第30章 科技发明(3)

　　唐三彩是一种低温釉陶器，在色釉中加入不同的金属氧化物，经过焙烧，便形成浅黄、赭黄、浅绿、深绿、天蓝、褐红、茄紫等多种色彩，但多以黄、褐、绿三色为主。它主要是陶坯上涂上的彩釉，在烘制过程中发生化学变化，色釉浓淡变化，互相浸润，斑驳淋漓，色彩自然协调，花纹流畅，是一种具有中国独特风格的传统工艺品。

　　唐三彩种类很多，人物、动物、碗盘、水器、酒器、文具、家具、房屋，甚至装骨灰的壶坛，等等。人们较为喜爱的是马俑，无论哪种型态都是栩栩如生的。至于人物造型，则有妇女、文官、武将、胡俑、天王。而且根据人物的社会地位和等级，刻画出不同的性格和特征：贵妇面部丰圆，梳成各式发髻，穿着色彩鲜艳的服装；文官彬彬有礼；武士刚烈勇猛；胡俑高鼻深目；天王怒目威武、气概雄壮，足为我国古代雕塑的典范精品。

　　古人是如何发明测程仪的？

　　计程仪又叫测程仪。三国时期吴国海船航行到南海一带去，有人写过《南州异物志》一书，书中有这样的记载：在船头上把一木片投入海中，然后从船首向船尾快跑，看木片是否同时到达，来测算航速航程。这是计程仪的雏型。一直到明代还是用这个方法，不过规定更具体些，就是以一天一夜分为十更，用点燃香的支数来计算时间，把木片投入海中，人从船首到船尾，如果人和木片同时到，计算的更数才标准，如人先到叫不上更，木片先到叫过更。一更是30公里航程。这样便可算出航速和航程。

　　我国古代这种计程的方法，和近代航海中扇形计程仪构造很相似。扇形计程仪也是用一块扇形木板，不过用和全船等长的游线系住投入海中，然后用沙时计计算时间。沙时计一倒转是14秒。在游线上有记号，从游线长度算出航速和航程。我国古代用香枝（也叫香漏），西方近代用沙时计（也叫沙漏），两者实在是异曲同工。

　　是谁发明的杆秤？

　　对于杆秤的发明人，历来有两种不同的说法。一种说法认为是春秋时期的商人陶朱公，他受到打水的横杆启发，发明了杆秤。陶朱公以北斗七星、南斗六星和福禄寿三星共十六颗星星为记，在秤杆上刻制十六颗星花，故称为十六两制秤。秤杆有骨杆、木杆、金属杆（铜杆、铝杆）；秤砣有石砣、金属砣；提绳有二提绳、三提绳。计量单位的演变，由夏商时期使用铢和两，发展到周朝时期铢、两、金、均、石（二十四铢为一两，十六两为一斤，三十斤为一均，四十均为一石）。直到解放后，方便买卖双方计算，才改为十两一斤。近年，又采用国际通用的千克计量。

　　另一种说法认为杆秤是鲁班运用杠杆原理发明的，再根据北斗七星和南斗六星在杆秤上刻制十三颗星花，定为十三两一斤。秦始皇统一六国后，添加“福禄寿”三星，正好十六星，改为十六两一斤。

　　我国最早用来测定风向的仪器是什么？

　　历史资料中有记载的比较早的测定风向的仪器叫做“相风铜乌”，这是一种用铜做的形状像乌鸦的风向器（“相风”就是观测风的意思），它装在汉代观测天文气象的灵台上。这是专职观测天象单位所设置的仪器，最初造得比较笨重，后来经过不断改进就渐渐做得轻巧灵敏一些了，在晋代太史令就设有木制相风乌，并逐渐流行起来了。

　　在唐代李淳风的《乙巳占》中，也描述了这种相风木乌的构造。

　　然而，从军事和交通等方面看，最好采用构造更加简单的风向器。《乙巳占》中就指出：“常住安居，宜用乌候；军旅权设，宜用羽占。”意思是说，相风乌只宜设在固定的地方，在军队中驻地经常变化，还是用鸡毛编成的风向器为好。

　　鸡毛编成的风向器，所用的鸡毛重约五两到八两，编成羽片挂在高杆上，让它被风吹到平飘的状态，再进行观测，这种羽毛风向器就称为“五两”。这种风向器，在唐代以前就有了，并且在唐代和唐代以后被普遍采用。所以，以后“五两”就作为各种形式的简便风向器的通称了。

