古代发明与发现(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：李慕南

出版社：河南大学出版社

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古代发明与发现试读：

编写说明

中华民族是世界上最古老的民族，中华文明是世界上最悠久的文明之一。中国有文字记载的历史近5000年之久，从公元前841年开始，有文献可考的编年史从未间断，至今已近3000年，这在人类历史的长河中是绝无仅有的。世界四大文明古国中，只有中国的历史始终传承有序，从未中断。

中国人的文化是崇尚和平的文化，奉行中庸的理想人格。在多种文化相汇时，善于融合，不偏颇、不怨尤，尚调和、主平衡，使中华民族不断发展壮大。中国文化如百川之海，浩淼无垠。《中国文化史》叙述中国从史前到现在的国土开辟、民族形成、社会进化、经济文化发展、政治演变的不平凡的历程。

为了全面展现这一波澜壮阔的历史，本书用了近1200万字、8卷68分册的洋洋篇幅来记述。

政治卷：分为历代帝王、王朝更替、历代名臣、权臣末路、宫廷政治、后宫政治、政治事件、千古奇案等8分册来阐述政治斗争的复杂性。

军事卷：分为军事统帅、兵书通览、著名战役、军事思想、军事制度、军事谋略、军事工程、军事间谍等8分册来演绎古代军事文化的发展和军事斗争的残酷。

文学卷：分为神话传说、历代诗歌、历代词赋、历代小说、历代散文、文学名著、文学名家、民间文学等8分册来展现中国文学形式的丰富多彩与辉煌成就。

艺术卷：分为书法与篆刻艺术、绘画艺术、建筑艺术、雕塑艺术、音乐艺术、舞蹈艺术、戏曲艺术、民间艺术、工艺美术、艺坛典故等10分册来描绘古代绚烂多彩的艺术殿堂。

科技卷：分为古代生物与医学、古代数学与物理学、古代天文历法、古代地理与农学、古代化学、古代发明与发现、历代科技、科学名家等8分册来展示古代科学技术的进步与巨大成就。

民俗卷：分为传统节日、婚育习俗、服饰文化、饮食文化、信仰文化、诞辰与丧葬习俗、民居民俗、游艺文化、中华武术、风水与巫术等10分册来表现古代人民社会生活的丰富多彩。

社会卷：分为商业贸易、社会经济、农业制度、古代教育、古代民族史、思想文化、千秋教化、典章制度等8分册来解读古代社会生活的形成、演变与发展过程。

历史卷：分为历史典籍、中外关系、历代律令、历代官制、历代宦官、历代状元、历史掌故、历史之谜等8分册来揭示古代历史长河角落中最为隐秘的部分。

为了摒弃传统历史教科书条条框框式的说教，增加直观性、可读性、趣味性，本丛书分门别类采用辞条的形式，并辅之以大量丰富、精美的插图，以立体的方式再现中国文化的宏伟历史画卷。

由于丛书篇幅宏大、编写时间又较为仓促，书中难免存在各种疏虞之处，恳请广大读者悉心指正。本书编委会

一、天文地理发明与发现

世界上最早的星图

星图，就是将恒星在宇宙之中的位置准确地投影到平面上所构成的图，这种图非常难画。考古学家们从各种挖掘出土的文物来看，中国是世界上最早绘制星图的国家。而且星星在星图上的位置，和现在科学家们运用高科技观测到的实际位置基本一致。

中国目前在考古中发现最多的星图，是三国时期吴太史令陈卓所画的星图。陈卓把当时天文学界存在的石氏、甘氏、巫咸三家学派所命名的恒星，求同存异，合画成了一张《全天星图》。这幅星图上一共有星283组、1464颗。

考古学家还挖掘出一张约在公元940年前后绘制在绢上的“敦煌星图”。

科学家们还发现了中国古人将星图雕刻在岩石上的《石刻星图》。近年来，中国考古学家从五代时期的墓地中，发现了两块完好无损的二十八宿石刻星图。每个石刻星图上大约有180多颗星星，它们在天空的位置相当精确，是世界上发现的古星图中的珍品。

现在，江苏省苏州市保存有一幅石刻天文图。整幅星图长2.6米，宽1.2米，上部绘有一个圆形的星图，下部刻有文字，共有1440颗恒星。据考古学家研究分析，这幅珍贵的星图是北宋黄袁在元丰年间（1078～1085），根据天文观测结果所绘制的。直到南宋理宗淳啣七年（1247）的时候，才刻到这块石头上，也是流传至今较早的星图之一。

中国古代劳动人民除了会制作恒星图外，还会做最难绘制的彗星图。1973年，考古学家在湖南长沙马王堆3号墓中，出土了一种占验吉凶的帛书。在这部2200多年前的迷信著作中，记录了目前所知世界上最早的彗星。图共29幅，形状各异。那长长的像扫帚一样的是彗尾，圆圈或黑点代表彗星头。在每幅彗星图的下面，都有占文，开头记有彗星的名称，其中还包括有著名的

哈雷彗星

中国古代的这些星图，为人类认识宇宙奠定了坚实的基础，充分说明了中国古代人民在天文学研究方面的卓越成就。哈雷彗星

著名的哈雷彗星，在欧洲是被科学家阿皮亚尼斯于1531年第一次发现的。1607年，科学家开普勒第二次发现了这颗彗星。当哈雷彗星于1683年第三次被科学家发现时，人们就推算出了它的运行轨道和它76年才光临一次地球的绕日周期。科学家哈雷预测，到1759年，哈雷彗星将重返地球，到了1759年，这个预言被证实了，于是人们就称这颗彗星为“哈雷彗星”。

其实，阿皮亚尼斯并不是最早发现这颗彗星的人。据考古学家考证：中国是最早发现并记录哈雷彗星的国家。

中国古籍《淮南子·兵略训》一书中记载有“彗星出”三个字。现代科学家们认为，这是世界上关于哈雷彗星在公元前1057年回归地球的最早记载。但也有人认为，世界上对哈雷彗星最早的记录是中国古籍《春秋》鲁文公十四年（前613）里面所写的：“七月，有星孛入于北斗。”《公羊传》里也写道：“孛者何？彗星也。”在《史记·六国年表》秦厉共公十年（前467）里写到：“彗星见”，有人认为这是人类历史上对哈雷彗星的第二次记录，但由于文字太简单，没有被世界公认。世界上公认的人类历史上最早的一次关于哈雷彗星的记录，是《史记·秦始皇本纪》始皇七年（前240）里所记载的：“彗星光出东方，见北方，五月见西方……彗星复见西方十六日。”这个时间记载也比欧洲科学家阿皮亚尼斯的第一次发现早1771年。

到1910年，哈雷彗星以76年为周期，共出现29次，在中国的史书上均有记载。其中记录最详细的一次见于《汉书·五行志》汉成帝元延元年条，共一百多字，把哈雷彗星的来龙去脉、运行轨道叙述得清清楚楚。到了宋元以后，中国古代天文学家对哈雷彗星的叙述越来越精确，记载越来越详细。例如，外国天文学家阿皮亚尼斯、哈雷、开普勒分别观测到的三次哈雷彗星，在中国的古籍，《明史》、《清史稿》、《东华录》等书中均有详细记载。通过这种种史料证明，中国在古代就早已保存了丰富的有关哈雷彗星的观测资料。

太阳黑子现象

中国古代大量的史料证明：中国是世界上最早对太阳黑子有文字记载的国家。现在，世界上公认的最早的太阳黑子记载，见于《汉书·五行志》：“成帝河平元年……三月己未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”这一记录，把当时太阳黑子的位置和时间都叙述得非常清楚。事实上，在这个记录以前，中国古代还有更早关于太阳黑子的记载：在约公元前140年所著的《淮南子》一书中，有“日中有骏乌”的记载。“骏乌”就是指太阳黑子。《后汉书·五行志》中有这样的记载：“中平……五年正月，日色赤黄，中有黑气如飞鹊，数月乃消。”《宋史·天文志》中也记载道：“绍兴元年二月己卯，日中有黑子，如李大，三日乃伏。六年十月壬戌，日中有黑子，如李大，至十一月丙寅始消。七年二月庚子，日中有黑子，如李大，旬日始消。四月戊申，日中有黑子，至五月乃消。”此外，中国古代的人们还对太阳黑子群有详细的记载，《宋史·天文志》中记有在公元1112年的“四月辛卯，日中有黑子，乍二乍三，如栗大。”

中国古代人们在观测太阳黑子的过程中，不可能有望远镜来做工具辅助观测，全靠目测。人们只能在阳光不强，如早上日出，晚上日落的时候，或是用“盆油观日”的方法。据考古学家统计，中国古代从汉朝到明朝的这1600多年间，仅对太阳黑子现象的记载就达100次以上。美国天文学家海耳就曾经说过：“中国古人测天的精勤，十分惊人。黑子的观测，远在西人之前大约2000年。历史记载不绝，而且相传颇确实，自然是可以证信的。”欧洲发现太阳黑子现象，时间要比中国晚得多。外国人第一次发现太阳黑子现象，据记载是在公元807年8月19日。

我们的祖先善于观察，热爱大自然和生活，留下了大量宝贵的天象记录，这无不反映出先人孜孜不倦、勤于观测的严谨态度，闪烁着中华民族智慧的光辉。这些天象记录，是中国丰富文化宝库中的一份珍贵遗产。

日月食

中国古代对发生日月食原因的科学研究，在世界上是最早的。在古籍《周易·丰卦》中就有“月盈则食”的记录。此外，在《诗·小雅·十月之交》中也有“彼月而食，则维其常”的句子。这说明，那时的人们就已经知道月食现象是有一定的规律的，只是在“月望”的时候，才会发生。而并不是一些迷信中所说的“天狗吃月亮”。

战国时期的石申，已经发现了日食的出现与月亮有关。西汉末期的刘向在《五经通义》一书中写道：“日食者，月往蔽之。”这段记录说明，那时的人们已经知道了日食的出现是因为月亮挡住了太阳光形成的。这个发现比外国早了几千年时间。东汉时期的张衡在《灵宪》一书中把月食现象解释得更加清楚。他认为月亮的光芒不是月亮自己发出的，而是反射的太阳光，由于地球挡住了太阳光，月亮得不到照耀，就产生了月食现象。

据考古学家研究，中国古代的科学家们不但已把发生日月食的原因探讨得非常清楚，而且还作过世界上最早对日月食现象的预报。沈括在《梦溪笔谈》中，指出为什么日月食现象并不在每个朔望月都出现的道理。他解释说，这是因为地球的黄道和白道并不是平行的，它们是相交的。只有当它们的经度一样，而且两条道又比较靠近的时候，才能够出现日月食的现象。沈括在书中还明确写道，如果黄道和白道在正好相交的地方，那么肯定会出现月全食或日全食。如果不在正中，则发生偏食。

随着人们对日月研究的深入，中国古代科学家推算日月食的时间也越来越准确。从古至今，中国对日月食的研究一直处在世界先进行列。中国古代科学家对日月食研究的成果，在世界天文学的发展史上，写下了光辉的一页。

流星雨

什么叫流星雨？流星雨，是指许许多多的流星一块儿从空中落入大气层，就和下雨一样，景象非常壮观。但这种宏伟的场面只有几十年甚至几百年才遇见一次。有关流星雨的记载，要数中国最早。据考古学家初步统计，中国古代有关流星雨的文字记录约有180多次。其中天琴座流星雨的记录大概有9次；英仙座的流星雨大概有12次；狮子座的流星雨大约有7次。这些记录，对现代的科学家研究流星群轨道的演变有十分重要的作用。

世界上公认的最早对流星雨的记载，见于中国古代的《竹书纪年》一书。书中写道：“夏帝癸十五年，夜中星陨如雨。”最详细的记录见于《左传》：“鲁庄公七年（前687）夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如雨。”这个记录是世界上最早对天琴座流星雨的记录。流星雨的出现，场面十分宏伟，相当动人。中国古代人们的记录也都很精彩。如南北朝时期的《宋书·天文志）中记载道：“大明五年……三月，月掩轩辕……有流星数千万，或长或短，或大或小，并西行，至晓而止。”这个记录是中国古代的人在公元461年对天琴座流星雨的一次如实记载。中国古代的劳动人民对英仙座流星雨的场面，也作了非常详细的记录，令人难以忘怀。唐朝时期的《新唐书·天文志》中这样记载道：唐玄宗“开元二年（714）五月乙卯晦，有星西北流，或如瓮，或如斗，贯北极，小者不可胜数，天星尽摇，至曙乃止。”

