中国古代杰出的科学家,问渠那得清如许为
毛主席语录:在中华民族的开化史上,有素称发达的农业和手工业,有许多伟大的思想家、科学家、发明家、政治家、军事家、文学家和艺术家,有丰富的文化典籍。
鲁班
鲁班,生于公元前年,是古代一位优秀的手工业工匠和创造发明家,被土木工匠们尊称为祖师。本姓公输,名班,因为是鲁国人,所以人们称他为鲁班,书籍上记载的公输般、公输盘、公输子,都是指鲁班。他的妻子云氏,也是一位出色的手工业工匠,发明了伞。
在奴隶社会里,奴隶主贵族强迫手工业奴隶的子孙永远做手工业奴隶,“工之子恒为工”。这使得手工业者的生产积极性和智慧都不能得到充分的发挥。
鲁班生活在春秋战国之交,这时处于奴隶制向封建制转变的时期。这个时期的官府手工业被打破,部分的手工业奴隶得到了解放,出现了独立的个体手工业者。
鲁班主要从事木工工作。他为了适应工作的需要,经过反复实验,发明了锯(铁锯)和刨子。有了这样的工具,就能把木头迅速砍断或使木板砍得平而光滑。
鲁班还发明了钻(穿孔的器具)、铲、墨斗(木工画线使用)和曲尺等多种有用的工具。
铁锯
刨子
钻
铲
墨斗
曲尺
鲁班在创制墨斗上的弯钩之前,画线时线的一端自己拿着,另一端请他的母亲拿着。等到有了弯钩,把弯钩挂在木料上,一个人就可以进行画线操作,因此这个弯钩被后人称为“班母”。同样的,刨木料时用来顶木料的橛子被后人称为“班妻”。
鲁班受到一位用石杵捣麦的老妇人的启发,发明了磨。他用两块比较厚的圆石,各凿以锯齿形,合起来将它们转动,就可以把米麦磨成粉。
鲁班除了是发明制造生活用具的能工巧匠,还是一位杰出的机械发明家。《韩非子》书中记载,鲁班制作过一个木鸟,“成而飞之,三日不下”。
传说鲁班还制造了一辆“木马车”,这辆“木马车”由“木人”驾御,“机关备具”,能够在路上自动行走。
锁钥
除了前面提到的发明,鲁班还发明了锁钥,刻制了我国最早的立体石刻地图-“九州图”。
扁鹊
扁鹊是两千四百多年前,我国春秋战国之际著名的医学家。他是渤海郡鄚州(今河北任丘县北)人。原名秦越人,因医术高超,被人们比作传说中黄帝时代的一位名医-扁鹊,这个尊称代替了他的本名,流传至今。
春秋战国时代,医学逐渐脱离巫术,由医巫一体开始形成医和巫的对立。扁鹊就是这场对立中站在医一边的一位代表人物。他在医学理论上,坚决反对巫术,反对迷信鬼神的唯心主义思想,向人们宣传信医不信巫,并强调早期诊断和以预防为主。
青年时代的扁鹊,在一家馆舍里做舍长,结识了一位民间良医,名叫长桑君。扁鹊拜长桑君为师,跟随其左右,不仅掌握了长桑君多年积累的全部医理和秘方,还有了新的创造和发展。
在长期的行医过程中,扁鹊既能虚心学习各地民间医生的经验和秘方,又敢于打破当时“一技见称”的旧传统,将学到的民间秘方和经验,不烦一病多方,进行综合治疗。最终成为春秋战国之际驰名各国的良医。
扁鹊在周游列国行医的过程中,除受到王公贵族的聘请外,大部分时间是走到穷苦的百姓中去。在行医中,他能注意观察各地人民的风俗习惯,根据各地人民的需求去治病。
扁鹊医术高明,不仅能运用针灸、按摩、熨帖、砭石、手术和汤药等多种方法去医治各种病症,而且在总结民间和自己多年实践经验的基础上,善于运用望诊和切脉法来诊断疾病。
在《韩非子.喻老》篇里,就记载了扁鹊望诊的经历。扁鹊精通切脉法。司马迁在《史记》中赞扬说:“至今天下言脉者,由扁鹊也。”
在多年行医的实践中,扁鹊总结出“六不治”:骄恣不论于理,一不治也;轻身重财,二不治也;衣食不能适,三不治也;阴阳并藏,气不定,四不治也;形羸不能服药,五不治也;信巫不信医,六不治也。