　　我国古代是怎么做针的？

　　针在中国有着悠久的历史，山顶洞人遗址中就有骨针出土。金属针的出现也很早，至少在秦汉时代，中国人就使用金属针缝衣服了。那么古人缝制衣服的金属针是怎么做出来的呢？

　　明代江西奉新人宋应星在《天工开物》中记述了古人制针的方法：把铁块锤成细条，然后把铁条从钻有小孔的铁尺中用力拉过去，细铁条便成为粗细均匀的铁线了。逐寸剪断铁线，锉尖一端，另一端锤扁。在锤扁的那端钻上孔作为针鼻，打磨平，针的初步形态就出来了。

　　接下来，古人把这些半成品的针放到锅里，用细火慢炒。炒好了，还要加上“佐料”：土末、松木灰、豆豉。量不能少，得把针盖住。然后是蒸。蒸的时候还有讲究，得把两三根针头留在外面。等留在外面的针头可以用手捻碎时，火候就到了，可以起锅了。针起锅后还得完成最后一道工序--淬火。这道工序的作用十分重要，针的软硬程度全靠它。

　　中国传统工艺制作出来的针，不易生锈。不过，由于手工制针的成本较高，中国传统工艺生产的针最终还是被挤出市场，消失了。

　　琉璃制作工艺在我国的发展过程是怎样的？

　　琉璃最早出现于战国时期，因其产量稀少，被视如珍贵的玉器。西汉晚期，我国出现了一种胎质为普通红色陶土、表面以低温烧成的釉陶，色彩有绿色、黄色或黄褐色。琉璃工艺至此真正出现。北魏时期，佛教盛行，与佛教有缘的琉璃此时也迅速发展。《魏书·大月氏传》中记载：“其国人商贩京师，自云能铸石为五色琉璃。于是采矿山中，于京师铸之。”从此，琉璃产量迅速扩大，制品由贵重的服饰点缀物扩展到器皿、摆设及宫廷建筑，琉璃工艺逐渐普及。

　　唐宋时期，“唐三彩”是这个时期的代表作。

　　元明以来，我国琉璃产地星罗棋布。而尤以山西为最，是琉璃的主要产地。

　　明清以来，人民烧制琉璃的技术有了很大发展，品种和釉色都有增加。釉色从黄、蓝、绿三色发展到翡翠绿、孔雀蓝、紫晶、黑、白等达十多种；品种从一般砖瓦发展到建筑装饰附件如兽头、螭吻及室内用品如绣墩及其他器琉璃物等。北京北海公园的琉璃牌坊、山西平遥太子寺的九龙壁等，都是元、明、清各代留存下来的琉璃工艺的代表作品。

　　我国古代著名的船型有哪些？

　　中国是世界上造船历史最悠久的国家之一。在历史上，中国木船船型十分丰富多彩。到20世纪50年代估计有千种左右，仅海洋渔船，船型就有二三百种之多。我国古代航海木帆船中的沙船、鸟船、福船、广船，是最有名的船舶类型，尤以沙船、福船和广船驰名中外。

　　沙船。在唐代出现。它的前身，可以上溯到春秋时期。沙船在宋代称“防沙平底船”，在元代称“平底船”，明代才通称“沙船”。

　　沙船运用范围非常广泛，沿江沿海都有沙船踪迹。早在宋代以前公元10世纪初，就有中国沙船到爪哇的记载。在印度和印度尼西亚都有沙船类型的壁画。

　　福船。一种尖底海船，以行驶于南洋和远海著称。宋人说：“海舟以福建为上。”明代我国水师以福船为主要战船。郑和下西洋船队的主要船舶叫宝船，它采用的就是中国古代适于远洋航行优秀船型--福船型。

　　广船。产于广东，它的基本特点是头尖体长，梁拱小，甲板脊弧不高、结构坚固，有较好的适航性能和续航能力。

　　印章是怎样演变而来的？

　　最初，印章也称印信，只是权力的象征。据《史记》中记载：战国时代，主张合纵抗秦而著称的政治家苏秦曾佩戴过六国相印，证实那时期官吏用印已成为一种制度。秦时，秦始皇为了保住皇帝的威望，对印章规定了严格的制度：皇帝的印信称为国玺，大臣的印信称为章或印，各有专称，不能混淆。秦始皇统一中国前，曾夺得赵国的国宝“蓝田玉”，即著名的“和氏之璧”，并用它制成了有名的传国玺。