此外，中国古代还对流星体坠落到地面变成陨石或者陨铁的现象有所研究。这一现象，中国也有详细记录。《史记·天官书）中就有“星陨落地，则石也”的解释。在北宋时期的《梦溪笔谈》中，沈括还对陨石的成分有研究。书中写道：“治平元年（1064），常州日禺时，天有大声如雷，乃一大星，几如月，见于东南。少时而又震一声，移著西南。又一震而坠在宜兴县民许氏园中，远近皆见，火光赫然照天……视地中只有一窍如杯大，极深。下视之，星在其中，荧荧然，良久渐暗，尚热不可近。又久之，发其窍，深三尺余，乃得一圆石，犹热，其大如拳，一头微锐，色如铁，重亦如之。”这段记录，说明那时沈括就已经注意到陨石的主要成分。而在欧洲，人们直到1803年之后，才知道陨石是流星体坠落到地球上的残留部分。现在，在成都地质学院里，还陈列着一块最古老的陨石，大约是明朝时期坠落到地球上的，直到清康熙五十五年（1716）才挖掘出，重达58.5千克。

中国古代对流星研究的文字记录，为现代的天文学家们提供了一个非常珍贵的资料仓库。

云雾雨

中国早在3000多年前的商代时期，就已有关于天气现象的记载了。中国古代的劳动人民对天气现象的研究理论是很多的，而且绝大多数都与现代科学家研究的结果一致，这反映了中国古代劳动人民的聪明才智和他们勤于观察、勇于探索的精神。

在古籍《黄帝内经·素问》第二卷中，记载了当时人们对水分循环和云雨形成的想法。书中这样写道：“地气上为云，天气下为雨。雨出地气，云出天气。”这段话的意思是说：“云的不断形成，是因为地上的水不断蒸发，在天空中积累起来。而下雨则是因为云下降。雨虽是从天而降，追寻它的根本，却是因为地下水汽上升。云虽是地上的水蒸发形成的，地上的水却又是落雨供应的。”东汉的王充在《论衡·说日篇》中也有相似的解释：“雨从地上不从天下，见雨从上集，则谓天下矣，其实地上也。”这些解释说明了中国人民早在汉朝以前，就已经知道了雨水的不断循环过程。

关于雾的形成，中国古代的劳动人民也作出了非常明确的解释。《尔雅》一书中写道：“地气发，天不应，曰雾。”意思是说：“地面上的水分向天上扩散，但无法充分扩散出去，因而就形成了雾。”此外，宋蔡卞在《毛诗名物解》一书中也说道：“水汽之在天成雾，雾，云之类也。”即是说：“地上的水汽在空中可形成雾，其实，地上的雾和天上的云是同一类的东西。”他的这个解释和现代科学家们的研究结果基本一样。

关于对雨滴的形成，西汉时期的董仲舒在所著《雨雹对》中作出了这样的解释，他写道：“攒聚相和，其体稍重，故雨乘虚而坠。”意思是说，雨滴是由小云滴受

风

降雨

关于雪花的形成，中国自古以来有“气体形成说”、“液体形成说”、“固体形成说”三种说法。古籍《春秋说题辞》中认为雪花是水汽在空中遇冷凝结形成的。但西汉的董仲舒、东汉的许慎和刘熙、宋朝的朱熹、明代的王逵等人，则认为雪花是由于云中的雨滴等液体受冷结成的。而明朝的杨慎则认为雪花是霰或米雪等固体形成的。其实，直到现代，从科学家们对雪花的形成理论来看，仍有这三种截然不同的说法。

关于雷电的形成，在中国古代也有不同的说法。一种是战国时期赵国人许慎到提出的“摩擦形成说”（阴与阳夹持，则磨轧有光而为电）；一种是东汉时期王充等提出的“爆炸起电说”。王充在《论衡·雷虚篇》中，用“一斗水灌冶铸之火，气激襞裂，若雷之音矣”来解释雷电的现象，他特别把雷电的季节性出现作了科学解释，认为“雷者，太阳之激气也，何以明之？正月阳动，故正月始雷。五月阳盛，故五月雷迅。秋冬阳衰，故秋冬雷潜。”这段话的意思是说：由于春季太阳的热力逐渐增强，所以有发生雷电的可能。夏季，太阳的热力最盛，所以这时的雷电最厉害。秋冬季节，太阳的热力减弱，所以一般就不会发生雷电现象。

天气预报

古代中国劳动人民在没有科学仪器的情况下，通过长久地观测天空，凭着聪明智慧，预测天气变化，掌握了许多关于天气变化的规律。

在中国的古籍中有专门预测天气的记载，如说：“在下雪以前，往往先会下霰。”即“如彼雨雪，先集维霰。”汉朝时的《焦氏易林》中说：“蚁封穴户，大雨将至。”《论衡·寒温篇》中记载：“朝有繁霜，夕有列光。”即“早晨要是有很多的霜，必定夜间的星又多又亮。”后魏时期的《齐民要术》第4卷中也写道：“天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜。”这句话的意思是说：“如果天下完雨后刚刚晴朗，如果又见到有寒冷的北风袭来，那么这天夜里肯定有霜。”

随着中国古代劳动人民对天气的经验积累，关于天气的谚语越来越丰富，而且还集成了专门的书。唐朝时期，中国古代民间的有关天气经验的书中，最有名的是黄子发的《相雨书》。这本书收集了在唐朝以前的绝大多数天气谚语。如书中说：“当天空中出现黑色或红色的

云

元明时期，中国还出现了海上天气预报的著作。如《东西·洋考》一书，其中就有关于当时海上的天气谚语。例如：“乌云接日，鱼即倾滴”；“迎云对风行，风雨转时辰”；“断虹晚见，不明天变；断虹早挂，有风不怕”等。

在中国古代，还有一本叫《古云图集》的书，这本书把各种天气时的云都画了下来。并对这种云作了解释，先说明这种云的特征，然后说明出现这种云时风雨或其他什么坏天气将在什么时候到来，强烈程度多少等情况。

中国古代劳动人民对天气观测做了非常宝贵的探索，直到今天有许多预测天气的谚语仍在全世界流行和运用，并与现代科技手段相结合，更加准确地预测出天气的变化情况。云

中国从古代就很重视云的变化。在《管子·侈靡篇》中提到通过云的形状或颜色变化可以推测出天气的变化，书中写道：“如果云块比较平坦，雨不会下得很大。下雨的时候如果没有供应水分的云，雨就不会下得很长，很快就会下完。”古代的人们只有对云进行过非常仔细的观察，并且要提高到一定的理性认识高度，才能得出这样的结论。在古籍《吕氏春秋·有始览·有始篇》一书中，已经把云按不同的形状分为“山云”、“水云”、“旱云”、“雨云”4种。

在中国民间，很早就有许多有关云的天气谚语，如唐代的《国史补》一书中，就记载有“暴风之候，有炮车云”的话。唐朝时期的另外一本《相雨书》，也有“云若鱼鳞，次日风最大。”宋朝时期的《谈苑》一书中，有一条这样的天气谚语：“云向南，雨潭潭；云向北，老鹤寻河哭；云向西，雨没犁；云向东，尘埃没老翁。”这句话把云和晴雨联系起来，是很有科学道理的。

既然古人把云分了这么多种类，那么人们为了辨认不同的云，就绘制了许多《云图》。目前发现的世界上最早的云图，是中国的马王堆3号墓出土的《天文气象杂占》和中国敦煌发现的唐天宝初年的《占云气书》。风

据考古学家考证，中国远在殷代时期，就已经对风有所研究了。古书上记载：那时，中国古代的劳动人民就已经把风分为4个种类，即是指东、南、西、北四个不同方向的风。此后，中国古代劳动人民对风的研究逐渐发展，到汉朝时期，中国已有对24个方向风向的专用名称。

从挖掘出土的文物来看，中国至少在西汉时期，就已经发明出了一种风向器。西汉时的《淮南子》中，记载有一种简单的风向器。这种风向器可能就是由风杆上系了布帛或长条旗的最简单的“示风器”演变过来的。《淮南子·齐俗训》中说：“这种风向器在风的作用下，没有一刻是平静的。”从这可以看出，当时的这种风向器非常灵敏。

汉朝时期，史书上记载的除前面所说的那种“示风器”以外，还有“铜凤凰”和“相风铜乌”两种。这三种风向器，显示了当时中国风向器发展的方向。“铜凤凰”主要安装在汉武帝太初元年（前104）所建的建章宫里。当时的建章宫里就安装了两个铜凤凰，一个装在大门上，另一个装在屋顶上。据古籍《三铺黄图》上说，在铜凤凰的下面有一个十分灵敏的转枢，每当风来的时候，铜凤凰的头就会向着风吹来的地方，好像要飞的样子。但后来，这种灵敏的风向器被皇家贵族们当作了房屋的装饰品，失去了原来风向器的作用。“相风铜乌”则是一种形状像乌鸦的风向器。它安装在汉朝时期人们观测天文气象的“灵台”上。这是当时专门观测风向的仪器，因此人们把它做得比较笨重，据说只有“千里风来”的时候才转动。但这毕竟是科学仪器，自然要不断改进，所以后来人们就把它做得轻巧灵敏一些，使得人只要对它吹一口气，它也会转动。后来，这种灵巧的风向仪器就渐渐在民间普及起来。

但是，从古代的军事和交通等需要来看，这三种风向器都不太合适。因此，在《乙巳占》中，指出了“常住按居，宜用乌候；军旅权设，宜用羽占。”意思是说：“相风乌铜这种风向器最好安装在一个固定的地方。而如果是军事驻地经常变化，那么还是用鸡毛编成的好。”这种鸡毛做成的风向器重5两至8两，挂在高杆上，等羽毛被风吹成平衡状态，就可以进行观测了。这种简单的风向器在唐朝以前就有了，唐朝以后更加普及。

中国古代的人们不仅对风的方向有所研究，对风力也很有探讨。在唐朝时期，中国人开始把风分成8个级别，再加上“无风”和“和风”共有10个级别。这和现在人们所观测到的风力和所使用的等级标准基本一样，充分反映了中国古代劳动人民的聪明才智。降雨

中国古代对雨水的观测十分重视，因为这直接关系到农业生产。从甲骨卜辞中，就可以看出，当时的人们对雨已经有“大雨”、“猛雨”、“疾雨”、“足雨”、“多雨”、“毛毛雨”之分，而且还注意到了雨的来向。

据考古学家考证，中国自秦朝开始，就已经有“报雨泽”的制度。1975年2月，科学家在湖北省云梦睡虎地发掘的11号秦墓中，发现了《秦律十八种》的竹简，其中，《田律》中记载道，凡下及时的而且有利于庄稼生长的雨，在下完雨后要立即向政府用书信报告受到雨灌溉的田亩数。如果是庄稼生长后下的雨，应该向政府报告雨量有多少和受益的田亩数。如果发生了旱灾、洪水、暴风雨等自然灾害，必须立即向政府报告受灾的田亩数。这些报告，就近的县可以要走得快的人传送，如果距离比较远，则要用各县之间的驿站传送，而且每年必须在8月底以前送到。在东汉时期，政府也曾要求所辖各郡国要把每年立春到立秋的整个农作物生长情况以及当地降雨量的多少迅速汇报给中央。

东汉以后，历代政府对农业和各地的降水量都很关心。在南宋时期数学家秦九韶所著的《数术九章》一书中，就有4道有关降水的数学题。秦九韶在书中非常明确地指出：农业生产的丰收好坏，与每年的雨雪很有关系。主管农业的政府官员如果想知道雨雪的降水量，就必须用一种容器计算。但如果容器的形状、容积不同，计算出来的降水量就会大不相同。那么怎样才能客观地从容器的降水量计算出当地有代表性的降水量呢？出这4道数学题，就是为了解决这个问题。因此，这4道题的最后所问，都是问合平地的降水量多少。从这里可以看出，当时的人们已经知道了只有把降水量换算为平地上的量，才是有代表性的量。从这几道算题可以看出，当时中国还没有统一标准的容器。这是因为当时各地是用“天池”作为容器，而“天池”本身的作用则是为防止森林火灾用来积存雨水的，所以没有一定的标准。中国真正统一的容器的发明大概出现在明朝时期。考古学家曾在朝鲜发现了一个中国古代的黄铜雨量器，并且标有标尺。据考证，这个容器是中国于公元1770年制造的。考古学家研究，这并不是中国最早的一个统一的容器。

明朝以后，中国政府非常重视测雨量，要求各州县的官吏都必须按月向朝廷报告雨水情况。这种制度直到清朝后期，仍保持着。在现在的故宫博物院内保存着许多明清时代大量的各地上报降雨量的奏折。

