “光之煦（照）人若射。下者之人也高，高者之人也下。”意思是说光穿过小孔如同射箭一样，是直线行进的，人的头部遮住了上面来的光，成影在下边，人的足部遮住了下面来的光，成影在上边，于是便形成了倒立的影。这段话科学地解墨子释了光的直线传播原理，阐述了小孔成像的现象。墨家所做的这个实验，是世界上第一个小孔成倒像的实验。和墨翟差不多同时代的希腊帕拉图学派，虽然也认识到了光的直反射，但他们提出的光学理论比《墨经》晚，水平也没有超过《墨经》。

此外，墨家还运用光的直线传播原理，第一次解释了物和影的关系。《墨经》中说：“景（影）不徙，说在改为……光至，景亡；若在，尽古息。”其意是在某一特定的瞬间，运动物体的影子是不动的，运动物体的影子看起来在移动，是旧影不断消失，新影不断产生的结果。书中又说： “景二，说在重……二光，夹；一光，一。光者（堵），景也。”这是对本影与半影现象的解释。其意是一个物体有两个影子，是因为它受到双重光源的照射。当两个光源同时照射一个物体时，就有两个半影夹持着一个本影；当一个光源照射物体时，则只有一个影子。光被遮挡之处即生成影子。

历史最悠久的文字

汉字是世界上历史最悠久的文字。

从目前的考古资料来看，汉字在距今约4000年前的夏代初期就出现了。到了商代，汉字已经比较成熟而系统。西周时，汉字字体渐趋方整，已有向规范化发展的趋势了。战国时期各诸侯国割据称雄，语言差异很大，汉字的形体也很不一样。秦始皇统一中国后，李斯整理小篆，“书同文”的历史从此开始。这是汉字发展史上的一个里程碑，为今天的方块汉字奠定了基础。

东汉许慎在《说文解字》中将汉字构造规律概括为“六书”：象形、指事、会意、形甲骨文声、转注、假借。其中，象形、指事、会意、形声四项为造字原理，是“造字法”；而转注、假借则为用字规律，是“用字法”。以后，汉字在不妨碍达意的前提下，本着书写简便的原则，经历了小篆、隶书、楷书的演变发展过程。

文字学上把小篆以前的汉字称为古文字，隶书以后的汉字称为近代文字。至今我国印刷的书籍报刊，基本上还都使用由楷书演变而来的“宋体字”，而写起来方便省事、容易辨认的行书，则成为今天应用最广的一种手写体。

3000余年来，汉字的书写方式变化不大，使得后人得以阅读古文而没有阻碍。但近代西方文明进入东方后，整个汉字文化圈的各个国家纷纷掀起了学习西方的思潮，放弃使用汉字是其中重要方面。又由于汉字书写复杂，“汉字落后论”的说法存在了很长时间，并有“汉字拉丁化”甚至废除汉字的推动行为。

但是，由于一个汉字一般具有多种含义，具有很强的组词能力，很多汉字还可独立成词，这使得汉字有极高的“使用效率”，2000个左右的常用字即可覆盖98%以上的书面表达方式。加之汉字表意文字的特性，汉字的阅读效率很高，具备比字母文字更高的信息密度。这些都使得汉字有着无与伦比、不可替代的地位。

中国是一个统一的多民族国家。除汉族外，一些少数民族如藏族、蒙古族、维吾尔族、朝鲜族等等，也有自己的文字。不过，这些文字的出现都比汉字晚，所以汉字是中国历史最悠久的文字。

世界上曾经有过两种最古老的文字：一是美索不达米亚地区的钉头文字，也叫楔形文字，产生于5500年前；二是埃及的象形文字，产生于4100年前。但是，钉头文字到了公元前4世纪就随着波斯王国的灭亡而消亡了，寿命仅3000年；埃及的象形文字到了公元5世纪也消亡了，寿命仅2700年。而汉字应用到今天，已经约4000年了！一种文字历史的存在，不仅要看它产生的时间早晚，还要看它流传的时间长短。因此，说汉字是世界上历史最悠久的文字，是恰如其分的。

最早的地震仪

记录地震波的仪器称为地震仪，它能客观而及时地将地面的振动记录下来。其基本原理是利用一件悬挂的重物的惯性，地震发生时地面振动而它保持不动。由地震仪记录下来的震动是一条具有不同起伏幅度的曲线，称为地震谱。曲线起伏幅度与地震波引起地面振动的振幅相应，它标志着地震的强烈程度。从地震谱可以清楚地辨别出各类震波的效应。纵波与横波到达同一地震台张衡像的时间差，即时差与震中离地震台的距离成正比，离震中越远，时差越大。由此规律即可求出震中离地震台的距离，即震中距。东汉时张衡发明的地动仪，是世界上最早的观测地震的仪器。

东汉时期，地震频繁，据《后汉书·五行志》记载，自和帝永元四年到安帝延光四年（92～125年）的三十多年间，较大的地震就发生了26次，给人民的生命财产造成了巨大损失。为了掌握全国各地的地震动态，张衡在前人积累的地震知识基础上，经过多年研究，终于在阳嘉元年（132年）成功地制造出地动仪。《后汉书·张衡传》记载：“地动仪以精铜制成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊（酒坛）。”仪器里面，中央竖立着一根上粗下细的铜柱（相当于一种倒立型的震摆），叫做“都柱”。都柱周围有八条通道，称为“八道”，八道是与仪体相连接的八个方向候风地动仪的八组杠杆机械。仪体外部相应地铸有八条龙，头朝下、尾朝上，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。每个龙头的嘴里都衔着一个小铜球，每个龙头下面均蹲着一只铜制的、昂头张口准备承接小铜球的蟾蜍。一旦发生强烈地震，都柱便因震动而失去平衡，倒向地震发生的方向，从而触动八道中的一道，使相应的那条龙嘴张开，小铜球即落入铜蟾蜍口中，发出很大声响，这样人们就会知道在什么时间什么方位发生了地震。

顺帝永和三年（138年）二月初三那天，安置在京城洛阳的地动仪，正对着西方的龙嘴突然张开，吐出了小铜球，激扬的响声，惊动了四周，人们纷纷议论，大地并没有震动，地震仪为什么会报震呢？大概是地震仪不灵吧？谁知过了没有几天，陇西（今甘肃省西部）发生地震的消息便传来了，于是人们“皆服其妙”。陇西距洛阳1000多里，地动仪能够准确地测知那里的地震，事实生动地证明了地震仪是何等的灵敏、何等的准确！

张衡创制地动仪，是世界地震学史上的一件大事，开创了人类使用科学仪器测报地震的历史，在人类同地震做斗争的历史上写下了光辉的一页。对此，长期以来中外科学家一直给予极高的评价，认为它是利用惯性原理设计制成的，能探测地震波的主冲方向。在科学技术还很落后的2世纪初能做到这一点，是极其难能可贵的。欧洲直到公元1880年才制造出地震仪，比中国晚了1700多年。

首创地质力学的人

20世纪20年代，中国地质学家李四光在世界上首创了地质力学。

李四光，中国地质事业的奠基者和领导人。他毕生从事地质科学的研究和教育事业，成就卓著，蜚声海内外，是中国冰川学研究的奠基人。他独创的地质力学理论，为中国的地质、石油勘探和建设事业做出了巨大贡献。

李四光，原名李仲揆，1889年出生于湖北省黄冈县一个贫寒人家。他自幼就读于其父李卓侯执教的私塾，14岁那年告别父母，独自一人来到武昌报考高等小学堂。在填写报名单时，他误将姓名栏当成年龄栏，写下了“十四”两个字，随即灵机一动将“十”改成“李”，后面又加了个“光”字，从此便以“李四光”传名于世。

1904年，李四光因学习成绩优异被选派到日本留学。他在日本接受了革命思想，成为孙中山领导的同盟会中年龄最小的会员。1910年，李四光从日本学成回国。武昌起义后，他被委任为湖北军政府理财部参议，后又当选为实业部部长。袁世凯上台后，革命党人受到排挤，李四光再次离开祖国，到英国伯明翰大学学习。1918年，获得硕士学位的李四光决意回国效力。途中，为了解十月革命后的俄国，还特地取道莫斯科。

从1920年起，李四光担任北京大学地质系教授、系主任，1928年又到南京担任中央研究院地质研究所所长，后当选为中国地质学会会长。他带领学生和研究人员常年奔波野外，跋山涉水，足迹遍布祖国的山川。他先后数次赴欧美讲学、参加学术会李四光议和考察地质构造。1949年秋，新中国成立在即，正在国外的李四光被邀请担任政协委员。回到新中国怀抱的李四光被委以重任，先后担任了地质部部长、中国科学院副院长、全国科联主席、全国政协副主席等职。他虽然年事已高，仍奋战在科学研究和国家建设的第一线，为我国的地质、石油勘探和建设事业做出了巨大贡献。1958年，李四光由何长工、张劲夫介绍加入了中国共产党，由一个民族民主主义者成为共产主义战士。60年代以后，李四光因过度劳累身体越来越差，还是以巨大的热情和精力投入到地震预测、预报以及地热的利用等工作中去。1971年4月29日，李四光因病逝世，享年82岁。

地质力学是介于地质学和力学之间的新兴边缘科学。地质力学理论认为，地壳上任何一种构造形迹，都反映了地应力的作用。这种地应力作用是研究地质力学、分析构造形迹特征以及它们之间内在联系的基础。李四光运用地质力学的原理，从运动的观点分析研究地壳构造与地壳运动的现象，探索地壳构造、地壳运动及矿产分布的规律，建立了“构造体系”这一地质力学的基本概念。从而开创了地质科学的新局面，使地质科学的发展进入了一个新阶段。

例如，李四光根据地质力学的原理，分析中国东部地区地质构造特点，认为整个新华夏体系就是“多字型构造体系”，它的三个沉降带既生油又储油，具有广阔的找油远景。从理论上否定了“中国贫油”论。后来大庆、胜利、大港、华北等大型油田的相继发现，完全证实了他的科学预见。地质力学研究各种类型构造体系的工作，对研究外生和内生矿产的形成和分布具有重大意义。因此，地质力学认为，对地壳构造和地壳运动规律的正确认识，是找矿和解决其他地质问题的关键。