他把“骄横不讲道理”放在了“六不治”之首,可见他对当时王公贵族骄奢淫逸生活的痛恶。
扁鹊主张在医学上革新,必然会遭受到顽固势力的仇视和反对。秦国太医令李醯偷偷派人杀害了扁鹊。
扁鹊的医学成就,被永远载入了史册。据《史记》记载,扁鹊最先全面使用并加以系统化:望(观气色)、闻(听声音)、问(问病情)、切(摸脉搏)。这四种方法,至今仍被我国中医学所重视。
现存的《黄帝八十一难经》,简称《难经》,相传为扁鹊所著。全书共八十一篇,文字简练,医理深奥。
李冰
李冰是战国时期杰出的水利专家。他在任蜀郡守期间,积极推行秦国奖励耕战的法家路线,领导当地人民兴修了一些水利工程,其中就包括驰名中外的都江堰。
秦国自商鞅变法后,由于推行法家路线,国势日强,为进一步兴修大型水利工程,迅速发展农业生产,提供了有利条件。
公元前年左右,秦昭王任命李冰为蜀郡守。当时纵贯蜀郡的岷江水患非常严重,每到夏秋季节,洪水泛滥成灾,无数农田和房屋被淹没。李冰到任后,立即着手治理岷江的工作。
为了弄清水灾发生的原因,李冰领着儿子,邀请有治水经验的人,跋山涉水,对岷江沿岸地形和水情作了详细的调查和勘测。最后决定把玉垒山凿开,让江水分成两股流,既可分洪减灾,又可引水灌田。
成千上万的人民加入了开凿玉垒山的工程,终于把山凿开,山口宽约二十米,称为宝瓶口。把因凿宝瓶口从玉垒山分离出来的石堆叫做“离堆”。
由于宝瓶口地势高,进入宝瓶口的流量不大,在洪水季节仍然会发生水灾。李冰父子和当地百姓在反复查看地形后,找到新的办法:在距离玉垒山稍远的江心修筑一道分水堰,把岷江水流在玉垒山前分成两股,使其中一股进入宝瓶口。最后采用长二三丈、直径两尺多的大竹笼装鹅卵石的办法,在江心修筑了分水堰。
分水堰修成后,上尖下宽,人们称为金字堤,又名金刚堤。大堰的头部指向岷江上游,叫做分水鱼嘴。分水堰把岷江分为两条水道,外江和内江。李冰取名“都安堰”,后改称都江堰。
为了长久发挥都江堰的作用,李冰父子又和当地人民一起,创立了科学简便的岁修方法:用杩札截水断流,淘出江底淤泥积沙。
内江东岸的石壁上有“深淘滩,低作堰”六个大字。这是李冰提出的调节水流的原则。
深淘滩,就是把淤积江底的泥沙清除掉,使河床保持适当的深度,保证江水畅通无阻。为了指示淘滩应深到什么程度,在飞沙堰对岸的山脚下埋有石马,淘滩时要淘到石马才符合深度的标准。
低作堰,是指不要把飞沙堰筑得太高,以便更好地发挥溢洪的作用。
为了便利后人对于内江水量的控制,又在离堆沿江的石壁上刻着观测水位的标尺,“水则”。水位达到第十一格时,江水漫过飞沙堰,流回外江。
都江堰建成以后,广阔的成都平原“旱则引水浸润,雨则杜塞水门”,成为“沃野千里”的富庶之地。蜀地农业经济的迅速发展,为秦统一六国的战争提供了重要的物质保证。
“引水以灌田,分洪以减灾”,都江堰的建成,是法家的“制天命而用之”的人定胜天思想的一个胜利,是对儒家的“天命观”的有力批判。
蔡伦
蔡伦,字敬仲,东汉桂阳县(今湖南耒阳县)人。东汉明帝时,他开始在京城皇宫内当宦官。和帝即位后,他被提升为中常侍,参与国家机密大事,后转为尚方令,监督制造宝剑和其他器械。安帝时东汉政权更加腐败,宦官和外戚轮流执政。蔡伦于公元年服毒自杀而死。
古人发明文字后,记载文字的材料逐渐多起来,较为普遍的有泥板、树皮、羊皮、纸草、龟甲、牛骨、竹、木、帛等。竹简和木简比较笨重,而帛又很昂贵。文化的传播和发展受到一定的限制。
两汉时期,阶级斗争激烈,儒家、法家之间斗争深入,推进了科学文化的发展。
蔡伦在负责主持各种御器的制造时,经常和手工艺人在一起,这使得他有机会接触并总结劳动人民生产斗争的成果。同时,蔡伦善于诗、书,深知缺书写材料的困难。