雪花形状

德国著名的天文学家开普勒，是世界上第一个在欧洲宣布雪花是六角形的人。1610年冬天，开普勒写了一篇题为《把六角形的雪花作为新年礼物》的观察报告。这是他从数学的角度来研究雪花的结果。

但令世界上研究科学的人都惊叹不已的是：据考古学家从挖掘出的文物来看，中国人早在2100多年前，就已经知道了雪花是六角形的。在公元前135年的＜韩诗外传》中，有“凡草木花多五出，雪花独六出”的记载。这说明，当时雪花是六角形的科学常识已经被中国民间普遍认识了。可见中国古代劳动人民对许多自然现象早已作出了正确的结论。

在《韩诗外传》以后，中国有关雪花是六角形的记载越来越多，而且具有文学色彩。譬如在公元6世纪初，大文学家萧统在一首诗中写道：“彤云垂四面之叶，玉雪开六出之花。”12世纪时，宋代的朱熹在《朱子语类》一书中说：“雪花所以必六出者，盖只是霰下被猛风拍开于地，故成六出……六者阴数，太阳元精石，亦六棱，盖天地自然之数。”

此外，中国古代的一些思想家认为六角形的雪花像蜂窝，因此可以组成连续完美的宇宙。雪是由水变成的，水是宇宙阴阳中阴的形态，就像“六”字，因此人们推断出雪花是六角形的。明朝时期，唐锦在《梦余录》中写道：“草木之花皆五出，而雪花独六出。先儒谓地六为水之成数，雪者水结为花，故六出。然至春，则雪皆五出。”虽然唐锦对雪花是六角形的认识是基本正确的，但他对春天时的雪花是五角形的认识却是不对的。到了明朝时期，另一位文学家谢在杭对唐锦的“春天的雪花是五角形”的说法提出了反对。大约到了公元1600年，他在所撰的一部著作中写道：“然余每冬春之交，取雪花视之，皆六出。”意思是说：“每年冬春之交的时候，雪花的样子都是六角形的。”他很可能是靠当时的放大镜来观察雪花的。

浑仪和简仪

浑仪，是中国古代测天的一种仪器，用来测量天体位置的赤道坐标等。

在现代许多科技读物的显著位置，读者会常常看到一架铜铸龙盘大型圆环的古代测天仪器。它甚至成了中国古代科技发展的标志性图案，这就是浑仪。它姿态雄伟，气势磅礴。托起整个仪器的四条铜龙，生气勃勃。仪器上部圆环相套，浑厚纯朴。整个仪器结构牢固，工艺华美，是中国古代科学技术、工艺美术、冶铸技巧、机械构造等多方面高度发展的结晶。庆幸的是现代人不必担心这种具有划时代意义代表性的古代仪器会如恐龙一样只能相见于图画中，在现实社会中，人们仍能一睹其芳姿。在南京紫金山天文台，即安置着一架惟一保存下来的古代浑仪。它制造于公元1437年，是明代浑仪，高2.75米，宽2.46米，长2.48米。

浑仪在中国有着悠久的历史。据史料记载，早在汉武帝时就有了浑仪。东汉年间又陆续创造了多种浑仪。唐太宗贞观四年（630）天文学家李淳风在前人基础上又创造了浑天黄道仪。唐玄宗开元九年（721），世界上第一个发现恒星运动的天文学家一行制造了一架黄道游仪。一行用这架仪器观测了月亮的运动和许多星宿的黄赤道度数等。到这时，中国的浑仪已经比较完善，在这一时期内是世界上最先进的天文仪器之一。北宋以后，中国又有不少天文学家对浑仪作了进一步的改进和提高。彻底的革新乃是元代杰出天文学家郭守敬等人进行的，简仪由此应运而生。

简仪从浑仪复杂的环圈结构中解放出来，分解为互相独立的赤道装置和地平装置，大大提高了观测精度。即现代所谓的赤道经纬仪和地乎经纬仪。简仪的创制，证明了那时中国仪器制造技术已经达到相当先进的水平。简仪的地平装置叫立运仪，它可以同时测量天体的高度和方位，这在中国观天古仪中还是首创。近代工程和地形测量用的经纬仪，航空导航用的天文罗盘，其结构与立运仪实属同一类型。

简仪独立赤道装置是由郭守敬于公元1276年创造的。而欧洲的狄谷采用类似的赤道装置，则在郭守敬后300多年。李约瑟在《中国科学技术史》一书中引用根舍赞叹中国古仪的话说：欧洲人看作文艺复兴后天文学主要进步之一的赤道仪，中国人在3个世纪以前即已经使用了。著名的《新总星表》（即N.G.O星表）的作者德雷耶尔在评价简仪时指出：不少伟大的发明，中国人常常在西方国家享有它们以前的许多世纪就已做出了。这些评价说明，简仪的问世，在中国天文学史上，尤其在天文仪器发展史上写下了光辉的一页。

浑仪和简仪这两项伟大创造，是中华民族文化遗产中的珍品瑰宝。它们的设计和制造水平，不仅使中国测天仪器在世界上遥遥居于领先地位，而且对现代仪器也产生极其深远的影响。从现代大型望远镜，各类测量仪以及航空导航用的天文罗盘等现代仪器身上，都可以看到它们的影子或原型。可以说，浑仪和简仪是许多现代化仪器的先驱。

二、政治军事发明与发现

消防队

俗话说“水火不留情”，要是某个家庭或地区一旦发生火灾，得不到及时地扑救，那么，后果将不堪设想。因此，现在世界各国大中小型城市都设立有专门救火的消防队。世界上最早的一支消防队成立于中国。

早在距今1000年前的北宋时期，在中国的开封就已有了专门的消防队，那时消防队的名字叫“军巡铺”。北宋的京都汴京（今河南开封市），是当时全国最繁华热闹的城市，房屋非常稠密，一座挨着一座，一旦起火，大火就会蔓延，危及到全城的每一座房屋。为了能及时发现灾情，扑灭大火，当时的朝廷就在京都建立了一支专门的消防队伍。那时的消防队主要有3项任务：发现火警；报警；灭火。

北宋的这支消防队以“军巡铺”为单位，遍布大街小巷，每300步就有一个消防站，驻有官兵百余人，可见当时消防队的庞大。并备有许多消防器具，如大小水桶、铁铲、斧头、锯子、火叉等。还在全城的最高处专门修建了一座“望火楼”，从楼上就可望到整个开封市的景物。望火楼上一般有兵丁5人，居高临下，昼夜四望，从不间歇，一旦发现哪里失火，立即奔赴现场，报告驻扎在那里的军巡铺，迅速灭火。对忠于职责、报警灭火有功的军士，要提官和奖赏。对灭火负伤的军士不但有重赏，而且还请专门的医生治疗。反之，如果军士玩忽职守，见火不救，畏惧不前者则按军法治罪。对纵火者，则要通缉严办。

自北宋建立了军巡铺后，我国历代相袭。到了近代，才称之为“消防队”。

海军

中国是世界上最早建立海军的国家。据史料记载，大约在3500年前，夏朝出兵攻打山东半岛上的一个小国，双方都有武士持戈驾舟迎战。到了公元前6世纪，中国就有了较完善的海军组织。当时的吴国在太湖里训练海军，他们把海军战舰划分为“大翼”、“小翼”、“突冒”等许多种类，分别担负进攻、驱逐、冲锋等任务。而那时的西方还根本没有海军，直到公元前483年，雅典才开始组建海军，比中国晚了1000多年。

我国最早记载海战的故事发生于公元前435年，当时吴国海军的军舰从海路进攻山东半岛的齐国，双方的军舰在黄海相遇，展开激烈战斗。结果是齐军大胜而归，吴军狼狈而逃。

在我国古代历史上建立最庞大海军力量的，要数三国时期的东吴。东吴的海军主力主要活动在长江流域，共有战舰500艘。他们的活动范围也非常大，曾航海北到朝鲜，南抵越南。

到了隋朝的时候，中国人民发明了一种叫做“五牙”的大型战舰，战舰上安装了6根木桅，顶上有一个巨石，运用杠杆原理，在战斗中与敌舰接近时，可以迅速把桅杆放下，砸坏敌舰。如果一次没击中，还可以迅速收起再放，如果敌舰四面包围，还可以让6根桅杆同时放下，一次就能击中6艘敌舰。

此外，中国还是世界上第一个在军舰上安装火炮的国家。早在11世纪初期，我国的军舰上就普遍安上了大炮、火箭等远距离大规模杀伤的火力武器，领先世界200多年。

直升机

公元4世纪，道教理论家和炼丹家葛洪已谈到关于直升机的水平旋翼。那时中国的一些普通玩具已如直升机的旋翼。其中最常见的一种叫“竹片蜻蜓”，它有一根轴，上面绕着一条纸，轴上装着几个叶片，定好角度，一拉线。旋翼就向空中飞升上去。这种简单而又十分重要的玩具，对欧洲航空先驱者影响很大。

现代航空之父乔治·克莱，在1809年研究了“中国直升机旋翼”。它有两套用羽毛做的旋翼叶片和一个带有发条的装置。这种中国式“竹片蜻蜓”能飞向空中7、8米高。克莱着手试做一种改进的旋翼，在他1853年所画的图上，画出了自己做的直升机旋翼。这个旋翼可以飞上空中近300米高。

当时的旋翼是现代飞机推进器的雏型。但在竖直地安装旋翼方面，中国人当时也走在欧洲人的前头。明代刘侗在《帝京景物略》一书中记载，当时人们把旋翼竖直安放并称其为“风车”。这些漂亮的红绿颜色引起了人们的兴趣。当轮子在风中转动时，颜色迅速变换，闪烁耀眼。风车可以装在固定地方，或者装在棍子上，拿在手中。还有各种各样的旋转轮，它们可用于压低杠杆和打鼓做功。一些中国风车在1301年王振鹏画的画中也可以看到。有些风车是装在风筝上，竖直安装的，在风中转动只是为了娱乐。

中国人就这样欣赏着实际上有适当机翼和推进器的小型“飞机”，但只让它们在风中飞舞，没有使它成为一架真正的飞机。然而在1400年以后，飞机旋翼对西方的影响成了航空学和载人飞机诞生的主要因素之一。中国式“竹片蜻蜓”作为西方制造直升飞机的奠基石，这是中国人引以为自豪的。但是，它也给中国人以深刻的启示：一项创造发明仅仅为了娱乐，就会停留在原始阶段；向生产发展才有广阔的天地。

炸弹

中国是世界上最早发明火药的国家，距今已有2000多年的历史。火药被发明后，很快由军事家用到战争中，出现了火药武器。唐代开始出现了火药火箭和火药火炮。公元1000年，唐福制造了火球、火蒺藜等武器，还得到政府的奖励。

公元1189年（金世宗大定二十九年），阳曲（今山西太原）北郑村有个以捉狐狸为业的人，名字叫铁李，他制造了一种陶质的下粗上细的“火罐炸弹”，把火药装入罐内，在上面的细口处安上引信。这种“火罐炸弹”并不起如今炸弹的杀伤作用，仅是制造轰鸣声。猎人在捕野兽时点燃引信，“火罐炸弹”爆炸发出巨大声响，把野兽吓得四处乱窜，跑入猎人预设的网中，再用斧头等工具把野兽打死。这种“火罐炸弹”，就是现代金属炸弹的雏形。

12世纪末和13世纪初，金人在陶火罐的基础上发明了“震天雷”（南宋和元朝时期又叫铁火炮），这是世界上最早的金属炸弹。

震天雷用生铁铸造。有4种样式：罐子式，葫芦式，圆体式和合碗式。其中罐子式震天雷，口小身粗，厚约7厘米，内装火药，上安引信。用时由抛石机发射，或由上向下投掷，杀伤人马。公元1221年（宋宁宗嘉定十四年），金兵围攻蕲州（今湖北蕲春）时，大量使用了震天雷。公元1213年（金哀正六十八年）河中府（今山西永济）战役，以及公元1232年（金哀天兴元年）南京（今河南开封）战役中，金兵在进攻中都使用了震天雷。

从陶罐炸弹到金属炸弹，中国的发明都走在世界的最前列。

弩

弓箭

弓箭的使用在中国至少已有两万多年的历史，弩作为中国军队的常规武器则有2000多年的历史。从保存下来的有关弩的详细描述看，最早的弩是一种青铜手枪式，其顶部的设计属于周朝早期，可能是公元前8世纪或9世纪甚至更早些时候。据史料记载，弩是战国时期楚国冯蒙的弟子琴公子发明的。《事物纪原》中说：“楚琴氏以弓矢之势不足以威天下，乃横弓著臂旋机而廓，加之以力，即弩之始，出于楚琴氏之也。”在长沙楚墓出土的文物中，就有制造得相当精巧的弩机，它外面有一个匣，匣内前方有挂弦的钩，钩的后面有照门，照门上刻有定距离的分划，其作用类似现代步枪上的标尺；匣的下面有扳机与钩相联，使用时，将弓弦向后拉起挂在钩上，瞄准目标后扣动扳机，箭即射出，命中目标。弩的发明是射击兵器的一大进步。