　　到汉朝，印章的制作成为一种艺术创作。有的将军死后，他们随身携带的印章也一起埋印章进土里，所以现在我们还能看到相当数量的古代印章。

　　宋朝以后，印章的应用更和书画联系在一起，题款盖印，成为一种时尚。我们至今还能看到苏东坡、黄庭坚、宋徽宗等人的许多印章。印章不但是书画艺术的一个组成部分，而且也能自立一门，作为一种独立的艺术。

　　我国古代的冰灯制作工艺是怎样的？

　　说起冰灯艺术，据传早在明朝末年，我国就有类似于冰灯的工艺了。明万历年间，安徽桐城的诗人阮自华，看了“冰网灯”后咏诗曰：“瑶池瀑布注灵安，银汉回波织女澜。讵识冰丸光照乘，翻令火树夜生寒。香如豹髓含神雾，珠似鲛人泣水端。”这“冰网灯”就其诗意来看，似乎在灯的周围喷以水气，光线经过折射，就会映出不同的彩色。

　　这虽然和今天的冰灯大不一样，但为后人提供了制作冰灯的原理。到了清朝康熙至乾隆、嘉庆年间，盛行起凿冰为洞，燃烛其中，成为名副其实的冰灯。

　　清嘉庆年间著名学者西清在《黑龙江外记》卷六中载：“上元（即正月十五），城（齐齐哈尔）中张灯五夜，村落妇女来观剧者，车声彻夜不绝。有镂五六尺冰为寿星灯者，中燃双炬，望之如水晶人，此为难得。”唐顺之的《元夕咏冰灯》诗，对冰灯盛况也做过生动的描写：“正怜火树斗春妍，忽见清辉映夜阑。出海鲛珠犹带水，满堂罗袖欲生寒。烛花不碍空中影，晕气疑从月里看。为语东风暂相借，来宵还得尽余欢。”

　　张衡的地动仪是怎么预测地震的？

　　公元132年，东汉的张衡发明了候风地动仪--世界上第一架地震仪。

　　据《后汉书·张衡传》记载，候风地动仪“以精铜铸成，圆径八尺”，“形似酒樽”，上有隆起的圆盖，仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器的内部中央有一根铜质“都柱”，柱旁有八条通道，称为“八道”，还有巧妙的机关。仪体外部周围有八个龙，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头和内部通道中的发动机关相连，每个龙头嘴里都衔有一个铜球。对着龙头，八个蟾蜍蹲在地上，个个昂头张嘴，准备承接铜球。当某个地方发生地震时，樽体随之运动，触动机关，使发生地震方向的龙头张开嘴，吐出铜球，落到铜蟾蜍的嘴里，发生很大的声响。于是人们就可以知道地震发生的方向。

　　据学者们考证，张衡在当时已经利用了力学上的惯性原理，“都柱”实际上起到的正是惯性摆的作用。同时张衡对地震波的传播和方向性也一定有所了解，这些成就在当时来说是十分了不起的，而欧洲直到1880年，才制成与此类似的仪器，比起张衡的发明足足晚了一千七百多年。

　　人类的“航天鼻祖”是在中国吗？

　　人类第一次有记录的“登月计划”来自中国明朝的木匠万户。

　　据记载，万户是明朝初期人，原来是一个木匠。由于他喜欢钻研技巧，尤其是对技术发明方面特别痴迷，所以从军后改进过不少当时军队里的刀枪车船。

　　在那个人类对自然界的认识受到很大局限的年代，万户甚至做出了一份很详尽的科学理论计算报告，他认为按照当时的火箭技术，再加之风筝原理的帮助，他一定能在一个时间段内飞到月亮上去。为了实现自己的意愿，万户开始潜心研究《火箭书》，并用自己的知识给予完善。他造出了各种各样的火箭，然后画出飞鸟的图形，众匠人按图制造出了飞鸟……文献说，在一个月明如盘的夜晚，万户带着人来到一座高山上。他们将一只形同巨鸟的“飞鸟”放在山头上，“鸟头”正对着明月……万户拿起风筝坐在鸟背上的驾驶座位--椅子上。他自己先点燃鸟尾引线，一瞬间，火箭尾部喷火、“飞鸟”离开山头向前冲去。接着万户的两只脚下也喷出火焰，“飞鸟”随即又冲向半空。

　　后来，人们在远处的山脚下发现了万户的尸体和“飞鸟”的残骸……这个故事后来被记载为“万户飞天”。万户被认为是人类的航天鼻祖。