此外，李四光还把地质力学应用于地震地质工作方面，强调在研究地质构造活动性的基础上，观测地应力的变化，为实现地震预报指明了方向。

最早利用热气流产生机械旋转的装置

出现在中国北宋时期的“走马灯”，是我国长期流行于民间，受到人民群众喜爱的玩具，是世界上最早利用热气流产生机械旋转的装置。

走马灯究竟起源于何时？众说纷纭。科学史研究者大都依据文学家范成大（1126～1193）的诗文记载，认为南宋时才有走马灯。范成大的诗集中有首记叙苏州正月十五上元节的诗，诗中描绘了千姿百态的灯。诸如飘升于天的孔明灯，在地上滚动的大滚灯，以及“转影骑纵横的走马灯”等。当时似无“走马灯”之名，诗人自注为“马骑灯”。诗人所记为淳熙十一年之事，即公元1184年。

其实，早在西汉时已有类似热气球原理的试验，后人制成孔明灯。考古时亦发现，东汉时类似走马灯叶轮（俗称伞）的装置，纸风车也已成为儿童玩具。唐代的灯具，有更奇异的“仙音烛”，即能够奏出动听音乐的灯烛。“其形状如高层露台，杂宝为之，花鸟皆玲珑。台上安烛，烛点燃，则玲珑者皆动，叮口当清妙。烛尽绝响，莫测其理”。我们知道，空气在燃烧受热后上升，冷空气进入补充，由此而产生空气对流。走马灯就是利用燃烧加热而上升的空气推动纸轮旋转而制成的。南宋姜夔在《白石道人诗集》中谈到走马灯时说：“纷纷铁马小回旋，幻出曹公大战车。”周密在《武林旧事》中记载道： “罗帛灯之类尤多，……若沙戏影灯（走马灯），马骑人物，旋转如飞……”走马灯的构造很简单。它是在一根主轴的上部横装一个叶轮，叶轮下面、主轴底部的近旁走马灯示意图安装一个烛座，蜡烛燃烧后，上方空气受热膨胀，密度降低，热空气即上升，而冷空气由下方进入补充，产生空气对流，从而推动叶轮旋转。在主轴的中部，沿水平方向横装四根铁丝，外贴纸剪的人马。夜间纸人纸马随着叶轮和主轴旋转，影子就投射到灯笼的纸（或纱）罩上，从外面看，就呈现出前面诗文中所说的“旋转如飞”的有趣表演。

走马灯的构造原理和现代的燃气涡轮机是相同的，可以说，走马灯是燃气涡轮机的萌芽。欧洲在1550年发明了燃汽轮，用于烤肉，以后在工业革命中，燃汽轮得到发展，用于工业生产，产生巨大的革命性的后果。可惜的是，中国古代发现、利用了空气驱动的原理，制造玩具，但始终没有能进一步加以研究，使之在生产活动中加以应用。

最早对合金规律的认识

青铜是铜、锡等元素的合金，因其颜色青绿而得名。早在夏代，中国就已进入了青铜时代，商、周时期更冶铸了数量众多、工艺精良的青铜器，创造了举世闻名的灿烂的青铜文化。中国古代劳动人民在长期的青铜冶铸实践中，总结出配制铜锡合金的6条原则——“六齐”。“齐”同“剂”，是调剂、剂量的意思。六齐是世界上最早对合金规律的认识。

六齐见于春秋战国时期成书的《周礼·考工记》，原文是：“金有六齐：六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐：金锡半，谓之鉴燧之齐。”这里，“金有六齐”中的金指青铜，“几分其金”的金，经近人研究认为是指赤铜。照此解释，青铜中铜和锡的重量比在钟鼎之齐是6∶1；在斧斤之齐是5∶1；在戈戟之齐是4∶1；在大刃之齐是3∶1；在削杀矢之齐是5∶2；在鉴隧之齐是金一锡半，即2∶1。我们知道，青铜含锡量在17%（约1/6）左右，质坚而韧，音色较好，这正是铸钟鼎之类所需要的。大刃和削、杀、矢之类的兵器要求有较高的硬度，含锡量应比较高。斧、斤等工具和戈、戟等兵器需有一定韧性，所以含锡量应比大刃、削、杀、矢为低。鉴燧之齐含锡量高，是因为铜镜需要磨出光亮的表面和银白色金属光泽，还需要有较好的铸造性能以保证花纹细致。综上所述，可见六齐的基本精神与现代科学原理是相合的，它是合金配比的经验性科学总结。中国的青铜冶炼在世界上虽《周礼冬官考工记》然不是最早出现的，但是发展很快，后来居上。之所以如此，其中一个重要原因，就是很早认识了合金规律。

最早的舌诊专书

注意过自己的舌头吗？为什么舌头上有一片像苔藓一样的东西？而舌头的颜色又为什么常常改变？为什么有人舌嫩而有人舌硬？又为什么有时舌头上像缺了一点什么似的？这些都是属于中医舌诊所要回答的问题。舌诊是中医诊断学的重要组成部分，也是中医诊断疾病的重要依据之一。几千年来，舌诊已成为中国医学的特色之一。

早在中国殷代的甲骨文中，已有“贞疾舌”的记载，其中就含有诊断病舌的意思。公元前3～5世纪成书的《内经》中已有较多关于舌诊的记载。如关于舌苔之色，认为舌苔黄是属于体内有热。还有舌卷，为舌卷缩口内，不能外伸，认为是由于高热神昏。《难经》中也有一些舌诊记载。到了汉唐时代，张仲景创造《内经》了“舌胎”一词，并确立舌诊作为辨证论治的依据。以后《诸病源候论》、《中藏经》、《千金方》、《外台秘要》等书也提到一些舌诊的内容。到宋、金、元时期，《活人书》以有无口燥舌干来辨阴阳虚实，《小儿药证直诀》首创“舒舌”、“弄舌”的名称。但以上一些文献中所记载舌诊的内容都比较分散，中国最早的一本专门谈论舌诊的著作要算《敖氏伤寒金镜录》，这也是世界上最早的舌诊专书。

13世纪，有一个姓敖的人，他对舌诊进行了详细的研究，认真总结了当时察舌辨证的临床经验，写成《敖氏伤寒金镜录》一书。这本书的主要内容是讨论伤寒的舌诊。他在这本书中将各种舌象排列起来，绘成12幅图谱，并通过舌诊来论述证状。《敖氏伤寒金镜录》书成以后，限于当时条件，未能广为流行，以至现在已看不到原来的版本了。好在当时有个叫杜清碧的人，发现了这本书以后，自己动手绘了24幅舌象图，与原书12幅合为36幅，于公元1341年印刷出版。但由于印数不多，所以看到这本书的人也没有几个。

我们现在看到的《敖氏伤寒金镜录》，就是经杜清碧增补的版本。该书以伤寒为主，又写了一些内科以及其他疾病。主要根据舌色，分辨寒热虚实、内伤外感，记录了各舌色所主病证的治疗与方药。全书分36种舌色，每种舌色都附有图谱。这对于临床诊断时应用，确有一定指导意义。

到了明朝，一位著名医家薛己原封不动地将杜清碧增补的《敖氏伤寒金镜录》收入他的《薛氏医案》一书，《敖氏伤寒金镜录》方能借以广为流传。薛己对该书曾作过如下评论，他说：过去有本书叫《敖氏金镜录》，专门以舌色来诊断毛病，书中既画了各种舌色的状况，又详细地写出了各种舌色所主的病证，然后再分别记述了它们的方药。医生只要一翻这本书就一目了然，清清爽爽。虽然比不上张仲景写的书，但十分合乎张仲景的道理。可真是既深奥而又通俗，既合乎实用而又简明。

后来又有个叫申斗垣的写了一本《观舌心法》，将舌诊图谱增加到137幅；再后，有位张诞先与了一本《伤寒舌鉴》，又改为120幅。但从临床实际需要来看，正确认别36种舌苔，已能满足一般临床的要求了。所以，《敖氏伤寒金镜录》的价值实在比《观舌心法》、《伤寒舌鉴》等书要大。《敖氏伤寒金镜录》的作者是一个无名英雄，现在除了知道他姓敖以外，其他如名字、出身、籍贯等均无记载。而《敖氏伤寒金镜录》这本世界上最早的舌诊专著得以流传，还是依靠元朝杜清碧的修订、明朝薛己的收录。在古时候，一部书的写成固然很不容易，而得以流传下来就更不容易了。

中医的舌诊对西方医学也产生了较大的影响。西医诊断学也逐渐地重视舌质、舌苔的变化及舌的活动状态。譬如，甲状腺机能亢进患者，舌头伸出时常会发生震颤：肢端肥大症和粘液性水肿患者舌体肥大；低血色素贫血时，舌面平滑；核黄素缺乏时，舌上皮可有不规则隆起；猩红热病人舌头呈鲜红色，形如草莓。这些与中医诊断学认为人体重要脏器的疾病，均可在舌头上有所反应，可以通过舌诊了解病人的病情、变化和转归的道理相合。正因为中医舌诊很重要，所以世界上不少国家正在深入研究，他们通过舌萤光检查、舌印检查、舌的病理切片检查、舌的活体显微镜观察、刮舌涂片检查，以及各种生理、生化、血液流变学测定等等，探索舌诊的奥秘，让古老的中医舌诊对世界医学作出更大的贡献。

最早的职业病记载

谁都知道，汞就是水银，测寒热的体温计中不是有它吗？是的，汞与它的化合物的用途实在广泛。金属汞常可以用来制造气压计、各种仪表、水银灯，汞的合金可以用来镶牙，汞的化合物可以用于医药、毛纺，有机汞则可以制造多种杀虫剂。

汞的用途既然这么广泛，然而汞有很强的毒性，制造汞产品的工厂，如果没有适当的卫生防护措施，在这些工厂中的工人就可能发生汞中毒。金属汞或汞化合物的毒性，主要是通过呼吸道、消化道或有伤口的皮肤等三个途径发生的。人体内如果一次进入了较多量的汞，就会发生急性汞中毒。它的主要症状是：剧烈的腹痛、腹泻、尿闭，甚至导致死亡。人体内如果长期吸收少量汞，则又可发生慢性汞中毒。它的症状五花八门，比如头昏、头痛、疲倦，记忆力减退等，有时还可以看到口腔炎以及胃肠道症状。“水银震颤”与“水银兴奋”是汞中毒的最突出症状。水银震颤的主要症状为眼睑、口唇、手部肌肉等处有震颤现象。水银兴奋的主要症状为抑郁、敏感、迟钝、倦怠、失眠等。现代医学已将汞中毒的各种特征性症状作了较为详细的描述。

