古代宋朝科技(二)
接上篇
纺织机
在纺织领域,11世纪的中国人已经开始使用皮带驱动的纺织机。秦观的著作《蚕书》中详细记载了缫车的结构、几个关键部件及用法,通过脚踏板产生动力,丝被缠绕在线轴上。该书是有关缫车的最早记载。南宋绍兴年间画家楼俦所作的《耕织图》采用绘图的形式详实记录耕作与蚕织。
汉朝纺织机
北宋王居正《纺车图》
活字印刷术
胶泥式活字印刷术由北宋发明家毕昇于11世纪发明。与毕昇同时代的沈括所著的《梦溪笔谈》记载了毕昇的这一创造性发明:[55]
“
庆历中,有布衣毕昇又为活板。其法:用胶泥刻字,薄如钱唇,每字为一印,火烧令坚。先设一铁板,其上以松脂、蜡和纸灰之类冒之。欲印,则以一铁范置铁板上,乃密布字印,满铁范为一板,持就火炀之,药稍熔,则以一平板按其面,则字平如砥。若止印三、二本,未为简易;若印数十百千本,则极为神速。
活字印刷与雕版印刷相比降低了成本,增加了印刷品的发行数量。虽然这一时期,雕版印刷仍然占据主流地位,但是活字印刷术的发明促进了后世学子的知识普及,推进了科举考试的发展。活字印刷在朝鲜半岛的高丽王朝时期得到了改进,于1234年将毕昇的烧粘土字改为金属字。[57]中国的活字印刷也在不停改进,王祯在1298年发明了木活字版印刷。[58]德国谷登堡于1440年发明了铅字活字(铅字活字于1833年传入中国澳门)。虽然活字印刷与雕版印刷几个世纪以来作为主要的印刷方式,但东亚国家后来还是最终采用欧洲的印刷机。
西夏文活字印本《大方广佛华严经典普贤行品》
在印刷术之前,中国已经有能力大规模生产纸。造纸术由东汉蔡伦改进,不再使用竹简和缣帛作为原料,改用树皮、破布、麻头和鱼网等廉价之物造纸,大大降低了造纸的成本,为纸的普及准备了条件。105年发明成功,公元3世纪广泛应用。大唐是世界上最早出现纸币的国家,其唐宪宗时代的飞钱是目前已知最早的纸币[,而到了宋代,交子成为了世界上最早“正式”发行的纸币。交子产生的原因据《宋史》记载是因为铁钱笨重,携带不方便。
1023年(天圣元年),北宋朝廷在四川(益州)设交子务,发行官交子。李焘的《续资治通鉴长编》也有相关记载。手纸自从6世纪以来在中国得到广泛使用,保存茶叶的纸袋也于7世纪出现,并且大宋朝廷在奖励官员的时候将纸币装在纸质的信封里。在宋仁宗庆历年间,人口首次达到了1亿。为了满足人口增长的需要,独立或政府资助的工业开始发展。例如,除了独立的纸币印刷外,政府还在惠州、成都、杭州等处成立了几个铸币厂。这些工厂的工人数目庞大,据记录仅在杭州就超过1000人。
交子被认为是世界最早的正式发行纸币,其前身为唐代飞钱,主要流通于中国北宋时期1023年的四川成都。
最早的火药武器书籍近代的中外学者们一致认为火药最晚在公元9世纪唐代时期就已经出现。军事科技方面,公元904年,唐朝的杨行密军围攻豫章﹙今江西南昌﹚,部将郑璠命所部“发机飞火,烧龙沙门,率壮士突火先登入城,焦灼被体”,这也是中国第一次将火药应用到战争中的记载,最早的火药武器则出现在五代时期的敦煌壁画。
领先的军事科技使宋朝在一定程度上抵御住了北方的邻国的侵袭。火焰喷射器最早起源于拜占庭帝国时期的希腊,公元7世纪应用虹吸管而制造的一个设备,称为“希腊火”。在中国,最早提及希腊火的著作是清吴任臣编撰的《十国春秋》中提及917年吴王杨隆滨派使者给契丹主送去猛火油一事。
《武经总要》中记载的火焰喷射器
不过此猛火油与火药武器无关,例如,钱俨的《吴越备史》记录了猛火油(即石油)不能被水熄灭的特性,书中还提到这种猛火油源自中国的南方海上贸易伙伴“大食国”(今阿拉伯半岛)。宋人将希腊人的发明,即双活塞应用到火器中,以连续喷射火焰。 一直到北宋中期,曾公亮的《武经总要》中记载的“猛火油柜”才引入了火药作为引燃物。
武经总要 蒺藜火球图
宋朝新武器的研制逐步推进,还研制出了投石机。据《宋史》记载,1277年(元至元十四年),元兵攻静江,静江外城被攻破,邕守马成旺及其子都统应麒投降,“独塈部将娄钤辖犹以二百五十人守月城不下”。元军围之十余日,“娄乃令所部入拥一火炮燃之,声如雷霆,震城土皆崩,烟气涨天外,兵多惊死者,火熄入视之,灰烬无遗矣”。明朝学者茅元仪在著作《武备志》描绘了这个武器。14世纪的《火龙经》也是中国第一部描绘地雷的书籍,地雷被应用在1277年宋人与蒙古人的战争中,宋军使用埋设于地面的“火药炮”(即铁壳地雷),后来在元朝进一步发展。
武经总要 火药配方
《武经总要》中记载的投石机
五代时期敦煌壁画,目前所知最早的关于火枪和手榴弹(右上方)的描绘。