英国著名科学家李约瑟在对我国古代的科学技术进行了深入的研究后，所著《中国的科学与文化》（中译本名为《中国科学技术史》）中认为，琴公子真正发明的可能只是一个触发机械装置。弩比较早的形式可能早已存在了，《孙子兵法》中有关于弩的最早证据，孙子（孙武）的后裔孙膑记录了公元前4世纪在战争中使用弩的情况。《墨经》中不仅讲到用通常的弩，也谈到用大的复合弩箭（弩炮）来攻城。

在公元3世纪以前的著作中，关于弩的记载已很丰富。《吕氏春秋》记述了青铜触发装置的精确性，它是中国人在发展弩方面取得的成就中，给人印象最深刻的。触发盒嵌入托中，在它的上面有一个槽，放弓箭或弩箭。弩的触发装置是一个复杂的设备，它的壳，包括在两个长柄上的3个滑动块，每件都是用青铜精铸而成的，机械加工达到令人难以想象的精确度。

战国时弩机的种类就比较多了。如夹弩、庾弩是轻型弩，发射速度快，通常用于攻守城垒；唐弩、大弩是强弩，射程远，通常用于野战。据《战国策》记载，韩国强弓劲弩很出名，有多种弩皆能射600步远。《荀子》也载有魏国武卒“有十二石之弩”等事例。

弩的发明、制作和使用，在战争中发挥了巨大作用。弩的数量在那时已十分可观。公元前341年，齐、魏两军在马陵开战，即著名的“马陵之战”。孙膑指挥齐军埋伏在马陵道两侧，仅弩手就有近万名。当庞涓率魏军经过此地时，万弩齐发，魏军惨败，庞涓自杀身亡。公元前209年，秦二世有5万名弩射手。公元前177年，汉文帝手下的弩射手数目与秦相差不多。但这并非意味着在当时只有几万副弩，《史记》记载，大约在公元前157年，太子掌管有几十万副弩的军火库。这就是说，2100多年前，中国人已经有了成批生产复杂机械装置的能力，中国弩的触发装置“几乎和现代步枪的枪栓装置一样复杂”。

到了汉代，弩的制造有了进一步发展，并逐步标准化、多样化，不但有用臂拉开的擘张弩，还有用脚踏开的蹶张弩，但通常用的是六石弩。公元1世纪，格栅瞄准器得以发明并很快用于弩上，进一步提高了弩的命中率。这些格栅瞄准器在世界上是最早的，和现代的照相机和高射炮中的有关机械装置类似。三国时，诸葛亮还曾设计制造了一种新式连弩，称为“元戎”，“以铁为矢”，每次可同时发射10支弩箭。

弩是分工制作的，已发现的大多数弩的触发装置上都有制作者刻的名字和制造日期。弩的致命效用的原因之一是广泛采用毒箭。而且由于瞄准好的弩箭能够很容易地穿透两层金属头盔，所以没有人能抵挡得住。在以后的各朝代中，弩作为一种重要的兵器仍备受青睐，并得以进一步的改进和提高。1068年有人敬献给皇帝的一种弩可以刺穿140步开外的榆木。还有一种石弩，它可用连在一起的两张弓组成，需要几个人同时拉弦，可一齐射出几支弩箭，一次即可杀死10个人。在那时，手握弩可射500步远，在马背上时可达330步远。

增加弩的威力的要求，导致了11、12世纪弩机的发明。它克服了装箭的困难，可以快速连射。弩箭盒安装在弩托里的箭槽的上方，当一支弩箭发射后，另一支马上掉到它的位置上来，这样就能快速重复发射。100个人在15秒内可射出2000支箭。连发弩的射程比较短，最大射程200步，有效射程80步。弩机在公元1600年的中国已广为流传，有不少样品至今仍保存在博物馆中。自明代以后，随着火药大规模的应用在战场上，火器逐渐取代了弩的地位。

弓、弩很早就由我国传入西方国家，但在欧洲战场上，弩的出现迟至中世纪。古俄罗斯的军队在公元10世纪开始使用弩，而西欧国家于11世纪末才“出现一个弓弩十分盛行的时期”。在弓弩的技术方面，西方大约落后于我国13个世纪。

火焰喷射器

现代战争中，火焰喷射器在战场上大显身手，有着震撼人心的力量。火焰喷出后，喷口所指处刹那间一片火海，哪怕是再坚硬的金属，在火舌的吞噬中也会成为一片灰烬。但是，具有现代战争特征的火焰喷射器，却不是20世纪的发明。如果把火焰喷射器看作是一种战争中能不断喷射火焰的武器，那么它是中国人在公元10世纪发明的。

要说明火焰喷射器，首先要弄清这种武器喷射产生火焰的燃料是什么？按照英国科学史专家李约瑟的观点，火焰喷射器所喷射的燃料是汽油或煤油，换句话说，就是“石油的轻馏分”。李说“中国人可以通过蒸馏得到它，他们肯定使用了石油产品。”事实正是这样的，中国是最早使用石油的国家，早在汉代，人们便发现了石油的可燃性。开始时，人们只是用石油点灯，认识到用石油“燃灯极明”。在实际应用中，进而了解了石油的其他特性，把它用作润滑剂、粘合剂、防腐剂等，甚至将它入药。但它的主要用途，还是作为质地优良的燃料。它的优良性能，使人们考虑将它用于战争。火焰喷射器所使用的理想而合乎标准的优质燃料，正是石油及石油产品。

据史书记载，石油产品在中国第一次用于火焰喷射器，是在公元904年。路振的《九国志》中描述了在一次交战中，一方放出“飞火机”烧毁了对方的城门。公元975年，在长江的一次水战中也使用了一种能持续喷射火焰的武器。《南唐史》也有当年在战船上使用火焰喷射器以抵抗敌人进攻的记载。

我国在宋代建立了世界最早的石油炼油车间，开始从石油中直接炼取石油产品“猛火油”，所谓猛火油，是石油中沸点较低的一种成分。

由石油中提炼出了“猛火油”后，人们又考虑当喷射出的油在离开火焰喷射器时如何点燃？显然在它离开之前是不能燃烧的，否则使用这个武器的人本身就会被火焰吞没。古代的能工巧匠巧妙地解决了这个问题。他们在喷嘴前装上一根导火索，导火索内含有火药，这是火药这种物质在军事上的第一次应用。由于这种火药含硝石量低，因此仅仅在导火线内发出火花和缓慢燃烧，而不会爆炸。燃料在喷出之后，在穿越空气时被导火索点燃，喷出熊熊烈火。

在机械装置上，中国古代人又发明了双动式活塞风箱，使连续喷射火焰成为可能。利用双动式活塞风箱不断地抽出容器中的猛火油，就可以连续喷出火焰。这是世界上第一具名副其实的火焰喷射器。火焰喷射器是用当时最好的含铜70%的弹壳黄铜制作的，由此也看出中国冶金术的高超。西方国家使用的原始的“火焰断续喷射器”，仅是利用一个单动式压力唧筒来泵出火焰，只有泵一下，才能喷射一次火苗。

公元1044年，火焰喷射器在中国的军队中已形成标准化。宋代曾公亮在所著的一部当时的军事百科全书《武经总要》中提到，如果敌人来攻城，这些武器就放在防御土墙上，或放在简易外围工事里，这样，大批的攻城者就攻不进来。书中有关于火焰喷射器的设计细节的插图。这具火焰喷射器的主体油箱由黄铜制成，有4条支撑腿，它以汽油为燃料。在它的上面有4支竖管和水平的圆柱体相连，而且它们均连在主体上。圆柱体的头部和尾部较大，中间的直径较小，在尾端有一个其大小如小米粒的孔。在头部有个直径约5厘米的孔，在机体侧面有一个配有盖子的小进油管。此书对火焰的燃烧进行了描述：油从燃烧室中流出，油一喷出，即成火焰。

李约瑟复原了火焰喷射器的机械操作部件，并得出结论说：“两管在机体内暗连，这种设计和古代文献中的说明非常一致。随着活塞推到头，机器开始工作，两个连通的进油管交替封闭。”火焰喷射器可以不断喷射火焰，“就像双动式风箱不断鼓风，实现此目的的最关键的方法就是用一对内喷嘴，其中之一在返回冲程中从后部分隔间进油。”

芥末与粪弹

化学武器，在现代化的战争中有重要的作用。它可使敌方的士兵昏迷、耳聋、眼瞎，甚至死亡。据考古学家考证，中国是世界上第一个发明和使用化学武器的国家，中国人民在反对侵略者的战争中，为了保卫自己的家园，最早把带有毒气的烟雾使用于战争中。在中国民间，有一种最常用的消灭蚊子的物品——蚊香。蚊香就是世界上最早的化学武器，它产生的烟雾可使蚊子“昏迷不醒”。中国古代人民利用蚊香的原理，制造出了许多攻击敌人的化学武器。

利用化学武器进行化学战的历史，在中国有近3000年的历史。在墨家的著作中，记载有这样的史实：如果敌人围城并挖地道的时候，只要用风箱把炉子里燃烧的芥末所释放出来的气体灌入敌人挖的地道里，就可驱退围城的敌军士兵。这比在第一次世界大战中德军使用的毒气弹早2300多年。

中国古代的劳动人民通过长期的实践，不但制造出了芥气毒气弹，而且还在公元12世纪的战争中使用了“催泪弹”。据史料记载，宋朝时期，政府为了镇压农民起义，就使用过这种“催泪弹”。它所产生的烟雾能够使农民起义军“泪如泉涌”，迅速瓦解起义军的战斗力。

中国的火药武器发明后，各种化学武器也相继出现。据史料记载，11世纪时，也在中国，有人曾把各种稀奇古怪的药物，如砒霜、水银等东西，胡乱地掺杂在火药里面，使里面的各种物质发生化学反应，制成了“粪弹”，这应该是现代化学武器的先驱。据说这种“粪弹”投入敌军阵地后，可产生大量的烟雾，使敌军士兵迅速发生许多奇怪的症状，战斗力立即被减弱。

中国古代的劳动人民对各种药的药性都了解得非常清楚。如海豚油可使人的声音变得嘶哑，氯气能够使人的呼吸管道发生堵塞等。以后，中国人发明的利用化学武器打仗的方法传到了欧洲各国。1500年，达·芬奇设想用含硫化物的烟和蟾蜍的毒液制成炮弹。1540年，比林古西奥在《烟火药学》一书中，描绘了使用火矛的办法。火矛里面装有砒霜一类的有毒物质，用火点燃之后，能够吐出“炽热的火舌，有两三步远，使人毛骨悚然”。其实，这种令人毛骨悚然的化学武器也是中国人民首先创造的。

从化学武器中，我们可以看到中国古代劳动人民早已掌握了各种化学物质的性质，以及一些药物的独特作用，这对保卫祖国、反击侵略有着重要的作用。在近现代，中国虽然是化学武器的故乡，但自古爱好和平的中国人民遵守国际公约，在历次反侵略战争中从来没有使用过化学武器。

彝族葫芦飞雷

手榴弹是现代战争中经常使用的一种武器，无论是防守或进攻，它都能发挥出自己特有的威力。手榴弹这种武器，外国是在20世纪初期，日俄战争中才开始使用的。而在中国云南的彝族地区，这种武器却早在18世纪时就已经运用到了狩猎上。史料记载，19世纪50年代的时候，中国曾经爆发了反对清朝的各民族农民大起义。其中，彝族的农民军就曾用手榴弹这种武器来打击清军，使手榴弹第一次发挥了克敌制胜的独特威力。

中国自古以来就是火药、火炮、突火枪等武器的故乡，这是举世公认的事实。但从15世纪以后，火药类武器在外国不断改进，发明出了许多新式武器。创造武器的权利似乎已经从古老的中国转向了西方。可事实并不是这样，因为中国的彝族人民，在这时又发明出了世界上第一颗手榴弹——葫芦飞雷。葫芦飞雷是中国古代的彝族人民在长期生产劳动的实践中发明的。当时发明葫芦飞雷这种武器，并不是用于打仗，而是用来狩猎。由于彝族人民生活在云南省的哀牢山地区，而且这里出产天然的火硝、硫磺、木炭，又种植葫芦，这为彝族人民创造葫芦飞雷提供了良好的物质条件。