但世界上最早记载汞中毒特征性症状的是中国北宋（960～1127年）时的孔平仲。他在《谈苑》中说：“后苑银作镀金，为水银所熏，头手俱颤。卖饼家窥炉，目皆早昏。”这里所说的“头手俱颤”，不正是汞中李时珍的《本草纲目》毒的特征性症状吗？

汞中毒是职业病中的一种，而矽肺又是职业病中的另外一种。矽肺可以发生在许多职业中，比如从事制造玻璃、搪瓷、陶器、耐火材料以及石英粉碎、地质勘探、煤矿开采等许多工作，如果没有一定的防护措施，就可以长期吸入粉尘而引起矽肺。

关于矽肺，孔平仲在他的《谈苑》中就已作了介绍：“贾谷山采石人，石末伤肺，肺焦多死。”这里所谓“石末伤肺”，就是石末沉着病，属于矽肺范畴。

根据有关记载，孔平仲留在宋哲宗和宋微宗时做官，宋哲宗和宋徽宗在位时为公元1086年、1125年。所以孔平仲的《谈苑》是11世纪或12世纪时的著作，故中国最早记载职业病的时间当在12世纪以前。而世界上其他国家最早记载职业病的文宋应星的《天工开物》献为公元1483年、1541年间，由巴拉塞尔隆斯所作。不过巴拉塞尔隆斯只是对矿工的疾病作了偶尔的记录。一直到公元1700年，拉马志尼的《论手工业者的疾病》问世，才对职业病有了较为详细的论述。所以，中国最早记载职业病的文献要比世界上其他国家最早记载的文献早四五百年。

从北宋孔平仲最早对职业病记载以后，中国历代医家对职业病都进行了一定的研究，如李时珍的《本草纲目》（1596年），申拱震的《外科启玄》（1604年），宋应星的《天工开物》（1637年）等，都是中国早期研究职业病的一些较早的有关文献。

最早的麻醉剂

最早发明麻醉药是中国东汉时期的名医——华佗，不过当时的药名不是叫麻醉药，而是叫麻沸散。

华佗（145～208年），字元化，沛国谯（今安徽亳县）人。他是个民间医生，一生不愿做官，不愿追求名利富贵。朝廷征召他做官，地方举他当孝廉（汉朝选拔统治人才的科目之一，举为孝廉的人，往往被任命为“郎”官），他都拒绝了。他擅长内、外、妇、儿、针灸各科，尤精外科。创有称为“五禽戏”的保健体操。行医的足迹遍及今天的江苏、山东、河南、安徽的部分地区，治愈的病人很多。由于他医术高明和具有救死扶伤的精神，人们赞扬他为“神医”。建安十三年（208年）为曹操所害。

麻沸散是华佗创制的用于外科手术的麻醉药。《后汉书·华佗传》载：“若疾发结于内，针药所不能及者，乃令先以酒服麻沸散，既醉无所觉，因刳破腹背，抽割积聚。”华佗所创麻沸散的处方后来失传。传说系由曼陀罗花（也叫洋金花、风茄花）1斤、生草乌、香白芷、当归、川芎各4钱，南天星1钱，共6味药组成；另一说由羊踯躅3钱、茉莉花根1钱、当归3两、菖蒲3分组成。据后人考证，这些都不是华佗的原始处方。麻沸散的发明还有一个有趣的过程。魏、蜀、吴三国鼎立时，战争频繁，军队和老百姓受伤、生病的很多。华佗是当时最有名的医生，伤病人员都请他治疗。由于那时没有麻醉药，每当做手术时伤病员要忍受极大的痛苦。有一天，华佗为一个患烂肠痧的病人破腹开刀。由于病人的病情严重，华佗忙了几个时辰才把手术做完。手术做好后，华佗华佗像累得筋疲力尽。为了解除疲劳，他喝了些酒。华佗因劳累过度，加上空腹多饮了几杯，一下子喝的酩酊大醉。他的家人被吓坏了，用针灸针刺入中穴、百会穴、足三里，可是华佗没有什么反应，好像失去了知觉似的。家人摸他的脉搏，发现跳动正常，这时相信他真的醉了。过了两个时辰，华佗醒了过来。家人把刚才他喝醉后给他扎针的经过说了一遍。华佗听了大为惊奇：为什么给我扎针我不知道呢？难道说，喝醉酒能使人麻醉失去知觉吗？

几天以后，华佗作了几次试验，得出结论是：酒有麻醉人的作用。后来动手术时，华佗就叫人喝酒来减轻痛苦。可是有的手术时间长，刀口大，流血多，光用酒来麻醉还是不能解决问题。

后来华佗行医时又碰到一个奇怪的病人：病者牙关紧闭，口吐白沫，手攥拳，躺在地上不动弹。华佗上前看他神态，按他的脉搏，摸他的额头，一切都正常。他问患者过去患过什么疾病，患者的家人说：“他身体非常健壮，什么疾病都没有，就是今天《三国志》所载麻沸散误吃了几朵臭麻子花（又名洋金花），才得了这种病症的。”

华佗听了患者家人的介绍，连忙说道：“快找些臭麻子花拿来给我看看。”

患者的家人把一棵连花带果的臭麻子花送到华佗面前，华佗接过臭麻子花闻了闻，看了看，又摘朵花放在嘴里尝了尝，顿时觉得头晕目眩，满嘴发麻： “啊，好大的毒性呀！”

华佗用清凉解毒的办法治愈了这名患者，临走时，什么也没要，只要了一捆连花带果的臭麻子花。

从那天起，华佗开始对臭麻子花进行试验，他先尝叶，后尝花，然后再尝果根。实验结果表明，臭麻子果麻醉的效果很好。华佗到处走访了许多医生，收集了一些有麻醉作用的药物，经过多次不同配方的炮制，终于把麻醉药试制成功。他又把麻醉药和热酒配制，麻醉效果更好。因此，华佗给它起了个名字——麻沸散。

公元2世纪中国已用“麻沸散”全身麻醉进行剖腹手术。到19世纪中期欧美医生才开始施用麻醉药，比中国整整晚了1600多年。这无法比拟的创举，使中国医学一直遥居世界前茅。

最早的医学分科记载

商代，医和巫不分，治疗和迷信活动经常混在一起。到了西周（约公元前11世纪）时期，医药知识有了长足的进步，不但医、巫分开，而且医学进行了分科。这是世界上最早的医学分科。

商代有管理疾病的小臣。中国甲骨文专家胡厚宣先生释“小疾臣”，认为这种职官既医治疾病，也从事医疗管理工作。它是中国文字迄今所见最早的医官。

周代医官是继承了商代医官发展而来的。《周礼·天官》将宫廷医生分为以下几科：“食医，中士三人”，主要职责是“掌合王之六食、六膳、百馐、百酱、八珍之齐”。食医，是管理饮食的专职医生，是宫廷内的营养医生，主管帝王膳食，是为王室贵族的健康长寿而专设的。“疾医，中士八人”，主要职责是“掌养万人之疾病”。疾医相当于内科医生。疾医已经不仅为王室服务，而且施治万民疾病。这说明“民”的社地地位已有所提高，并在宫廷医生治疗疾病时反映了重民思想。“疡医，下士八人”，主要职责是“掌肿疡、溃疡、金疡、折疡之祝药刮杀之齐；凡疗疡，以五毒攻之，以五气养之，以五药疗之，以五味节之。”疡医相当于外科医生，专管治疗各种脓疡、溃疡、金创、骨折等。疡医在宫廷医生中地位低于食医、疾医，属下士。兽医，下士四人，掌疗兽病，疗兽疡，凡疗兽病灌而行之。兽医主要治疗家畜之疾病或疮疡。《周礼》成书的年代较晚，它不是也不可能是西周职官情况的真实记录，但它在一定程度上保留和相当曲折地反映了西周职官的情况。古文学家在全面清理西周铭文中职官材料之后，以西周当时的第一手材料为依据，重新对《周礼》作了研究。认为《周礼》在主要内容上，与西周《周礼》铭文反映的西周官制，颇多一致或相近。因此，正确认识和充分利用《周礼》是西周职官问题研究中不容忽视的问题。周代宫廷，把医生分为食医、疾医、疡医和兽医，这是医学进步的一个标志，它有利于医生各专一科，深入研究。《周礼》宫廷医学的分科，是我国最早的医学分科记载，开后世医学进一步分科之先河。

在医学分科的基础上，西周时期已对病人分科治疗，并建立了记录治疗经过的病历，对于死者还要求作出死亡原因的报告。同时，还建立了医疗考核制度——主管医药行政的“医师”，年终考核医生们的医疗成绩，并以此决定他们的级别和俸禄。

自西周以后，医学分科不断发展。唐代，太医署下设若干医科，医科下面又设若干分科；宋代，太医局下已设9科；元、明、清三代的分科更细，最多达13科。医学分科的发展，表明了中国古代医学水平在世界上的领先地位。国外，阿拉伯国家在公元9世纪左右才开始医学分科，不少国家的医学分科比这还要晚。