蔡伦在总结前人经验的基础上,制造了比较早的植物纤维纸。他的方法是:首先找来许多树皮、麻头、破布、废渔网等原材料,把这些东西切碎捣烂成浆状物,然后把浆状物薄薄地平摊在细帘子上,漏去水分,干燥后,留在帘子上的薄片纤维,便成为了纸张。这种纸,体轻质薄,价廉耐用。
公元年,蔡伦把这发明上报朝廷,汉和帝称赞其才能,并通令天下采用。蔡伦曾被封为“龙亭候”,故人们把他发明的纸称为“蔡侯纸”。
张衡
张衡(公元72-年)号平子,东汉时期著名的科学家,同时也是著名的文学家和思想家。他的一生中,注重实践,敢于革新,反对当时作为统治思想工具的儒家“谶纬”迷信,继承和发展了前人的科学成就,发明创造了浑天仪、候风地动仪和指南车、计里鼓车、瑞轮蓂荚等多种天文、地理观测仪器和器械。他创立了系统完整的天文学说,开辟古代世界地震学研究的新纪元。
另外,他的文学成就也很高,还善于绘画,是东汉六大画家之一。
张衡年少清贫,但学习刻苦,有了名声之后,不愿守在家里等别人举荐他去做孝廉、博士弟子等,一心想拜师求学,丰富知识。十七岁,离家去了长安,后又去了洛阳。苦心攻读,成为著名的学者。一次次地辞退地方官的举荐和部府的招聘,回到家乡南阳郡,担任了主簿职务。在这个时期,博览群书,并从事天文、历算和文学研究。不久被举荐到洛阳任郎中,后作了太史令。
太史令是专管天象学、历数学和传习这一专门学问的官职。他利用这个时期,精心专研,把前人遗留的天文仪器(璇机之类)加以改进,创造出比较精确的天文仪器-浑天仪。
这个球体模型,用一个铁轴贯穿球心,轴和球有两个支点,作为北极和南极,在球面上刻着二十八星宿和其他星辰。张衡为了使仪器能自己转动,利用古时计时的漏壶滴水原理,在仪器上安装了一个齿轮,用漏壶滴出水的力量发动齿轮,齿轮带动浑象绕轴转动。
人们坐在屋里就可以观察到天上日月星辰的起落。
张衡创制出一种作为活动日历的瑞轮蓂荚。用这种仪器,可以标出朔(初一),望(十五),上、中、下弦(旬),晦(月末这天)。可惜的是,这种仪器制作方法已失传。
张衡为了掌握自然规律和破除迷信,经过反复研究,制造出一种观察地震现象的仪器,地震仪。这是我国地震学系统研究的一个开端,也是世界上出现的第一架地震仪器。
仪器的构造,《后汉书》中记载:以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起,形似酒樽。仪器外部铸有八条龙,对准八个方向,垂直向下,翘着头,嘴里含有一粒铜球。地上对准龙嘴蹲着八个张嘴的铜蛤蟆。
张衡针对当时的风灾,研究制造出观测风向的仪器,候风仪,对防止风灾的袭击,起到了科学预报的作用。候风仪的构造,没有详细的记载。
计里鼓车
指南车
除了上述发明,在木制机械方面,张衡是一位卓越的机械工程师,他制造出一种能飞的“木雕”,安上三轮能够自转,还制造出“计里鼓车”和“指南车”等机械器具。所以被人们尊称为“木圣”。
张衡在科学实验中,除了发明创造出各种科学仪器和机械器具外,在天文、数学理论上还留下了三部重要的著作,《灵宪》、《浑天仪图注》、《算网论》。
在《灵宪》中,他正确地解释了日月光照和月食问题,“月光生于日之所照,魄(月亮黑处)生于日之所蔽;当日则光盈,就日则光尽也。”指出月光就是反射的太阳光。他还指出了如果月亮转到地影里时,就会发生月食的现象。在这部书里,他还列举了恒星的数目。可见他对天文学研究已经达到了很高的水平。
《算网论》,是数学理论方面的著作,尤其对圆周率的计算上,比较科学。
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