彝族人民经过长期的实践，首先认识到了火药。又经过反复试验，终于制造出葫芦飞雷。这种“手榴弹”的导火索是只有当地才生长的一种引火草制作的。那时的“手榴弹”分两种，一种是短颈葫芦飞雷，这种“手榴弹”不是用手掷，而要借助一个网兜，先把葫芦飞雷的导火索点燃，然后赶紧放到网兜里，往目标投去，葫芦飞雷到达目标上空后，就会立即爆炸，放在葫芦里面的铁块、铅丸、石头等东西就会炸破葫芦。飞溅出来，杀伤目标，威力非常强大。此外，还有一种名副其实的直接用手投的手榴弹，叫“长颈葫芦飞雷”，这是因为制造这种手榴弹的葫芦的柄较长，便于用手拿。使用这种手榴弹作战，能够摧毁百米之外的一般建筑物。

到了19世纪，手榴弹已成为彝族人民反击清军的有力武器。当时，彝、白、傣、苗等少数民族的军队还没有火枪、火炮等比较现代化的武器，仍然使用刀、叉、戈、矛、弓箭等比较原始的武器。彝族军队为了改变这种武器上的劣势，调集了许多火药匠，由专人负责制造葫芦飞雷，并组建了一支专门使用“葫芦飞雷”的军队。当时，打击清军的彝军只有两三千人，而清军却有六七千人，并拥有大量的枪炮，他们并不把拿着刀、矛的彝军放在眼里。有一次，清军偶然看到彝军士兵每人都在腰上挂着几个葫芦，他们还感到很可笑，并不知道这些葫芦有什么用。有的清军官兵猜测说：彝军的士兵爱喝酒，这是装酒用的；有的清军官兵又说是干别的用的。这正如俗话中所说的：“不知葫芦里装的什么药”。后来，彝军突然进攻，甩出了腰间的葫芦。霎时，火药、铅块、铅球、铁渣、石头等东西横飞四窜。清军士兵猝不及防，死的死，伤的伤。火炮、火枪的优势都失去了作用，哪还敢进行抵抗，惟恐跑得不快，丢了性命。后来，清军拣到一个未爆炸的葫芦飞雷，才知道彝兵发明了手榴弹这种威力独特的武器。于是开始着手进行仿制，但他们总是制造不好。主要原因是他们感到手榴弹的导火索不好仿造，使用一般材料，燃烧太慢，达不到速炸效果；而如果在导火索中加上火药，又燃烧太快，刚点燃就爆炸。因此，清兵始终未能仿制出这种手榴弹。

现在，手榴弹已经成为世界军器中的重要一员，而中国古代彝族人民发明的“葫芦飞雷”，则为手掷军器的发展打开了新的大门。

火铳

南宋后期，由于火药的性能已有很大提高，人们可在大竹筒内以火药为能源发射弹丸，并掌握了铜铁管铸造技术，从而使元朝具备了制造金属管形射击火器的技术基础，中国火药兵器便在此时实现了新的革新和发展，出现了具有现代枪械意义雏形的新式兵器——火铳。

火铳的制作和应用原理，是将火药装填在管形金属器具内，利用火药点燃后产生的气体爆炸力射击弹丸。它具有比以往任何兵器大得多的杀伤力，实际上正是后代枪械的最初形态。中国的火铳创制于元代，元在统一全国的战争中，先后获得了金和南宋有关火药兵器的工艺技术，立国后即集中各地工匠到元大都（今北京市）研制新兵器，特别是改进了管形火器的结构和性能，使之成为射程更远，杀伤力更大，且更便于携带使用的新式火器，即火铳。

目前存世并已知纪年最早的元代火铳，是收藏于中国历史博物馆的一件元至顺三年（1332）铜铳。铳体粗短，重6.94千克。前为铳管，中为药室，后为铳尾。铳管呈直筒状，长35.3厘米，近铳口处外张成大侈口喇叭形，铳口径10.5厘米。药室较铳膛为粗，室壁向外弧凸。铳尾较短，有向后的銎孔，孔径7.7厘米，小于铳口径。铳尾部两侧各有一个约2厘米的方孔，方孔中心位置，正好和铳身轴线在同一平面上，可以推知原来用金属的栓从二孔中穿连，然后固定在木架上，如这一推测不错，则这个金属栓还能够起耳轴的作用，使铜铳在木架上可调节高低俯仰，以调整射击角度。

1961年张家口地区出土一件火铳，全长38.5厘米，铳管的筒部较细但口部外侈更甚，呈碗口状，口部内径12厘米，外径15.8厘米，故又称为大碗铳。此铳与前述元至顺三年铳基本属同一类型，也是安放在木架上施放的，被定为元代遗物。

与上面铜铳不同的另一类铜铳，口径较上一类小得多，一般口内径不超过3厘米，铳管细长，铳尾亦向后有銎孔，可以安装木柄。最典型的例子，是1974年于西安东关景龙池巷南口外发现的，与元代的建筑构件伴同出土，应视为元代遗物。铜铳全长26.5厘米，重1780克。铳管细长，圆管直壁，管内口径2.3厘米。药室椭圆球状，药室壁有安装药捻的圆形小透孔。铳尾有向后开的銎孔，但不与药室相通，外口稍大于里端。发掘出土时药室内还残存有黑褐色粉末，经取样化验，测定其中主要成分有木炭、硫和硝石，应为古代黑火药的遗留，是研究我国古代火药的实物资料。另外，此铳的口部、尾部及药室前后都有为加固而铸的圆箍，共计6道。与这件铜铳形状、结构大致相同的铳，在黑龙江省阿城县半拉城子和北京市通州区都出土过。这类铜铳尾部的銎孔，是用以插装木柄的。

将以上两类元代铜火铳比较一下，可以看出它们的不同特点。从重量看，前一类重而后一类轻。以至顺三年铳和西安出土铜铳相比，二者重量之比约为四比一；比口径看，前一类大而后一类小，前类超过10厘米，甚至超过15厘米，而后一类仅2至3厘米。仍以至顺三年铳与西安铳相比，二者口径之比约为四点六比一，也就是说前者约为后者的5倍，从使用方法看，前一类尾部銎孔粗，銎径以至顺三年铳为例，近9厘米。这样粗的銎孔如装以木柄，柄粗也应为9厘米左右，而单兵用手握持这样粗的柄是极困难的，何况还要点燃施放，铜铳还要震动，所以非用安放木架固定的做法才成。而后一类的柄径不过3厘米左右，正适于单兵用手握持施放。同时，从火铳本身的特点看，前一类口径大而铳体短，后一类口径小而铳体长。从以上几方面的分析比较看，它们确实代表了两种不同类型，前一类可以视为古老的

火炮

火铳这种新式兵器自元代问世之后，便以其由于青铜铸造的管壁能耐较大膛压，可装填较多的火药和较重的弹丸而具有相当的威力。又因它使用寿命长，能反复装填发射，故在发明不久便成为军队的重要武器装备。到元朝末年，火铳已被政府军甚至农民起义军所使用。《元史·达礼麻识理传》中便记有至正二十四年（1364年）达礼麻识理为对抗孛罗帖木儿，布列战阵，军队中“火铳什伍相联”，可见装备的火铳数量已相当可观。

元末明初，太祖朱元璋在重新统一中国的战争中，较多地使用了火铳作战，不但用于陆战攻坚，也用于水战之中。通过实战应用，对火铳的结构和性能有了新的认识和改进，到开国之初的洪武年间，铜火铳的制造达到了鼎盛时期，结构更趋合理，形成了比较规范的形制，数量也大大增加。

从北京、河北、内蒙古、山西等地出土的洪武年间制造的铜火铳看，大致是前有细长的直体铳管，管口沿外加一道口箍，后接椭圆球状药室。药室后为铳尾，向后开有安柄的銎孔，銎孔外口较粗，内底较细，銎口沿外也加一道口箍。另在药室前侧加两道，后加一道加固箍。河北省赤城县发现的洪武五年（1372）火铳长44.2厘米，口内径2.2厘米，外径3厘米。铳身刻铭文“骁骑右卫，胜字肆佰壹号长铳，筒重贰斤拾贰两。洪武五年八月吉日宝源局造。”将它与内蒙古托克托县黑城古遗址发现的3件有洪武纪年铭文的火铳相比，可以看出它们的外形、结构和尺寸都大致相同。托克托出土的一号铳为洪武十二年（1379）造，全长44.5厘米，口内径2厘米。为袁州卫军器局造：二号铳洪武十年（1377）造，长44厘米，口内径2厘米，凤阳行府造；三号统长43.5厘米，口内径2厘米，也是洪武十年凤阳行府造。以上4件洪武火铳铸造地点虽不在一处，但形制、结构基本相同，长度仅相差1～10毫米，内口径相差2毫米，说明当时各地铜铳的制造已相当规范化。

以上介绍的4件洪武火铳形体细长，重量较轻，应是单兵使用的轻型火器，亦可称手铳。明洪武年间还有一类口径、体积都较大的火铳，也称碗口铳，实物如现藏中国人民革命军事博物馆的一件，为洪武五年铸造，全长36.5厘米，口径11厘米，重15.75千克，铳身铭文“水军左卫，进字四十二号，大碗口筒，重26斤，洪武五年十二月吉日，宝源局造。”与元代大碗口铳相比，碗口不再向外斜侈而是呈弧曲状，铳管更粗，药室明显增大。山东地区发现的洪武年铸造的同类火铳，形状相同，唯口径更大。接近15厘米。口径增大，铳筒加粗且药室加大，使明代的大碗口铳较元代同类铳装药量更大，装弹量和射程也相应增大，因此威力也更强了。

上述明洪武年间制造的两类火铳，即手铳和碗口铳，无疑是直接继承了元代两类火铳的形制并发展而来，而且很快发展成枪、炮两个系列。

洪武初年，火铳由各卫所制造，如上述数件火铳，就包括袁州卫军器局造和风阳行府造等等，到明成祖朱棣称帝后，为加强中央集权和对武备的控制，将火铳重新改由朝廷统一监制。早在洪武十三年时，明政府已成立了专门制造兵器的军器局，洪武末年又成立了兵仗局，永乐年间的火铳便是由这两个局主持制造的。永乐时的火铳制造数量和品种都较洪武时有了更大的增长，并提高了质量，改进了结构，使之更利于实战。

从洪武初年开始，终明一代，军队普遍装备和使用各式火铳。据史书记载，洪武十三年规定，在各地卫所驻军中，按编制总数的百分之十装备火铳。二十六年规定，在水军每艘海远船上装备碗口铳4门、火枪20支、火攻箭和神机箭20支。到永乐时，更创立专习枪炮的神机营，成为中国最早专用火器的新兵种。明代各地的城关和要隘，也逐步配备了火铳。洪武二十年（1387），在云南的金齿、楚雄、品甸和澜沧江中道，也安置了火铳加强守备。永乐十年（1412）和二十年，明成祖朱棣令北京北部的开平、宣府、大同等处城池要塞架设炮架，备以火铳。到嘉靖年间，北方长城沿线要隘，几乎全部构筑了安置盏口铳和碗口铳的防御设施。火铳的大量使用，标志着火器的威力已发展到一个较高的水平。但是，火铳也存在着装填费时，发射速度慢，射击不准确等明显的缺陷，因此只能部分取代冷兵器。而在明代军队的全部装备中，冷兵器仍占有重要的地位。

综上所述，中国元末明初火器的发展，特别是明初洪武年间火铳的制造和使用，在当时世界兵器领域内是处于领先的地位。从明代中期以后，长期陷于发展迟缓状态的中国封建经济以及统治阶级的闭关锁国政策，使元末明初金属管形射击兵器发展的势头停滞下来。15世纪中叶以后，西方的火炮、火枪得到较快的发展，而中国的兵器在很大程度上仍沿袭祖制，有些手铳的形制甚至百年一贯制。火药兵器没能在自己的故乡引起革命的变革，而当它传入欧洲后，资本主义新型生产关系的兴起却使它发挥了革命的作用。资本主义制度的胜利，更促进了枪炮的改进和扩大生产。到明中叶，发明了火铳的中国不得不从国外舶来品中汲取养分，仿制了比火铳更先进的“佛郎机”和“红夷炮”，以及单兵使用的鸟铳等，中国火器的制造又进入了一个新阶段。火炮

公元11世纪，当火药兵器在中国战场上大显神威的时候，西方还不知道关于火药的知识。200年后，欧洲的学者，首先是西班牙人，通过翻译阿拉伯人的著作，才知道了火药。但火药兵器则是通过战争传入欧洲的。13世纪到14世纪，阿拉伯人和欧洲的一些国家进行了长期的战争，在战场上欧洲人开始接触到火药兵器，领略了它们的巨大威力。