现存最早的儿科专著

儿科医学在中国出现很早，公元前16到公元前11世纪的甲骨文中已有“贞子疾首”、“龋”等儿科疾病的记载。生活在公元前五世纪的扁鹊以专门治疗小儿病著称。湖南长沙马王堆出土帛书《五十二病方》中讲到“婴儿病痫”“婴儿索痉”的病状与治法。战国至秦汉之际出现的《黄帝内经》中已有儿科医学理论。《汉书·艺文志》记载有《妇人婴儿方》十九卷，可见中国早在春秋、战国时期，对于儿科疾病的认识和治疗已积累了相当丰富的经验。西汉时名医淳于意的25个病例中，有以“下气汤”治婴儿“气嗝病”的案例，案中阐述了其病因、病理、症状、诊断、方药、服法和预后，实为中国最早的儿科病案记载。隋大业六年（610年）巢元方的《诸病源候论》中介绍小儿疾病达六卷之多，有225候，对儿科的病因、病理和症候的阐述甚为详细。巢元方并提到中古有师巫著《颅囟经》一书。这是世界上现存最早的儿科专著。《颅囟经》又名《师巫颅囟经》，全书2卷（一作3卷），托名周穆王“师巫”所传（一作东汉卫汛撰）。明代以后原书已佚，今存本为《四库全书》本（系自《永乐大典》中辑佚者），已非全帙。内容首论脉法，次论病源、病证，再次为惊、癫、疳及火丹证治方法。书中论述小儿脉法，指出：“凡孩子三岁以下，呼为纯阳，元气未散，若有脉候，须于一寸取之，不得同大人分寸，其脉候之来，呼之脉来三至，吸《诸病源修论》书影之脉来三至。呼吸定息一至，此是和平也。若以大人脉五至取之，即差矣”。这是关于小儿脉法论述的最早记载。

在小儿病因与治疗上，该书也尤多创见，如对小儿骨蒸（佝偻病）病因，一向认为是肾气不足，本书最早指出是由于营养不良，脾虚所致，治疗用含有丁种维生素的鳖甲等。在欧洲17世纪时英国医学家、伦敦医学院院长、皇家学会创办人格里森（1597～1677年）才写书专门论述儿童佝偻病。到1889年苏顿才用动物实验证明鱼肝油是治疗佝偻病的特效药物。

最早的石刻药方

中国古代有许多石刻药方。据已发现的文献资料分析，龙门药方是世界上最早的石刻药方。龙门药方是北齐时期的刻制品，它刻于河南洛阳市龙门石窟药方洞中，共约4000余字。

据医史学家李永谦氏的统计，龙门药方有药方129首，其中药物治疗110方，针灸治疗19方，使用药物122种，其中植物药67种，矿物药18种，动物药12种，粪尿药14种及其他类药10种。药方还记载了多种药物剂型，医疗工具与用药方法。所载方剂数量多，且多为单方，验方，药味简单，使用方法简便，容易掌握。本药方不仅开创了刻石记载、传播医药知识的先河，而且也是世界上最早的针灸刻石记录。

龙门药方洞位于中国九朝古都洛阳市区往南12公里的龙门山上，龙门依山傍水，风景如画，山上有数以千计的石窟，窟内有大小不等的10万尊佛像，它是世界三大造型艺术宝库之一。

顺龙门山势从北向南漫步，龙门药方洞不时被那千姿百态的石雕佛像和旖旎风光吸引驻足，不知不觉走了1公里，经过禹王池、宾阳洞、万佛洞、莲花洞、奉先寺，沿着山腰上的石阶一步步走到一座坐东向西的石洞前，洞内石壁上刻满了中药方，人们叫它“药方洞”。药方洞有中国现存最早的石刻药方，所治病症涉及内、外、妇、儿、五官、神经等科，是研究中国古代医药学的重要资料。

药方洞位于龙门山上奉先寺的南边，它始凿于北魏，唐朝建成，洞门楣顶呈弓背形，洞楣上方正中有两个侏儒力士，肩扛蟠龙碑头摩崖巨碑，左右两个飞天，洞高4.1米，宽3.6米。洞门楣上悬挂着中国著名中医药学家耿鉴庭题写的“药方洞”匾额。洞内面积比一间房还大，洞长3.28米，宽3米，近似方形，穹隆形顶，雕莲花藻井，主佛释迦牟尼坐在高台正中，二弟子、二菩萨分立两旁。洞口过道左侧石壁刻有“北齐都邑师道兴造释迦二菩萨像记并治疾方，武平六年”。

洞内左侧石壁上刻有疗疟方、疗哮方、疗反胃方、疗消渴方、疗金疮方、疗上气唾脓血方等。

疗疟方：蜀漆末，方寸匕，和湿服。又：黄连捣末，三指撮，和湿服，并验。疗哮方：灸两曲肘里大横纹下头，随年壮。疗消渴方：顿服乌麻油一升，神验。又方：古屋上瓦，打碎一斗，水二升，煮四五沸。又方：黄瓜根、黄连等分捣末，蜜和丸，如梧子，食后服十丸，以差为度。洞内右侧石壁上刻有疗瘟疫方、疗大便不通方、疗小便不通方、疗霍乱方、疗黄疸方、疗赤白痢疾方、疗癫狂方、疗噎方等。疗大便不通方：取猪胆以苇简纳胆中，系一头，纳下部中，灌，立下。羊胆良。疗小便不通方：以葱叶小头去尖，纳小行孔中，口吹令通，通讫，良验，立下。又方：取雄黄如豆许，末之，纳小孔中，神良。疗黄疸方：大黄三两，粗切，水二升，生渍一宿，平旦绞汁一升半，纳芒硝二两，顿服，须臾快利，差。

初步统计，药方洞石壁上共刻中药方203首，其中针灸方27首，治疗中医内、外、妇、儿、五官等科72种病证，其中有些药方如疗噎方的生姜橘皮汤等，仍为现在中医临床所常用。

由于年代久远，药方洞中的石刻药方部分文字，或自然风化脱落，或人为损坏残缺，有待我们深入研究，补缺拾遗、考证阐明。龙门石刻药方距今已1400多年，是中国古代劳动人民防病治病的宝贵经验，它刻在风景旅游区、石刻艺术宝库和佛教圣地的龙门山上，便于人们观赏、参考、应用和传播，这为普及中医药卫生知识、防病治病创造了条件。

最先发明指南针的国家

中华民族是一个伟大的勤劳的民族，又是一个富于创造的民族。远在2000多年前的战国时代，中国人民利用地磁偏角的原理，就发明了指示方位的指南针，从而成为世界上发明指南针最早的国家。

指南针（又名罗盘针）的发明，对人类社会历史的发展、科学的进步和东西方的文化交流都起了很大作用。过去，在茫茫的汪洋大海中航行，在碧落无际的天空飞行，在硝烟弥漫的战场作战指挥，在异国他乡游览和交往，由于没有科学的指向仪器，有时不是迷失方向，就是转向，给航海、作战等方面造成很大的影响和损失。自从我国经过长期的社会实践，率先发明了指南针以后，情况就大不一样了，一切指向的疑难问题也就迎刃而解了，从而促进了航海、军事、旅游等事业的发展。

指南针的发明不是一蹴而就的，而是经过了漫长的辛勤研究和不断的改进，逐渐发展而制成的。据史书记载，最初人们发现天然的磁石能吸铁，继而又发现磁铁利用地磁吸引，总是指向南端，从而在公元前3世纪的战国年代，人们用天然磁铁矿琢磨成当时称为“司南”的指南针。还发明了一种车上安装木头人，车子里边有许多齿轮，无论车子如何转动，木头人的手总是指向南方的“指南车”。

公元1世纪初，即东汉初年，王充在《论衡》中记述了磁勺柄指南的史实。但“司南”等由于是用天然磁石制成的，容易失去磁性，使用起来既不方便，效果又不很好。在北宋时，著名的科学家沈括总结了前人的经验，在物理方面又发现地磁偏角的存在，利用人工磁化法制成了使用方便、效果较好的指南针，就是用天然磁石上摩擦后带磁性的钢针来指南。此法制成的各种指向性的仪器，虽然在形状上和装置方法上有新的发展和差异，但其指南车原理基本上是一样的。

12世纪，指南针传到阿拉伯和欧洲后，导致了哥伦布发现美洲新大陆，麦哲伦完成了环球航行。这就说明指南针的发明，不仅对我国航海等事业的发展有巨大意义，而且对人类社会的进步也作出重要贡献。

最早的水车

中国的龙骨水车，是世界上最早的水车，西方迟至1500年后才能制造这种以链轮传动、翻板提升为工作原理的水车。

龙骨水车又叫翻车，一说是东汉灵帝（168～189年）时毕岚所创造，因由木链、水槽、刮板等组成，节节木链似根根龙骨，因此得名龙骨水车。一说是三国时期魏国扶风（今陕西兴平）人马钧所发明。当时，农田灌溉工具效率不高，特别在一些地势高的坡地引水灌溉很困难。在马钧的住房旁边，就有一块比较高的荒坡地没有开垦。马钧想利用这块荒坡种点蔬菜，可是没法把水引到坡地上去浇灌。马钧仔细研究了附近的水源，总结前人的经验，设计了一种新的提水工具，这就是“翻车”。总结众人之说，当是东汉末毕岚所发明，三国马钧予以完善。“翻车”亦称“踏车”、 “水车”，省称“龙骨”，主要由水槽、木链、刮板等组成，是在前人创造的用来吸水洒路的翻车的基础上，加以改进制成的，结构巧妙，很像一种链唧筒，能够连续不断地将水提上来。水槽系木板所制，最长的可达两丈，是翻车水车的车身。水槽内由木条和刮板作成链子，连成一圈，套置于水槽中。水车汲水时，一般安放在河边，将水槽的一端伸入水中，利用链轮传动原理，以人力或畜力为动力，带动木链周而复始地转动。这样，串装在木链上的刮板便能顺着水槽把河水提升到岸上，灌溉农田。龙骨水车若是以牛为动力，一天能浇地10亩；2个人或4个人足踏，一天可浇地5亩，比单纯的人力浇地效率高多了。

龙骨水车结构合理，可靠实用，千百年来一直流传沿用，其主要结构并没有什么变化。直到20世纪50年代末，在中国农村仍有使用。后来，因为农用电动水泵的兴起，它才完成了历史使命，慢慢退出历史舞台。

最早制造瓷器的国家

在中华民族发明创造的百花丛中，还有一朵绚艳夺目的花朵，那就是瓷器之“花”。瓷器是我国重大的发明之一，远在夏商时已有原始素烧的瓷器，后经我国劳动人民历代的研究、改进，制瓷技术逐渐有了提高，到唐代已发展到相当高的水平，特别是到明代已发展到了一个鼎盛阶段，得到国内外的称赞。