15～16世纪，欧洲许多国家在学习中国火药和火药兵器的基础上，制造出了新的火药兵器——佛郎机。佛郎机与其在中国故乡的原型，也就是明初洪武、永乐年间著名的火铳相比，在构造上有了根本性的改变。主要具有了以下几点优越性：1.采取了母铳和子铳的结构。母铳是炮筒，大型佛郎机的炮筒长达5到6尺，其优点是弹丸射出的初速大，射程远，具有较大的杀伤力；子铳实际上是一枚小火铳，一般备5至9个，事先或轮流装填弹药备用。使用时，先把一枚子铳装入母铳的装弹室中，发射完后便将空子铳退出，换装另一枚子铳。因为子铳可以轮番装换，减少了现场装填弹药的时间，因而提高了发射速度。2.装弹室加大。佛郎机的装弹室一般占母铳全长的四分之一，宽度相当于口径的2～3倍，敞口较大，便于子铳的安放。3.管壁厚，能承受较大的压力和强度，保证了弹药发射时的自身安全。4.装有瞄准具，配有准星、照门等装置，能对远距离目标进行瞄准射击。5.增设了两侧的炮耳，佛郎机的后部都加设了炮耳，从而可将炮身置于座架上。炮耳可以转动，使火炮的射击角度得以俯仰调整，控制射程并提高命中率。也有的佛郎机是在炮身下部安一个尖长的插销，或是在尾部安有导向管和尾柄，通过插销可将炮身安装在炮架上；控制导向管和尾柄，能将炮身左右旋转，调整射击角度，扩大射击范围。

佛郎机的作用和威力如此之大，且明显优越于中国传统的火铳，这些情况引起了明朝官员和政府的高度重视。嘉靖元年（1522），葡萄牙派5艘武装舰船驶至广东珠江口外，企图以武力为后盾，占据广东一岛屿。遭拒绝后即开炮轰击守军。当葡舰侵入广东省新会县西草湾时，被当地守军击败，缴获两艘舰船和船上火炮20余门，按其国名将船上之炮称为“佛郎机”。当地官员将这些新式火炮献给明朝政府，同时上书朝廷，建议仿制，以改善明军武器装备。当时的明世宗朱厚祑立刻同意了这一奏议。嘉靖二年（1523），原担任过广东白沙巡检，与葡萄牙人有过多次接触，熟知佛郎机性能的明朝地方官员何儒，带领有丰富经验的广东工匠奉诏到南京，在当时设备精良的火器制造处操江衙门开始了佛郎机的仿制。嘉靖三年（1524）四月，第一批32门大样佛郎机仿制成功。《大明会典·火器》详细记载了这批佛郎机的情况，它们全部用黄铜铸成，每件重约300斤，母铳长2.85尺，另配4个子铳，可分别装填火药，轮流发射。这是中国仿制的第一批佛郎机，因至今未见实物出土，所以具体形制不详，但从长度和重量看，应是一种短而粗的火炮。

紧接着，明朝又陆续仿制了数量更大、形制更多的各式佛郎机，装备北方及沿海部队，使明朝守边战斗力大大加强。明朝仿制佛郎机的机构主要是军器局和兵仗局，他们在组织工匠仿制的过程中，除保留和吸收国外佛郎机的优点长处外，还作了许多革新和改进，使之更适于明军各种条件下实战的需要。明代仿制佛郎机的情况，在《明会典》和戚继光兵书《纪效新书》、《练兵实纪》中均有详细的记载。《明会典》记仿制的佛郎机有大样、中样、小样三种。前面提到嘉靖二年（1523）生产的第一批重约300斤的佛郎机，就属大样佛郎机。出土实物中还见有五件中样佛郎机，长29.3至29.5厘米，口径2.6至2.7厘米，显然是按照统一规格制造的，精密度也已相当高。小样佛郎机的制品较多，出土实物也很丰富。1984年河北省抚宁县城子峪长城敌楼内发现小样佛郎机的3件母铳和24件子铳，可以组成三套完整的佛郎机子母铳。从器身铭文可知，它们是嘉靖二十四年（1545）按统一标准和规格制造，于隆庆四年（1570）运至城子峪段长城，供守城士兵使用的。除佛郎机外，明中期以后还仿制了一种红夷炮（又称“西洋炮”），这是一种大型火炮，原在明万历（1573～1620）后期由荷兰传入中国。 《明史·兵志》记载：“大西洋船至，复得巨炮，曰红夷。长二丈余，重者三千斤，能洞裂石城，震数十里。”红夷炮与佛郎机相比，口径较大，管壁加厚，能承受较大膛压，是当时威力最大的火炮。明末，明朝廷为抵御后金军的进攻，重用徐光启、李之藻等人大量仿制红夷炮。崇祯二年～三年（1629～1630），徐光启督造大小红夷炮400余门；两广总督王尊德也先后仿制大中型西洋炮500门。中国历史博物馆、湖南省博物馆、首都博物馆都有当时红夷炮的制品。西方火炮的传入，促进了中国明朝后期火炮技术的发展，改善了军队的装备。据《练兵实纪杂集》记载，戚继光的军营装备佛郎机铳256门，辎重营装备佛郎机160门。佛郎机在明朝北部防御要东汉铁钯镶（河南洛阳七里河出地甘肃、宁夏、大同、宣府各镇长城关土）口要隘发挥了巨大的作用。天启六年（1626）袁崇焕以红夷炮凭城固守宁远（今辽宁兴城），击退后金部队的多次进攻，后金太祖努尔哈赤（1559～1626）就是在这次战役中被红夷炮击成重伤，不久死去。后来清代继续使用明代的红夷炮，但改称“红衣炮”。清初的火炮曾在黑龙江齐齐哈尔发现过一门，曾参加过对俄的雅克萨战役，为清康熙十五年（1676）所造。弓箭

弓箭，是中国古代人类常用的一种工具和兵器。在当时，它既是盛极一时的新武器，又是具有划时代意义的生产工具。在今天，人们对它并不陌生，作为一项重要的竞赛项目，它仍然出现在奥林匹克运动会上。

弓箭的最早发明者在中国，这是毫无疑问的。但发明者究竟是谁，是什么时候制造出弓箭来的，古书上的说法不一，有的说是伏羲创造出的弓箭，也有的说弓箭是黄帝发明的，还有的古书说是后羿发明了弓箭，等等。其实，据考古学家考证，这些说法都不准确，因为科学家从挖掘出的文物来看，弓箭问世的时间，比这些传说中的人物还要早得多。科学家们从研究大量的文物来看，认为弓箭的发明，在中国可以追溯到3万年前的旧石器时期。

从各种古籍和出土的文物上可以看出，人类发明的最早的弓箭样子很简陋，是用一根树枝或者一根竹子，把它弯起来就是弓箭的弓体，用植物的藤或者动物的筋作弦。这种最原始的半月形的弓箭，由于弓体已经弯曲到了很大的程度，所以发射出来的力量很小。

后来，人们不断总结经验，把弓体改为“弓”形，使弓箭的中间部分凹进去，不上弦时弓体不会有很大的变化，这样就可以储备更多更大的力量，增大弓箭的杀伤力。科学家们从金文、甲骨文的“弓”字来源于返曲弓的形状推测，可见它的发明和使用比它的文字出现还要早。

科学家们最近从出土的文物里发现了弓箭的弓体中央的把手和装饰于弓体两端的装饰物来看，也可以肯定弓箭至少是在3万年以前发明的。特别值得一提的是，考古学家们在我国山西省的旧石器时代后期的遗址里发现了那时打制的石箭头，可以想像中国制造弓箭的历史有多么久远！

到了东周时期，中国的弓箭制造有了很大的提高。很长的时间之内，弓箭都是兵家、猎户手中的重要武器。现在，虽然弓箭这种古老原始的武器已经被各种枪炮所代替，但是它却说明了中国古代劳动人民的聪明智慧和悠久的历史文化。

地雷

地雷是现代战争中最常用的一种武器。尤其在第二次世界大战中，地雷的作用非同小可，许多著名战役的胜利都和地雷分不开。现在的地雷有好多种，不但能够损伤敌人的步兵，还能够炸掉坦克、大炮、汽车等。现在的地雷不仅管地，而且还管到了天上，如“防空地雷”等，可以说是“天雷”了。这些战场“神兵”，最早发明和使用它的国家是中国。

据史料记载，公元1130年，宋军曾经使用“火药炮”（即铁壳地雷）给攻打陕州的金军以重大创伤。比较准确的历史记载和“地雷”一词的出现，是在明代。《兵略纂闻》上说：“曾铣作地雷，穴地丈余，柜药于中，以石满覆，更覆以沙，令于地平，伏火于下，系发机于地面，过者蹴机，则火坠落发石飞坠杀，敌惊为神。”

明代宋应星著的《天工开物》一书中，也介绍了地雷，并且还绘制了地雷的构造图样，以及制作方法和地雷爆炸时的形状。

从以上几个方面的记载来看，地雷出现在战场上，最早可以追溯到宋元，最迟不晚于明代中叶。到明末时期，就已经有了“地雷炸营”、“炸炮”、“无敌地雷炮”等多种地雷武器。在使用方法上也发明了踏式和拉火式两种。可见，当时地雷已经在全军中普遍使用起来了。

火箭

火箭是目前人类发明的一种速度最快的航天器，它的用途很广泛。在现在的高科技时代，火箭为人类做出了许多的贡献，如送各种人造卫星上天，送宇航员登上月球。就像古代神话《西游记》里的孙悟空一样，眨眼之间就能够飞出十万八千里，速度非常快。有时，火箭也会用在军事上，如发射洲际导弹等。然而，更值得中华民族骄傲的是：火箭最早起源于中国，它是中国古代重大发明之一。

由于古代中国火药的发明与使用，为火箭的问世创造了优良的条件。北宋后期（距今约近800年），中国就发明了用于观赏的火箭。南宋时期出现了军用火箭。到明朝初年，军用火箭已相当完善并广泛用于战场，被称为“军中利器”，是当时杀伤力最大的一种火力武器。但早期的火箭射程很近，射击的目标散布太大，命中率不高，所以在后来逐渐被新兴的火炮所代替。

第一次世界大战后，随着科学技术的进步，各种火箭武器迅速发展，并在第二次世界大战中显示了威力。1944年，德国首次将有控弹道式液体火箭用于战争。二战后，苏联和美国等相继研制出包括洲际导弹在内的各种火箭武器和远载火箭。在发展现代火箭技术方面，中国科学家钱学森，德国工程师布劳恩，苏联科学家科罗廖夫都做出了杰出的贡献。

我国在1970年用自己研制的“长征”1号三级火箭成功地发射了新中国建国后的第一颗“东方红”号人造地球卫星。1986年，我国又用“长征”3号火箭，先后发射了地球同步试验通信卫星。以后，又陆续发射了不少的人造卫星。我国发射卫星的成功表明：火箭发源地的中国，在现代火箭技术方面已经又跨入了世界的先进行列。

三、农林牧渔发明与发现

肥料

史料证明，中国在世界上是最早使用肥料种田的国家。在中国奴隶社会初期，农民就知道使用肥料可以使土地更肥沃。古籍《荀子·国富》里写道：“掩地表亩，刺草殖谷，多粪肥田，是农夫众庶之事也。”由此可见，早在公元前3世纪，中国古代劳动人民就已经知道肥料的重要性和草肥、粪肥的使用。此外，古人在那时也已经知道落叶腐烂可以肥田，并且开始利用泥粪。泥粪是一种含有较多腐殖质的土壤，包括淤泥、塘泥、河泥、湖泥，以及其他肥泥。到了战国末期，人们认识到在夏天高温多雨的天气下除草可以利用像热汤一样的水，把杂草泡在里面，使之腐烂，成为肥料。西汉时期的一本古书上记载：“用腐熟的人粪肥田，用蚕粪拌种，用兽骨汁作肥，以及种植稗和小豆喂猪，以猪粪肥田。”

到了魏晋南北朝时期，人们利用的肥料已经有许多种，有畜粪、蚕粪、兽骨、草木灰、旧墙土、食盐等。这时，中国的土地耕种面积大量增加，但是畜牧业不发达。于是，人们就大量有意识的种植野生绿肥。这时的绿肥有绿豆、小豆、胡芝麻等。

隋、唐、宋、元这700年间，人们已用麻饼、豆饼作肥料，并开始用石灰、石膏、硫磺等无机肥料。这时人们新用的肥料还有鼠粪、蝙蝠粪、鸡粪、驴粪、鸟类的羽毛、鱼骨头汁、洗鱼水、淘米水等。据初步统计，当时我国农民使用的肥料种类就多达60余种。