在世界上，中国是最早发明瓷器的国家，比意大利威尼斯开设的第一家瓷器工场早2000多年，素有“瓷器之国”之称。

瓷器是由高岭土、长石和石英等作为原料，经过混合、成形和烧制等步骤而制成的成品。瓷器的发展也有一个由低到高、由简到繁的发展过程。最早为青瓷，进而发展到白瓷，后又发展为彩瓷。据专家考证，青瓷最早产于浙江的绍兴、上虞一带；白瓷据现有资料证实，最早是北齐武平六年（575年）范梓墓出土的一批白瓷；彩瓷发明于唐代，最称著的为“唐三彩”。所谓“唐三彩”就是在无色釉的白地胎上，用铅黄、绿、青等色画成花纹图案，烧制而成的瓷器，因始创于唐代，故称“三彩”。唐三彩的发明，标志着唐代制瓷业者对化学特性的认识、对釉色的精细调配、烧炼时火候的掌握和控制已发展到较高的水平。这是唐代制瓷业的新发展。唐代瓷器的改进，标志着瓷器已从陶器中分化出来，成为独立的手工业。当时瓷窑几乎遍布全国各地。北起河北、陕西，南至广东、福建、江西，到处都有瓷窑。当时最盛行的是白瓷、青瓷二大类。白瓷以邢州（今河北邢台）邢瓷产品为代表，还有河南巩县、汤阴，江西的景德镇及四川的大邑等地。白瓷特点是：坯体坚细，釉色洁白。唐青瓷以唐代瓷器越州（今浙江余杭）的产品为代表，主要产地尚有新州（今湖南常德）、婺州（今浙江金华）、兴州（今安徽淮南）、洪州（今江西南昌）等地。其特点是：瓷土细腻，胎质薄，瓷化程度高，釉色晶莹润泽。

到五代时，制瓷技术及品种又有提高。据史书记载，吴越国贡品有秘色（即青蓝色）瓷器，成为当时的佳品。周世宗在北方郑州还特设了柴窑，其产品据史书记载：青如天，明如镜，薄如纸，声如磐。技术精湛，堪称诸窑之首。在品种上，除生产日常生活用品及建筑上用的瓷砖、瓦外，还发展了“瓷版”和“瓷刻”的新工艺，说明我国当时的制瓷技术已很高。

中国产瓷称著的地方还要数景德镇。景德镇在唐代隶属于饶州新平县，唐玄宗时改称为新昌县，后又改为浮梁县。据浮梁县志称：“唐高宗时，早南镇（即景德镇）民陶玉献瓷器，称为假玉器，从此昌南镇的瓷器名闻天下。天宝年间，韦坚献南方诸郡特产，豫章郡（即拱州）船载名瓷。”由此可见，洪州（今南昌）瓷一向称著。到北宋乃至明代时，景德镇瓷器成为瓷业的中心，各种釉色和彩绘瓷器不断有所创新。景德镇瓷器所以遐迩中唐代瓷器外，是有悠久的历史传统的。清代朱琐对景德镇瓷器盛况曾有比较全面的专著。

从唐以后，我国的瓷器已出口东西方各国。从有关文献记载和已发现的实物证明，我国的瓷器及其制作技术已传到东南亚、日本和阿拉伯年国家。这从1854年在印度发掘的邢窑白瓷和越窑青瓷的残碗及1910年在伊朗发现的唐三彩的陶瓷残片以及从阿拉伯国家发现的仿造中国瓷器的仿制品中得到验证。这是我国人民对人类社会发展和科学进步的又一重要贡献。

最早的古代炼丹术

化学这门科学，是在欧洲中世纪炼丹术的基础上发展起来的，欧洲中世纪的炼丹术导源于阿拉伯的炼丹术，而阿拉伯的炼丹术又是从中国传去的。

中国炼丹的历史，可追溯到2200多年前的战国时期。当时有所谓的方士（也称术士）从事炼丹活动，司马迁在《史记·孝武本纪》等篇章中，就提到过战国时期燕国方士的姓名和事迹。到了晋代，由于炼丹术基本上被炼丹道教所垄断，炼丹的方士也就被道士所取代了。

炼丹的目的，一是炼出“仙丹”，以求服用后长生不老；二是用普通金属炼成黄金、白银，获取巨大的财富。炼丹家所追求的目的当然是虚妄的，但是，由于他们使用的炼丹原料主要是汞、硫黄、铅、硝石、云母等矿物，炼丹过程中使用了坩埚子、蒸馏器、华池（盛有浓醋的溶解槽）、研磨器等器具，从而使炼丹过程往往形成为各种物质的化学反应过程。同时，炼丹家们在长期的炼丹实践中，发现了物质变化的种种现象，并对其中的某些规律性作了有益的探讨。这些，都使炼丹活动在化学、冶金学、药物学等多方面取得了重要的成就。例如：

中国四大发明之一的火药，就是古代炼丹术的辉煌成就。当炼丹家把硝石、硫黄、木炭混合在一起炼药时，发现会发生猛烈的燃烧。经过反复实践，人们认识到这三种物质的混合物遇火即燃的性能，于是发明了火药。炼丹家们在企图用普通金属炼成黄金、白银等贵重金属的过程中，逐步摸索到一些冶金原理，冶炼出含锌的貌似黄金的黄铜，以及含镍的类似白银的白铜。

古代的炼丹家通过实践，观察到许多物质的化学反应。在一些炼丹的著作中，对氧化、还原、葛洪金属置换、酸碱相互作用等有很多记载。如晋代葛洪所著的《抱朴子内篇·金丹篇》，总结出“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”。丹砂即硫化汞，呈红色。这种人造的红色硫化汞，可能是人类最早通过化学方法制成的产品之一又如，从西汉的《淮南万毕术》开始，不少炼丹著作都记录了把铁放在胆矾（硫酸铜）溶液中，可以将铜置换出来。这就是世界上水法冶金的起源棗胆水炼铜法。

中国古代的炼丹家在医药方面也作出了杰出贡献。炼制的一些无机药品，以及对这些药品性能的认识，都走在世界前列。如用水银、猪油合剂配制软膏，早于欧洲800多年。又如，用水银制剂作利尿药，用水银、锡和银制作牙齿填充剂，均早于欧洲1000多年。

中国的炼丹术在唐代传到阿拉伯，公元12世纪又由阿拉伯传到欧洲，从而为后世化学的兴起和发展奠定了基础。

最早发明火药的国家

中华民族是伟大的民族，在长达4000多年的文明历史长河中，涌现出许多可歌可泣的英雄和发明家，首创了不少造福于人类的科学重大发明。其中，火药的发明就是其中一例。在公元七世纪唐朝，我们的祖先就先发明了火药，是世界上最早发明火药的国家。

火药的发明，对人类社会的生产生活，尤其是军事的发展，起了巨大的推动作用。恩格斯说：“在十四世纪，火药和火器传到了西欧和中欧……这种纯技术的进步，使整个作战方法发生了革命。”大哲学家培根说：“我们应该观察各种发明的效能和后果。最称著的例子是印刷术，火药和指南针……这三种东西曾改变了整个世界、事物的面貌和状态……这种变化如此之大，以致火药兵器——火药箭没有一个帝国，没有一个教派，没有一个赫赫有名的人物，能比这种机械发明在人类事业中产生更大的力量和影响。”

确实是这样，自从中国发明火药以后，整个军队作战的战役、战斗的部署、作战的方式和人员、火器的配置都发生了质的变化。过去是大刀长矛，以后改换成火枪、大炮和火箭弹。由于这种兵器的变化，迫使军队的领导者不得不考虑作战的一系列方法的政变。火药的威力还在于使整个大炮（包括现在的追击炮、火箭炮、榴弹炮、山炮、加农炮、高射炮、反坦克炮等）和各种枪弹（包括现在的步枪、火枪、机枪、子弹、炮弹、炸弹、手榴弹、霰弹、地雷、滚雷、子母雷等）都离不开火药的引发，如果没有它，各种火炮和枪弹就不能和枪弹击发和爆炸。

火药就是炸药的一类，我国古代方士们在炼丹过程中，经常发现硝石、硫黄和木炭放在一起烧炼时，会发生燃烧和爆炸，于是炼丹家使用这三种东西制成了最初的火药。这种火药由火花、火药兵器——火龙花焰或引火器械引燃，能迅速而有规律地燃烧药剂，使其放出大量的气体和热，便产生了具有爆炸和抵动的作用和威力。

中国隋末唐初医学家孙思邈在《丹经内伏硫磺法》一书中最早记载了配制火药的方法，到宋代火药便大量地运用到军事上。火药不但在军事上发挥了威力，而且在人类的物质资料生产和社会生活中，也发生了很大的作用。南宋时便用火药制成爆竹和烟火，之后又用火药来开山、采石和狩猎。到现在火药便成了一种强大的生产力，广泛地运用到生产、科研等各个有关的领域，已成为人类社会必不可少的动力要素之一。

火药的发明，对世界震动很大。13世纪首先传到了阿拉伯，到14世纪传到了欧洲，从而大大促进了科学事业的发展。这是中国人民对人类社会的又一伟大贡献，同时也足以证明中国对世界文明进步所起的作用。

第一例试管山羊

1984年3月9日，世界上第一只试管小羊在日本著名科学城筑波的畜产试验场诞生，这只小山羊是由中国青年科学家、内蒙古大学的讲师旭日干和日本科学家花田章教授合作试验成功的。

1982年，内蒙古大学讲师旭日干到日本兽医畜产大学及日本农林省畜产试验场进修学习，他的研修课题，是被各国畜牧专业认为最难突破的家畜体外受精。家畜体外受精，是当代世界上迅速发展的生命科学的一个重要领域。但是，由于牛、羊等家畜的精子没有穿越卵子的足够能力，致使这方面的研究长期没有进展。

旭日干勤奋刻苦，将全部精力都用在突破这一课题上。他与日本的花田章博士合作，于1983年10月，把用化学药物处理过的公山羊精子，与母山羊卵子在试管中受精。然后把12个受精的卵子，移植到5只2岁以上的母山羊的子宫中。其中四例旭日干与“试管羊”在一起子宫着床失败，剩下的一例获得成功，并于1984年3月9日顺利产子，这是世界上第一例试管山羊。这只被取名为“日中”的世界上第一胎试管山羊，轰动了整个生物技术领域，许多新闻媒体纷纷予以报道，旭日干也因此赢得了“试管山羊之父”的美誉。