到了明、清两代，我国肥料的种类就更多了，至少已有上百种。人们把凡是可以腐烂的东西都拿来当肥料使用。用的比较多的是各种动物的骨灰。所用野生植物制作的肥料也扩大到了各种菜籽、棉籽、大麦、蚕豆、大豆、萝卜、豆渣、糖渣和酒糟之类。无机肥料也扩大到了黑矾、盐卤水等。杂肥就更不计其数，包括各种动物、动物皮毛、草木落叶、脏水等。

新中国成立以后，我国的肥料构成发生了巨大变化。人们不仅用以前那些品种繁多的肥料来肥田，还用含有庄稼必需的营养元素氮、磷、钾肥等专用肥料，以及农作物吸收量较少的微量元素肥料、含有多种肥分的复合肥料、微生物肥料、农药肥料等。中国古代劳动人民种田使用肥料的发明，为全人类的农业生产做出了重要贡献。

大豆和豆腐

世界公认中国是大豆的故乡。中国种大豆已有5000多年的历史。大豆原来的名字叫“菽”，现在世界各国大豆的名字都是“菽”字的音译。

中国是世界上栽种大豆最早的国家。外国种植大豆仅是近200多年的事。据有关资料记载，大豆在1740年先传到法国，1790年开始在英国安家。1873年，中国的大豆参加了维也纳万国博览会的展出，引起了世界各国的注意。以后不久，大豆相继传到奥地利、匈牙利和德国。大约100年前，美国才开始种大豆。他们先后从中国引进了3000多个大豆品种。现在，美国的产量占世界总产量的74%。

正因为中国是大豆的故乡，所以，豆制食品在中国也就率先被创造出来。最负盛名的是现今家喻户晓的豆腐，这是中国古代劳动人民的重要发明之一。它的悠久历史，对中外豆制品生产都有很深远的影响。

中国制造大豆食品甚早，是世界最早制大豆食品的国家。豆芽、豆浆、豆腐、豆酱是世界食品史上的4大发明。有些豆制食品大约从夏、商、周时就已开始制作。考古发掘出的有“大豆遗迹”、“大豆十粒”，文字有“菽”、“荏菽”、“大豆”、“国豆”、“豆腐”、“酱”等记载。距今已有2000至4000年，远远早于外国。

豆腐的发明说来有些巧合和滑稽，它竟然是那些寻找长生不老药的炼丹家们在不经意中偶然发现的。这帮人就是西汉初年淮南王刘安及其术士们。刘安是西汉思想家、文学家，沛郡丰（今江苏丰县）人，公元前179年生，公元前122年卒，是汉高祖刘邦之孙。他袭父封为淮南王，领衔著有《淮南子》等书。在世时他信奉道家思想，曾广招天下术士为其炼丹。他们在寻找长生不死的灵丹妙药时，用火烧炼盐卤与黄豆的丹药。在炭火久煮后，又经过较复杂的化学反应，结果未得仙丹，却得到了豆腐。他们由此成了世界上最早的制豆腐者。第一块豆腐问世距今已在2100年以上。

豆腐的制作技术，开始从炼丹炉旁走进普通百姓家，成为中国食品中的美味佳肴，一直流传下来。关于豆腐的制作技术，北宋时有文字记载。到了元代，豆腐的制作方法，又增添了新的科学内容。过去基本上是依靠煮沸豆浆得到“自淀”后生成的豆腐，后来制作豆腐则是向豆浆中加入一定量的凝固剂，使溶胶状态的豆浆在短时间内改变胶体的性质，变成凝冻状态的凝胶，把凝胶中的水挤压出去，豆腐便制成了。所谓凝固剂，就是点豆腐时用来改变胶体性质的化学试剂，如盐卤汁、石膏、酸醋等，这是中国古代人的一大创造。

铁犁

刀耕火种，是远古人农作时的基本方式。现代博物馆中的石斧、石镰等用石木制作的原始工具，让现代人感到人类在远古时期的生活是多么不容易。自从有了铁的发明和应用后，农具的制作有了根本性的发展，石木工具渐渐被铁等金属制作的工具所代替。

公元前6世纪，铁包木式和实心铁式犁已在中国广泛应用。这是世界上最早的铁犁铧。这种犁铧在质量上比西方古代通用的犁铧好得多。希腊与罗马的犁铧通常是用一根短绳子捆在犁的底部，既不坚实又不牢靠。

公元前3世纪随着冶铁技术的提高，中国人用可锻铁制作了更坚固的犁铧。

最晚在公元4世纪，中国宫廷和学者们正式推广框架犁，那时全世界没有一种犁能比得上中国的这种犁。它可以精确地调整犁地的深度，并可适应各种类型的土壤，适应各个季节，适应不同的气候条件以及不同的作物。犁成为具有多种用途的农具。

到公元前1世纪或公元前2世纪，4种不同的犁壁已广泛地应用于中国的犁。这种犁壁可将犁起的土轻轻地翻到一边，根据犁壁与犁铧之间不同的配合，可打出不同的田埂。而欧洲在中世纪才知有犁壁，后来设计的犁壁也极其粗糙和笨重。在犁地时，欧洲人不得不一次又一次地停下来从犁上抓下土和杂草，以便继续耕作。

带有犁壁的中国犁在17世纪时由荷兰海员带到荷兰。而这些荷兰人受雇于英国人，因此荷兰与英国人最先在欧洲受益于有效的犁。

当中国的犁传到欧洲后，欧洲人进行了仿制，并因而直接导致了欧洲的农业革命。欧洲的农业革命常被认为导致了工业革命，并使西方成为世界列强，船坚炮利从铁犁沟中傲然崛起。而耐人寻味的是，这一切的基础都是来源于中国，而非源于欧洲本土，这一技术发明的历史发展和普及应用，让后人深思。

扬谷扇车

中国旋转式扬谷扇车的发明，为世代辛劳的农民造福极大。

在扇车发明之前，农民在谷物收割之后把糠秕、碎稻秆和籽粒分开，须将谷粒抛入空中，由自然风把糠秕吹走，籽粒落到地上。然后再用簸箕来簸，随着手腕有节奏不停地抖动，糠秕逐渐被簸到簸箕的前部边缘，而籽粒则留在簸箕的后部。这样才把糠秕与籽粒分开。

中国人不满足于这种速度缓慢而又费力的簸谷法或筛谷法。到公元前2世纪，中国人在不断地探索中，总结经验，作出了一项卓越的发明：旋转式扬谷扇车，即所谓“飙车”。在古墓中发现了用陶器和小型工件制作的模型。从它的构造看，使用时是将谷粒倒入一个加料斗中，不停地受到由曲柄摇把带动风扇而产生的气流的冲击。风扇后面有一个大的进气口，风扇安装在一个宽而斜的通道的末端。风扇产生的风把糠秕通过一个漏孔吹到地上。籽粒落到盛器（如篮、筐等）里。另有一种轻便式的旋转式扬谷扇车，是一项重要的改进。因为原始扬谷扇车很昂贵，而轻便式的可以出租，使其物主能够收回成本。还有一种扬谷扇车，不仅可由适于一个人使用的小曲柄摇手来操作，也可由一个与曲柄相连的踏板来操作，这样操作人员可以腾出手来同时干其他的活。

飙车曾于公元1706年至1720年之间由荷兰船员带到欧洲。大约也在这个时期，瑞典人直接从中国南方进口了这种扬谷扇车。公元1720年左右，耶稣会传教士也从中国把几台扬谷扇车带到了法国。

因此到公元18世纪初，西方才有了扬谷扇车。而在此之前，西方人主要是用铲扬谷和用谷筛筛谷。在16世纪初期，也间或使用粗帆布和毯子等物扬去糠秕。

发明于2200多年前的中国扬谷扇车，因其制作简易，方便实用，至今在中国乃至全世界的一些农村，仍可在丰收的季节在田间地头看到它的身影，呼呼旋转的扇叶把糠秕与籽粒吹离开来。

龙骨水车

龙骨水车是中国古代最著名的农业灌溉机械之一。龙骨水车，古书上都叫做“翻车”。据《后汉书》记载，这一灌溉机械是中国东汉末年发明的。这种机械最初是利用人力转动轮轴灌水，后来，由于轮轴的发展和中国机器制造技术的进步，发明了以畜力、风力和水力作为动力的龙骨水车，并在全国各地广泛运用。

元朝时的《王祯农书》和清朝的《河工器具图说》中，关于人力龙骨水车的记载比较详细。人力的龙骨水车是以人力作动力，多用脚踏，有时也用手摇。龙骨水车的构造除压栏和列槛桩外，车身用木板作槽，长6米多，宽约17厘米，高约34厘米，槽中架设行道板一条，和槽的宽窄一样，比槽板两端各短34厘米，用来安置大小轮轴。在行道板上下，通周由一节一节的龙骨板叶用木楔子连接起来，就像龙的骨架一样，所以名叫“龙骨水车”。在龙骨水车上端的大轴两端，各带4根拐木，作脚踏用，放在岸上的木架之间。

使用龙骨水车时，人扶着木架，用脚踩动拐木，就能带动下面的龙骨板叶沿着木槽往上移动，把水逐渐“刮”上来，然后流入田地里，灌溉庄稼。龙骨板叶绕过上端的大轴后，从行板上往下移动，绕过下端的轴，重新刮水。如此不断循环，水从低处源源不断地被刮上岸来。人力的龙骨水车由于用人力，所以它的汲水量还不够大，但是凡在有水的地方都可以运用，使用方便，深受人们的欢迎。

大约到了南宋年间，中国的龙骨水车有了新的发展，出现了用畜力作动力的龙骨水车，这是龙骨水车的一个重大飞跃。它的水车部分的构造与以前的相同，只是在动力方面稍有改装。人们在水车的上端安了一个竖齿轮，旁边立有一个大轴，轴的中部安有一个卧齿轮，在卧齿轮上安有一个横木，可以用牛拉着转动。因为畜力比较大，所以能够把水车搬到比较高的地方，汲水量自然也就大了。

到了元朝，据《王祯农书》记载，在700年前的中国，就已有用水力来作动力的水车。它的装置和以前大同小异，只在动力部分改进了一下。这种水车，必须安装在水流湍急的河边，以便冲动水风车，风车一转动，就能够带动一大串的机械工作，而且力量也比人力和畜力大，因此能够更容易地把水汲到高处，流入田地里，灌溉庄稼。

龙骨水车是中国古代劳动人民造福于人类的一项重大成就。现在，虽然绝大多数地区灌溉农田已经使用抽水机，但中国古代发明的这种水车因其制造工艺简单，经济实用，仍在世界一些地区可见到它那舒长挺拔的身影，发挥着它独特的作用。

丝绸

公元前16世纪的商代，中国的丝织业已经相当发达。甲骨文中也出现了“丝”、“帛”等丝织品的记录。此外，在河南安阳殷墟发掘出来的商代铜片和铜斧上，分别粘附着丝织品的残痕，经过科学家们的分析后，认为这是当时家蚕丝织物残痕。在安阳的两座商代墓葬中出土的石刻人像，其服装花纹就是丝织物。

到了公元前11世纪到公元前8世纪的周朝时期，中国的丝绸技术有了很大的提高。在北京故宫博物院里，至今仍保存着一把周朝时期的玉刀，刀上附有雷纹的花绢残痕，这样的丝织物品必须要有先进的织丝技术做基础。在《管子》、《太公大韬》等有关周朝时期的古籍中，有许多当时关于怎样养蚕、种桑树、丝织的记载。特别是公元前6世纪的著作《诗经》中的记载，反映了当时丝织物品的品种已经多样化，除绢、帛之外，还出现了锦等非常高级的丝织物，在当时，蚕桑纺织这一系列的工作成了妇女的主要生产劳动。

从商代起，中国就已出现了政府办的丝绸作坊，以及丝织、染色等有关的5个专业。汉代以后，丝织业又有了高度发展。考古学家们在湖南省长沙市马王堆1号西汉古墓里，出土了数量惊人、品种繁多的丝织物。其中，有一件素纱单衣，薄如蝉翼，整件衣服的重量只有49克，这反映了中国当时的纺织水平已经很高。

西汉时期，中国的丝绸开始大量地运往国外，成为闻名世界的产品，由此开辟了“丝绸之路”。因此，中国从西汉时起。就被称为“丝国”。到公元6世纪后，中国的丝绸技术开始传到了西方。