这一成果不仅丰富了生殖生物学、发育生物学的内容，而且为家畜细胞工程、胚胎工程的发展开辟了新的技术途径。此后，旭日干利用试管羊技术，进行了多年高产优质绒山羊的育种研究，使“内蒙古优质高产型绒山羊新品系”培育取得了重大进展。新培育出来的白绒山羊既保留了阿尔巴斯白山羊绒质优良的品质，又吸收了辽宁盖县白绒山羊绒产量高和其他山羊的特点，成年母羊平均产绒高出土著山羊一倍以上，达到527克，高产型成年母羊个体产绒突破1000克，绒细为14.57微米，均达到了国内领先水平。继1984年培育出世界第一胎试管山羊，1989年，旭日干又接连培育出中国第一胎试管绵羊和第一头试管牛犊。

第一个冬小麦花培新品种“京花一号”是世界上第一个用花粉培育的冬小麦新品种。“京花一号”1983年试种面积已扩大到10万亩，1984年获得了好收成。该品种是由中国北京市农林科学院作物所副研究员胡道芬领导的课题组，经过6年艰苦努力培育成功的。胡道芬在育种方法上获得突破，探索出一条将花培育种与常规育种结合的冬小麦育种新途径。使育种周期缩短了4年。这是具有世界先进水平的重大成果，它丰富了冬小麦花培育种的理论和实践，受到国际遗传学界的高度评价。

花培育种即单倍体育种，就是将花药放在特殊的无菌培养基上，再加入生长素、激动素等物质，促使花药细胞分裂，先形成不具分化的细胞团块（即愈伤组织），继而再诱导其产生器官分化，长出根、茎、叶，形成完整的植株。花培育种是世界上蓬勃兴起的生物工程中的一项重要内容。由于将冬小麦的花粉接种到培养基上，很难培育出花粉植株，所以，攻克冬小麦花培育种是一道难关。胡道芬领导的课题组知难而上，对花药培养和花粉植株移栽技术进行了大胆的改革和创新，逐步建立起冬小麦花粉育种的程序。他们育出的“京花一号”，抗逆性强、品质好，亩产一般可达300～400公斤，成为小麦深受农民欢迎的小麦品种。

最早的复种轮作

复种，是在同一块土地上，一年播种和收获两次以上的耕作方法。复种可以充分利用单位面积的土地，提高农田的产量；轮作是在一块田地上依次轮换栽种几种作物。轮作可以改善土壤肥力，减少病害。

中国最早实行复种轮作是在战国时期。当时，随着农业生产的发展，部分地区改变了一年一熟制，把冬麦和一些春种或夏种的作物搭配起来，采取适当的技术措施，在一年或几年之内，增加种植和收获的次数。《管子·治国》说：当时“嵩山（今河南登封）之东，河（黄河）汝（汝水）之间”，已经能够“四种而五获”（四年五熟）。《荀子·富国》说：当时黄河流域有的地方，可以“一岁而再获之”（一年两熟）。

复种轮作的耕作技术，在后世的农业生产中不断得到发展和提高。汉代的《异物志》说，南方有“一岁再种”的双季稻。东汉著名的经学家郑玄注释《周礼》时提到，在他生活的那个时期，已经流行“禾下麦”（粟收《管子》书影获后种麦）和“麦下种禾豆”的耕作方式。北魏的《齐民要术》对复种轮作的认识已经比较深刻，书中总结了一套轮作法，并对不同的轮作方式进行了比较，还特别强调了以豆保谷、养地和用地相结合的豆类谷类作物轮作制。复种轮作的推广，对促进中国古代农业的发展起了重要作用。而欧洲，直到18世纪30年代，英国才出现轮作。

最早养蚕织帛的国家

中国是一个伟大的文明古国，又是养蚕织帛最早的国家。由于我国丝绸闻名于世，所以被誉为“丝绸之国”。

据史学家考证，我国养蚕早在6000年前就有了。在4000年前，不仅能养蚕，还能缫丝并能织出最原始的帛。到商代作为手工业的蚕丝业已较发达，在织帛技术和品种上均有很大的改进与提高。到西汉以后，我国的丝绸不但能供给国内皇宫和贵族的需要，而且能大量地通过甘肃、新疆，越过葱岭，从众所周知的“丝绸之路”输往西亚和欧洲各国。此外，在唐宋时，为了适应各国交往的需要，随着我国政治、经济的南移，造船和航海事业的发展，又开辟了海上蝗绸通道，大大促进了东西方的友好往来。从西汉到隋唐的1000多年中，中国人民和世界各国人民，经过“丝绸之路”进行了大量广泛的经济和文化交流，使我国与亚、非、欧各国建立了悠久的历史友谊，这是我国人民对世界各国人民的一个贡献。

蚕有桑蚕、柞蚕之分。桑蚕食桑树叶，故名桑蚕；柞蚕食柞树叶，故称柞蚕。所谓蚕丝就是由蚕体内一对排丝腺分泌出来的胶状凝固物。主要有两种，一为桑蚕丝，一为柞蚕丝。桑蚕丝指桑蚕在化蛹前结茧时吐的丝，大都呈白色，光泽良好，手感柔软，供纺织丝绸用；柞蚕丝是指柞蚕吐的丝，原为褐色，缫成效后昆蚕的生长示意图淡黄色。柞蚕丝较桑蚕丝粗，不易漂染，常用于织柞蚕丝绸，是我国的特产之一。

蚕丝经过缫丝和纺织等工序便成为人们日常使用的各种绸缎。唐代诗人白居易有一首赞美一种优良的丝织品的诗。诗曰：“缭绫绦绫何所似？不似罗绡与纨绮。应视天台山上月明前，四十五尺瀑布泉。中有文章又奇绝，地铺白烟花簇雪。”诗所赞的是一种精细的丝织品，是用青、白二色细丝织成的，产于浙江。这种珍品，为数很少，多用于皇宫内使用。然而产量较多，使用面较广的是绢和绵。

绢是用生丝织成的一种平纹织品，主要产于唐代北方各州，按其质量优劣又分为若干等级。最好的要数宋州（今河南商丘）和毫州（今安徽毫县）的产品，其特点是质轻。据古书记载，当时有一种轻绢，一匹四丈，只有半斤重。毫州还有一种比绢还轻的薄纱，拿在手中轻若无物。有的绢纱上还绘制了各种花草图案和飞禽走兽，很有艺术价值。这充分证明我国唐代劳动人民的智慧和印染技术已相当精湛高超。

绵是带彩色大花纹的丝织品，其特点是细密柔软，花纹更精美。据史书称，在春秋时期，我国吴楚两国边邑妇女因争桑树而引起战争。此外，齐国自春秋以来，丝织麻织品，通往各国，号称“冠带衣履天下”。可见丝织品在春秋时期已很发展，特别是唐代的织法、纹饰和色彩更加丰富。据有关专家对吐鲁番出土的各种丝织品的色谱分析，花色竟有24种之多。历代诗人对我国丝绸赞不绝口。南朝陈淑宝诗曰： “日里丝光动，水中花色沉。”唐周彦辉：“云低上天晚，丝雨带风斜。”宋陆游诗曰：“丝丝红萼弄春柔，不似疏梅只惯愁。”足见丝绸影响面之广。

我国的丝绸业不仅在花色品种上闻名遐迩，而且在技术上向“刺绣”、“织花机”和“丝绸印刷”发展，这是丝织业的又一发展。据史书记载，公元五九年，东汉明帝率领大臣祭天地，都是穿的五彩花纹服装，这是陈留郡襄邑向皇帝进的贡品，可见丝绸刺绣已有织花机了。在魏明帝时，有一博士冯钩改良织绫机，既省工省力，又在花纹上更提高了一步。

首次获得的高临界温度超导体

1987年2月20日，中国科学院物理研究所在世界上首次获得了绝对温度100度以上的高临界温度超导体。

超导是物体超导电性能的简称。它是指某些物体在低温下电阻完全消失的现象。物体从有电阻变为无电阻的温度称为转变温度，在科学上用绝对温度K来表示，绝对温度的零度相当于零下273摄氏度。

超导技术是当代新兴尖端技术之一，超导材料的开发应用，有可能像半导体材料那样导致一场新的工业革命和技术革命。

超导现象1911年就已发现，但直到1986年以前，超导体只能在极低温区的液氦下工作。氦是一种稀有气体，液化复陈立泉像杂，成本昂贵。如果能找到一种超导体，转变温度在77K以上，就可以在来源丰富、液化简便的液氮下工作。这将使超导技术的大规模应用成为可能。因此科学家们一直在为寻找液氮下工作的高临界温度超导体而努力。

1986年底，中国科学院物理研究所副研究员赵忠贤、陈立泉领导的研究组获得了绝对温度为48.6度的超导体。 1987年2月，美国获得了绝对温度为98度的超导体。1987年2月20日，赵忠贤、陈立泉领导的研究组又首先在世界上获得了绝对温度为100度以上的超导体。这项成果居于国际领先地位，是中国在超导研究中的重大突破。

最早的常平架装置

北宋时发明的指南针，不久即发展成磁针和方位盘连成一体的罗经盘，或称罗盘。罗盘又经历了水罗盘——旱罗盘的演变过程。旱罗盘因其磁针有固定的支点，在航海中指向的性能优越于水罗盘，但它在海上应用仍有不便之处。当盘体随海船作大幅度摆动的时候，经常使磁针过分倾斜而靠在盘体上无法转动。公元16世纪，欧洲的航海罗盘开始出现了一种现在称为“万向支架”的常平架装置。它由两个直径略有差别的铜圈组成，小圈正好内切于大圈，并用枢轴将它们联结起来，然后再由枢轴把它们安在一个固定的支架上，早罗盘就挂在内圈中。这样，不论船体怎么摆动，旱罗盘总是保持水平状态。

其实，欧洲航海罗盘上的常平架装置，中国早在汉晋时期就已经出现了。中国汉晋时期制造的“被中香炉”，内有世界上最早的常平架装置。

公元4世纪以前成书的《西京杂记》，记载了当时长安（今陕西西安）的巧匠丁缓所制的“被中香炉”。书中写道：“为机环转运四周，而炉体常平，可置之被褥。”被中香炉的外壳为圆形，开有透气孔，像个多孔小球。它由内外两个金属环组成，两环用转轴联结起来，外环又通过另一转轴与外架联系着；点香用的炉缸则用第三个转轴挂在内环上；这3个转轴在三维空间中相互垂直。于是只要转轴灵活，炉缸不但可以作任何方向的转动，而且由于受重力作用始终下垂，不论小球怎么滚动，炉缸都能处于常平状态（即“炉体常平”），而不会使香灰洒落出来。

物理学知识告诉我们，要使一个具有一定重量的物体不倾斜翻倒，最佳的方法是采用支点悬挂。银薰球就是采用了这种方法，将香盂悬挂在两边各有一个轴孔的内持平环中，当内持平环呈水平位置时，香盂因自身重量，可以前后轻微晃动而不会左右倾斜被中香炉翻倒。但仅用一个持平环是无法避免香盂向轴向方向倾斜翻倒的。为解决这一问题，必须在轴向再做一个较大的持平环，将悬挂香盂的内持平环悬挂在外持平环上，并使两环的轴孔正好垂直，轴心线的夹角为90度。这样，内持平环能避免香盂前后方向倾斜；外持平环则能防止香盂（包括内持平环）左右倾斜。盂心随重心作用，始终与地面保持平行，无论薰球怎么转动，盂内的香料都不会撒出，可置于被中或系于袖中。银薰球的这种结构完全符合现代航空航海中使用的陀螺仪原理。罗盘就是悬挂在一种称为“万向支架”的持平环装置上。这样，无论有多大风浪，船体怎样摆动，也无论在怎样复杂的气流中，飞机如何颠簸，罗盘始终保持水平状态，确保正常工作。

被中香炉在汉以后历代都有制造，它的常平架装置，是现代陀仪中万向支架的始祖，这是中国古代劳动人民在机械史上的卓越发明。在欧洲，最先提出类似设计的，是文艺复兴时期的大画家、科学家达·芬奇（1452～1519），已较我国晚了1000多年。但遗憾的是，这项杰出的创造，在我国仅应用于生活用具。16世纪，意大利人希·卡丹诺制造出陀螺平衡仪并应用于航海上，使它产生了巨大的作用。

世界第一例断手再植手术

生活、工作、学习、娱乐，哪一样少得了手？人们常用“生产能手”、“多面手”、“神枪手”、“高手”、“快手”……来称赞那些技艺超群的人。人一旦失去了灵巧的手，整个人生就将面临巨大改变，生活将变得十分艰难。断手断肢再植，一直是国际医学界关注的重大课题。1903年国外就开始了动物实验研究，但直到1963年，这一个重大课题才在几个中国人的手中被突破了。

陈中伟、钱允庆等几名中国医师成功接活了一只完全断离的手，在世界医学史上写下辉煌的一页。钱允庆（1925～1998），医学史上首例断肢再植创始人之一，著名血管外科专家，原第六人民医院外科主任、主任医师、教授。陈中伟（1929～2004），有“断肢再植之父”和“显微外科的国际先驱者”之称，长期从事骨科、断肢再植和显微外科的实验研究、临床及教学工作。

1963年，上海机床钢模厂的工人王存柏工作时粗心，右手从手腕关节往上约1寸的地方被冲床的冲头完全轧断，病人和断手马上被送到第六人民医院去抢救治疗。按照惯例，外科医生遇到这种情况，一般只能在病人的断腕上进行消毒包扎，伤好后再安上一只假手。陈中伟、钱允庆、奚学基和其他医师，决定打破惯例，把这只断手接上。接肢手术是在事故发生大约半个小时以后进行的。钱允庆、陈中伟在视察断手再植的X光片

陈中伟和钱允庆等首先为病人接好了手腕部分的骨头和9根控制手指屈伸的主要肌腱。接着，进行接血管——这是接肢手术的关键。医师们放弃了费时较多的缝接法，改用一种新的套接法，迅速而顺利地把手部的4根主要血管接了起来，恢复了已经停止了4个小时的手部血液循环。尔后，医师们又把另外9根主要肌腱和3根已经切断的手部神经一一结合起来，全部手术进行了7个半小时。断手接活后，医务人员采取了各种措施，帮助王存柏的右手恢复正常。施行手术后两个月，王存柏的右手恢复得很快。经过X光血管造影检查和著名外科专家鉴定，这只手的手肢血液循环正常，接上的骨头、神经和肌腱都生长良好，并且有了冷、热和痛的感觉。病人已经能用这只手举杯喝水、执笔写字。

随着显微外科技术的应用，极大提高了断肢再植再造的成活率，这样的手术被患者叫做“功德术”，因为它使成千上万不幸的人眼看就要失去的肢体，又幸运地失而复得。

世界最先进的汉字编码法

当只有15岁的杜冰蟾公布了其汉字全息编码方法的发明后，引起了国内外的强烈反响。美国出版的《世界名人录》把她的名字作为世界最年轻的大发明家收了进去。著名的加拿大西蒙·弗莱泽大学邀请她前往该校讲学，这是西方大学首次把一个少年作为访问学者邀请。权威的日本《科学朝日》杂志称她的发明是“划时代的汉字编码方法”。据有关方面披露，杜冰蟾是世界上提出重大发明的年龄最小的发明家。1990年，中国教育电子公司出资1亿元想购买汉字全息码技术，巨额财富没有打动杜冰蟾的心。1995年，年仅21岁的杜冰蟾成立“杜冰蟾汉字全息码有限公司”，成为中国最年轻的董事长。

世界第一张大视野动态体视投影图

世界上第一张大幅的立体图、大视野动态体视投影图，是中国科技工作者王希富绘制的。

体视图是根据人眼的体视效应绘制出来的。人的双眼处于不同的空间位置，在看物体时，出现在左右视网膜上的一对物象极相似又有差异，这个“图对”的差异叫视差。大脑皮层根据视差和其他条件就能感受到立体物的形象。传统的平面图像、画面、照片、工程图等由于没有视差，所以尽管形象逼真也不会产生跃出纸面的立体图形。

近300年来，世界各国的图学家一直在探索、研究体视投影，然而作图一直停留在小图幅（只有书本那样大）固定视野水平，既不能绘制复杂的图形，又不能投入实际应用。

王希富，北京人，著有《体视投影学》，撰有《大视野动态体视投影探讨》等论文，并绘制出《大视野动态体视投影图》、《全景动态体视投影图》。他认真总结前人研究的经验教训，大胆创新，把体视投影研究与生理学、光学、视野学、眼的解剖学结合起来，进行综合研究，取得突破性进展。他针对体视图，提出了根据动态观察轨迹设计动态投影轨迹的扩大视野方法，推导了动态投影的成像公式，研究了动态投影的视野划分和大视野动态体视投影的各类画面选择和建立条件、计算公式。该方法解决了体视图扩大视野问题，达到了360度范围内全部可以动态成像的水平。在绘图技术上，简化了作图过程，同时研究使用计算机辅助设计软件为平台开发的体视绘画程序，将绘图速度提高了15～20倍。他打破了传统静态体视投影法的束缚，采取了动态体视投影方法，于1984年绘制出高水平的“大视野动态体视投影图”。此图由五个动态视野组合，四个过渡视野拟合的大视野动态体视投影图。图幅达零号标准图幅的两倍，约为2000×1200毫米，其成图面积为传统单视野体视图的40倍，解决了扩大视野和快速绘图问题。乍一看，这是一张普通的园林鸟瞰图，但只要戴上滤色镜去看，图上的全部景物如楼台亭阁、青松草坪等就全部跃然矗立，和立体模型一样。

大视野动态体视投影图的绘制成功，打破了突破了自 1600年以来体视投影研究徘徊不前的局面，是世界图学中一项新的突破。

最早将圆周率数值精确到小数点后7位数字的人

中国南北朝时期南朝的科学家祖冲之，在世界上最早将圆周率的数值精确到小数点以后的七位数字。祖冲之（公元429～500年），字文远，范阳遒（今河北涞水）人，历任南徐州从事史、公府参军等职。他博学多才，在数学、天文历法方面造诣尤深。魏晋时期的数学家刘徽，求出了圆周率值约等于3.1416，这在当时世界上已是一个相当精确的数据。但祖冲之并不满足于前人的成就，他应用刘徽创立的割圆祖冲之像术，在刘徽的计算基础上继续推算，求出了精确到小数点后七位数字的圆周率。

祖冲之求出的圆周率，不足近似值是3.1415926，过剩近似值是3.1415927，用式子表示就是：3.1415926＜圆周率＜3.1415927。这样，圆周率的精确值就达到了小数点后七位。祖冲之的成果在世界上一直领先了1000年。到了公元15世纪和16世纪，阿拉伯数学家和法国数学家才求出更精确的数值。为了计算的方便，祖冲之还求出用分数表示的两个圆周率值：一个称为密率，一个称为约率。密率是分子、分母都在1000以内的分数形式的圆周率最佳近似值。在欧洲，1000年后德国人和荷兰人才得到这个数值。

经过现代计算验证，祖冲之得出上述的结果，按照割圆术计算，必须求出圆内接正12288边形的边长和24576边形的面积，要对九位数做上百次的加、减、乘、除和开方等运算，这是一项繁难复杂和细致的工作，为此，祖冲之付出了非常艰辛的劳动。

古代，圆周率的理论和计算在一定程度上反映了一个国家的数学水平。祖冲之的成果，充分标志了中国古代高度发展的数学水平。

最早用科学方法解释潮汐现象

中国东汉的唯物主义思想家王充，在世界上最早用科学方法解释了潮汐现象。

中国有着漫长的海岸线和广阔的海域。早在远古时代，我们的祖先就已经注意到潮水有规律的涨落现象，约从战国时期起，开始把潮汐现象和月亮联系起来。

王充（27～约97年），字仲任，会稽上虞（今浙江上虞）人，曾任郡功曹、扬州治中等职。他在《论衡·书虚》中，针对潮汐现象是鬼神驱使而生的迷信说法，明确指出：“潮之兴也，与月盛衰，大小，满损不齐同。”说明潮水涨落同月亮盈亏有着密切关系，从而在潮汐学中引进了天文学方法。这是用科学方法对潮汐现象所作的解释，欧洲直到公元12世纪才达到这样的认识。