纺车

我们知道，做衣服用的布、绸等衣料，是用麻、棉、毛、丝等纤维原料经过复杂的加工才做成的。要织布，首先要有纺车。在中国各地许多新石器时代的遗址里，科学家们都曾发现过大量“纺专”这种用来纺织的工具。这种纺织工具是由陶或石质制作的圆块，半径2.5厘米左右，厚1厘米，叫做“专盘”，“专盘”中间有一个孔，可插一根棍子，叫做“专杆”。纺纱时，人们先要把要纺的麻或其他的纤维材料捻一段缠在专杆上，然后垂下，一手提杆，一手转动“专盘”，向左或向右旋转，并要不断地添进纤维材料。这种纺纱的方法虽然是非常原始的手工劳动，又吃力又缓慢，产量不高，质量也不是很好，但对此后迅速发展的纺织业做出了划时代的贡献，使人类的文明跨上了一个新的台阶。

中国古代的劳动人民经过长期的实践和生产劳动，在发明了“纺专”后不久，便又发明出了一种手摇单锭纺车。这种纺车代替了原始的“纺专”，成为当时中国手工纺织业的重要工具。这种纺车，至今在一些农村或特殊需要的行业上仍在使用。这种纺车究竟出现在什么年代，现已无从考察。关于这种纺车的文献记载最早见于西汉时期的《方言》一书。书中把“纺车”叫做“道轨”。这种纺车的最早图案出现在今山东省临沂金雀山西汉帛画和汉画石像上。到目前为止，科学家们发现的纺织画像已经有8块，其中刻有纺车图的就有4块。其中一幅是反映汉代时期的人们在纺纱生产劳动中的情景。从这里可以看出，纺车这种纺织工具早在汉朝的时候，就已经在中国普及。由此推测，纺车的出现肯定是在汉朝以前。劳动人民在纺纱的过程中，为了提高丝绸的质量和产量，又不断有发明和创新。手是，在手摇纺车的基础上，很快创造出了脚踏纺车和水力纺车。这些创造又把中国的纺织业水平提高到了一个新的高度。

此外，中国在纺织业上，还涌现出了一批著名的纺织业人才，其中有著名的黄道婆。她年轻时就向黎族人民学习了那里比较先进的纺织技术，在纺织生产劳动的实践中，黄道婆把用于纺麻的脚踏纺车改进成三锭棉纺车，并且总结了一套纺纱的技术。她还革新了轧棉和弹棉工具，使纺纱技术得到了大幅度提高。

中国自古以来就有“丝绸之国”的美称。外国人喜欢丝绸，有人也就学着制作丝绸，但丝绸的制作毕竟和中国发明的纺车分不开，由此，纺车传到了国外。

月季栽培

月季原产中国，远在汉朝就有原生月季品种的栽培，至唐宋已有许多关于月季的记载和诗词。明朝医药学家李时珍的《本草纲目》上记载：“处处人家多插之，气味甘温无毒，主治活血、消肿、解毒。”说明在明朝已经普遍栽培月季，并且用于医药。200年前，中国月季传到欧洲，给蔷薇科属植物的发展带来变革。18世纪末叶以后，欧洲人将中国月季作为主要亲本进行有性杂交，使中国月季和欧洲玫瑰的优点融合到一起，育成婀娜多姿的现代月季。

杜鹃花栽培

中国是杜鹃花的原产地，横断山脉是杜鹃花的分布、分化中心。中国杜鹃花种类名列全世界之冠。约成书于秦汉之际的《神农本草经》记载了杜鹃花的花性。目前全世界800多种杜鹃花属植物中，中国有650多种，其中云南有420多种。19世纪中期，有一个叫福穹的欧洲人将中国杜鹃花引入欧洲进行杂交育种，培育出许多杜鹃花新种。

荷桂花栽培

荷花，又称莲。中国是世界上最早栽培荷花的国家。在浙江余姚县河姆渡遗址出土了7000年前的莲花花粉，在河南郑州大河村仰韶文化遗址出土两枚5000多年前的古莲子。有文字记载的荷花有3000余年的历史，公元前6世纪的《诗经》中，有关于荷花的详细记载。中国荷花约有35个园艺品种。中国科学院武汉植物研究所近几年又培育出100多个品种的各种荷花。

桂花栽培

中国是世界上最早栽培桂花的国家。约在周秦间成书的《山海经》中，便有“招摇之出，其上多桂”的记载。战国诗人屈原的诗中曾提到“桂舟”、“桂权”、“桂栋”、“桂浆”、“桂酒”等，说明战国时桂树已成为工艺用材，桂花已被用来酿酒。

四、数理化工发明与发现

“0”

远古的时候，由猿进化而来的人，由于智力不发达，没有发明数字，所以计数很困难。他们靠打猎为生，如果打回来的猎物没有一个明确的数表示，那么肯定会引出许多的麻烦。所以。他们发明了“结绳记数”的方法，就是用一根树枝或者植物的茎和藤，数一个猎物，就系一个结，以此来计数。然而，如果猎人在这天什么猎物也没有打到，他们又如何计数呢？人们迫切需要“零”这个数字的问世。但是，当时却没有发现能代表“什么也没有”的空位符号。

我国古代使用“0”这个字符，最早见于《诗经》上，它的古义是“暴风雨末了的小雨滴”或是“暴风雨过后留在物体上的球状雨滴”，意思是说：“0”像大雨过后落在物体止面的雨滴一样，但在这里显然并没有现在我们所说的“零”的意思。

据考证，“0”这个符号表示“没有”和应用到社会中，是从我国古书中缺字用“□”符号代替演变而来。至今，我国在整理出版一些文献资料档案中遇到缺字时，仍用“□”这个符号代替，表示空缺的意思。后来，古人使用文字记载“零”，表示什么也没有，也用“□”来代替。在古代，人们用毛笔写“□”时，写得一快，方块就难以规则，变成了按照顺时针画的圆圈“0”，“0”也就如此诞生了。到了距今1700多年前，魏晋数学家刘徽注《九章算术》中，已经把“0”作为一个数字写得很清楚。有了“0”这个表示空位的符号后，数学计数就变得方便、简捷多了。

在世界上较早使用“零”这个概念的还有古印度，他们在《太阳手册》里用“·”表示空位。直到400多年前，欧洲才逐渐采用中国的划圆圈办法，但他们是按逆时针方向画“0”。因此，世界上公认中国是“0”的故乡。中国发明和使用“0”，对世界科学做出了巨大的贡献。

负数

负数，在现代的日常生活中有非常重要的作用。在数学里，小于0的数称为负数。中国是世界上最早发明和使用0的国家，但在商业活动和实际的生活当中，0仍不能正确表示出商人付出的钱数和盈利得来的钱数，因而又出现了负数。

中国古代劳动人民早在公元前2世纪就认识到了负数的存在。在《九章算术》的《方程》篇中，就提出了负数的概念，并写出了负数加减法的运算法则。中国古代著名的大数学家刘徽，在书中注释说，中国古代人民在筹算板上进行算术运算的时候，一般用黑筹表示负数，红筹表示正数。或者是以斜列来表示负数，正列表示正数。此外，还有一种表示正负数的方法是用平面的三角形表示正数，矩形表示负数。

据考古学家考证，除《九章算术》外，中国古代的许多数学著作甚至历法都提到了负数和负数的运算法则。南宋时期的秦九韶在《数术九章》一书中记载有关于作为高次方程常数项的结果“时常为负”。杨辉在《详解九章算法》一书中，把“益”、“从”、“除”和“消”分别改为了“加”与“减”，这更加明确了正负与加减的关系。元朝时期的朱世杰在《算学启蒙》一书中，第一次将“正负术”列入了全书的《总括》之中，这说明，那时的人们已经把正负数作为一个专门的数学研究科目。在这本书中，朱世杰还写出了正负数的乘法法则，这是人们对正负数研究迈出的新的一步。

中国人对正负数的认识不但比欧洲人早，而且也比古印度人早。印度开始运用负数的年代比中国晚700多年，直到公元630年。印度古代著名的大数学家婆罗摩笈多才开始使用负数，他用小点或圆圈来表示负号。但在欧洲，人们认识负数的年代大约比中国晚了1000多年。负数在欧洲的第一次出现是在希腊数学家丢番图写的一本书中，他在解一个方程的时候，偶然运用到了负数，但不久以后，他的这个伟大发现就被欧洲人作为“荒谬的东西”废弃了。欧洲的第一部有关负数的专著是欧洲文艺复兴时期的著名数学家卡尔达诺写的《大法》一书，书中写了他在解各种方程时得到的负数，并简明扼要地归纳了负数的定义及运算法则。他把解方程时得到的正数称为“真正的解”，而把结果是负数的解称作“虚构的解”。并把负数称为“债务”。从此以后，世界各国的许多著名数学家都开始研究负数，如英国的哈略特、荷兰的吉拉德等人，他们都开始用“－”号来表示负号。

但是，当时许多更为著名的数学家却对此认识不清，或者完全否认。像当时的著名数学家韦达，他完全排斥负数。而且就连发明加减法计算机的伟大天才帕斯卡，居然也认为“0—4”纯属胡言。帕斯卡的好友阿尔南德也反对—1／1＝1／—1。他的理由是因为

小数

现在，全世界的人类都已经承认了负数的存在，并广泛运用负数，解决了原来的许多疑难问题。负数概念的提出，以及和它相应建立的加减乘除法则，是中华民族对数学研究所做出的又一项巨大贡献。小数

尽管小数点这个小小的符号产生于欧洲的文艺复兴时代，但中国在小数概念的提出和应用上，则远远地走在世界各民族的前列。中国自古以来使用十进制计数法，一些实用的计量单位也采用十进制，所以很容易产生十进制分数，即小数。

已有确切的证据表明，小数的出现是与测量密切相关的。比如用某种尺子度量，当遇到某一部分不足一个测量单位时，便需要用更小的一些单位来表示，这些较小的单位是原单位的十分之一，百分之一，千分之一……十进制分数或许在公元前几个世纪就已存在，从留传至今的刘歆为一标准量器所作的铭文中，可以确切地推断为公元5年，其中提到的一个长度准确到9.5个单位。

在现存数学文献中，小数的第一次出现见于刘徽在公元3世纪中期的著述中。他在计算

圆周率

南北朝的祖冲之（429年～500）在圆周率的计算中取得辉煌成就，求得直径为一丈的“圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽，……”圆周率相当于在3.1415927与3.1415926之间，所以说祖冲之计算圆周率精确到小数点后6位的依据就在于此。

到了宋、元时代，小数概念得到了进一步的普及和更明确的表示。杨辉《日用算法》（1262）载有斤两换算的口诀：“一求，隔位六二五；二求，退位一二五。”即十六分之一等于0.0625，十六分之二等于0.125。这里的“隔位”、“退位”已含有指示小数点位置的意义。秦九韶在《数术九章》（1247）中，则将单位注在表示整数部分个位的筹码之下，这是世界上最早的小数表示法。元代刘瑾写的《律吕成书》（约写于1300）一书中，对忽以下的“微数”采用降一格的书写形式。

在欧洲和伊斯兰国家，由于古巴比伦的60进位制长期以来居于统治地位，因此10进制小数迟迟没有发展起来。15世纪初中亚细亚地区的阿尔·卡西是中国以外第一个应用小数的人，他在《算术之钥》（1247）一书中给出了10进分数与60进分数间的互换法则。欧洲数学家直到16世纪末才开始考虑小数。作为整数部分和小数部分的分界符的小数点，最早出现在佩洛斯的《算术》（1492）一书中，但它的使用直到1585年斯特文的《论十进》一书出版后才明确下来。圆周率

科学家研究发现，圆是世界上最简单最完美的形状。因而在古代，对于圆的知识了解的程度，从某种意义上讲可以作为衡量一个民族数学水平的标尺。

人们用尺子来计算长度，用秤来计算重量，但怎样计算圆形的面积呢？这从古至今一直是困扰着人们的一个数学问题。”不过，人们很早就发现，无论圆的面积大小怎样变化，它的周长和直径的比总是保持不变的，这个比率就是困惑了人们几千年的圆周率。现在，人们通常用希腊字母π来表示圆周率。如果我们知道了丌的精确值，那么要计算圆的周长、面积、直径、半径等数据就容易多了。但古往今来，世界各地的大科学家通过周密的计算，却发现圆周率丌是个无限不循环的无理数。从古至今，无数的数学家、哲人为了探求圆周率的精确值而耗费了许多心血。

中国很早的时候就开始计算圆周率的精确值。在公元前1世纪的一部数学著作《周髀算经》里，就已有“周三径一”的记载，这句话的意思是说，圆的周长和直径的比是3︰1，即π＝3。但这在实际的运算中会产生很大的错误。史料记载，公元3世纪时的著名数学家刘徽，在总结过去的数学运算中发现，“周三径一”仅是圆的内接正六边形周长与直径的比。他认为，如果圆内的多边形边数无限增加，达

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