中国古代在潮汐研究方面走在世界前列。唐代窦叔蒙著的研究潮汐的专著《海涛志》，结合天文历法来解释潮汐的周日、周月和周年变化，并建立了推算一个月中每天高潮、低潮时刻的图解方法。《海涛志》是世界上关于编制潮时预报图的最早文献。宋代，潮汐研究达到了高峰。据统计，当时的潮汐学专著至少有二十多种。宋代的潮汐研究，在世界潮汐学史上占有光辉的位置。

古代规模最大的天文观测活动

中国元代科学家郭守敬组织的天文观测活动，其规模在当时世界上都是最大的。郭守敬（1231～316年），字若思，顺德邢台（今河北邢台）人，在天文、水利等多方面的科技领域中均做出了杰出贡献。至元十三年（1276年），元政府命郭守敬等人负责制订新历法。这次历法的制订，主要以天文观测为依据，为此，郭守敬等人研制了十多种先进的天文仪器。至元十六年（1279年），郭守敬在元世祖忽必烈的支持下，组织了大规模的天文观测活动。为使天文观测活动顺利进郭守敬行，在郭守敬的倡议下，大都（今北京）建成了“司天台”，并在全国建立了27个观测点。这些观测点分布在南起北纬15度，北至北纬 65度，东至东经128度，西到东经102度的广大区域内；其中，最北的北海观测点，已经靠近北极圈。郭守敬又挑选了14名监候官，分赴各观测点开展观测活动，他本人还亲临一些观测点进行指导和实地观测。

这次观测的主要内容，是夏至日日影长度、昼夜长短和北极高度，并获得了丰硕成果。同时，对于一系列天文常数也进行了测量，如：（1）1280年冬至时刻的精密测定；（2）测定当年冬至太阳位置；（3）测定当年冬至月离近地点距离；（4）测当年冬至月离黄白交点距离；（5）测定二十八宿距星度数；（6）测定大都二十四节气日出入时刻，等等；并取得了重要成果。这次天文观测活动获得的许多数据，达到了当时世界上最先进的水平，为改革历法提供了宝贵的可靠的科学根据。

最早提出人口概率的人

某种事件在同一条件下可能发生也可能不发生，表示发生的可能性大小的量叫概率。概率也叫做“几率”、“或然率”，是概率论中最基本的概念。中国明代科学家徐光启在世界上最早提出了人口概率。

明万历三十二年（1604年），徐光启在《处置宗禄查核边饷仪》一文中，用概率提出了“每三十年人口增长一倍”的规律，引起了当时有识之士的重视。此后，他在《农政全书》中又一次指出这个规律。而世界著名的《人口原理》一书，是英国的马尔萨斯于1798年才出版的，书中提出在“没有任何限制的条件下”，“每25年人口增加一倍”的人口概率，比徐光启晚了近200年。

徐光启字子先，上海人，是明末中西文化交流中重要人物，西方自然科学的引进者。他翻译了欧几里得的《几何原本》，我们今天仍在使用的数学专用名词，如几何、点、线、面、钝角、锐角、三角形等，都是首次出现在徐光启的译作中的，仅此一点，就足以奠定他在中国数学史上的地位。除《几何原本》外，对天文计算极其重要的球面三角知识，也是徐光启率先介绍过来的。他本人著有《测量异同》、徐光启像《勾股义》等数学著作。他把中西测量方法和数学方法进行了一些比较，并且运用《几何原本》中的几何定理，使中国古代的数学方法严密化。这些工作对此后我国数学的发展起到了一定作用。

徐光启在引进西方先进成果的同时，也继承了不少中国传统科学的优秀成果。他在中国学术传统转化过程中，起了开拓性的作用。他曾经编写了许多科学书籍，包括天文、历法、数学、测量、农业、水利、机械、兵器等内容，其中特别著名的是《农政全书》六十卷，约100万言，虽然是未完成的科学著作，但它汇集了我国古代农学书籍和有关文献250多种，总结了我国在17世纪以前农业生产的丰富经验，是当时资料最完备的一部农学著作，其科学价值应该受到足够的估计。

据文献记载，清乾隆元年至道光十四年（1736～1834年）百年间，中国人口由1亿增至4亿多；新中国成立后的40年，我国人口由4.7亿增至11亿。中国这两个人口激增时期的数字表明，徐光启提出的人口概率是非常科学的。

最早发明造纸术的国家

中国是一个历史悠久的文明古国，早在2200多年的汉朝就发明了造纸术，是世界上最早发明造纸术的国家。

纸是人类社会生活必不可少的用品，它是人类记载事物、传播经验、交流思想、著书立传、传递信息和发展科学文化的重要条件，是印刷事业发展的物质基础。造纸术的发明，是中国人民对世界社会历史和科学文化发展的重大贡献。

在西汉时期，政治的统一，经济文化的发达，促进了学校的发展，经学的频传。在这种情况下，士人录写大量的经传师说，而竹简重又不方便，缣帛少而又昂贵，急需一种既经济实用又物美价廉的代用品，纸就是在这样一种社会发展条件下产生的。

1978年，中国考古工作者先后在新疆、陕西和甘肃出土的西汉文物中，四次发现了纸。最早是1933年在新疆罗布淖尔汉代烽燧遗址中，发现了西汉宣帝时期的麻纸。1957年在西安市灞桥的一座汉墓里发现一叠麻纸，因出土于灞桥，故名为“灞桥纸”。经专家学者鉴定，此纸是西汉武帝时制造的，距今已有两千多年了。这是世界上迄今发现的最早的植物纤维纸。其实物现分别存放在中国和陕西博物馆。这就证明中国在西汉时有了造纸术。

东汉人应劭在《风俗通》中说：汉光武帝在迁都洛阳时，戴素（帛）简（竹）纸书共二千车。公元76年，汉章帝赐给贾逵用竹简和纸写的春秋左氏传各一套。这就说明汉和帝以前就用纸写书了。后汉书邓皇后传曰：汉和帝永元十四年冬（102年）邓接皇后位，“是时，方国贡献，竞求珍丽之物，自后接位，悉令禁绝，岁时但贡纸墨而已。”这里所指的纸显然是指比缣帛更廉价的纸。汉代造纸工艺流程图蔡伦像

西汉早期的麻纸比较粗糙，书写不便。东汉蔡伦在任制造御用器物的尚方令时，可能受当时邓皇后贡纸墨的影响，专心制造更加适用的廉价纸。他在总结已往经验的基础上，吸取了前人的经验教训，将造纸的原料和方法进行了改进，用树皮、麻头、破布、旧鱼网作原料，用新的方法造出的纸，不仅提高了纸的质量，便于书写，而且原料更多，价格便宜，易于推广，深受人们的欢迎和称赞。

汉和帝元兴元年（105年）蔡伦将造好的纸选呈皇上，深得皇帝的赞赏。从此用轻便廉价的纸逐渐代替了沉重的竹简和昂贵的缣帛。这是蔡伦的伟大创造，是对人类文化史上的重大贡献。所以人们将他创造制成的纸，以他的姓氏和官爵命名为“蔡侯纸”。这种造纸术，不仅很快在全国得到推广和应用，而且在7世纪传入朝鲜、日本，8世纪中叶传到阿拉伯，以后又逐渐传到欧洲、北美洲以及全世界，是中国对人类社会文化事业的重大贡献。

最早的结构先进的高炉

河南郑州古荥镇汉代冶铁高炉遗址中的一号高炉，是世界上最早的结构先进的高炉。

中国约在春秋中期就掌握了冶铁技术；不迟于春秋晚期即能炼成铸铁（也叫生铁），比欧洲领先了近2000年。中国炼铁技术突飞猛进的首要原因，是在世界上最早采用了高炉炼铁。

中国冶铁的高炉是由炼铜的竖炉发展而来的。春秋时代，中国已经比较广泛地用竖炉炼铜了。在湖北大冶地区发现的春秋时代三座炼铜竖炉，复原后其结构特点与炼铁用的高炉十分相似。

根据目前的考古发现，中国水彩画高炉最早的高炉产生于汉代。汉代的冶铁高炉遗址，在河南、江苏、北京以及新疆等地多次被发现，其中结构最先进的一座是河南郑州古荥镇一号高炉。经过复原，高炉炉体高4.5米，为椭圆形，这种炉体结构能克服风力吹不到中心的困难。高炉下部的炉墙向外倾斜，形成62度的炉腹角，从而使边缘的炉料与煤气能够有相当充分的接触。全炉可能有4个风口，用4个皮风囊鼓风。这座高炉的容积约44立方米，日产量约0.5吨到1吨。在约2000年前，中国的高炉就已具有如此先进的结构，实在是一项杰出的成就。这在当时世界上是其他国家望尘莫及的。

最早的炼焦和用焦炭冶金

南宋时期，中国开始炼焦和用焦炭冶炼金属。

中国最初的冶金燃料是木炭。木炭的优点很多，比如气孔度大，使料柱有良好的透气性，这在古代鼓风能力不强，风压不高的情况下，是非常重要的。但木炭作为冶金燃料，也有其不易克服的缺点，即资源有限。在寻找新能源的过程中，人们发现了煤。煤燃烧的温度较高，燃烧时间也长，但煤在炉内受热后易碎，影响炉料的透气性，而且煤中含有硫、磷等有害杂质，在冶炼过程中它们会进入生铁而引起热脆和冷脆。

焦炭则是用炼焦煤干馏而成的，它保留了煤的长处，避免了煤的缺点，直到现在仍是冶金生产的主要燃料。1961年，在广东新会发掘的南宋咸淳末年（1270年左右）的炼铁遗址中，除发现了炉渣、石灰石、矿石外，还有焦炭出土。这是中国炼焦和用焦炭冶金的最早的实物，说明当时中国已经炼焦和用焦炭冶炼金属了。

中国是世界上最早炼焦和用焦炭冶金的国家。欧洲人直到18世纪初才知道炼焦，才把焦炭用于冶金，比中国晚了400多年。

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