是時候展示古人真正的「技術」了！行星觀測、簡易版火箭、麻醉藥問世、陵墓機關……那些你以為近代才出現的東西，其實早已在中國流傳了上千年！

古時候沒有冰箱，魚肉瓜果不會臭酸長蟲嗎？
春秋時代就已經能觀測到五大行星、800多顆恆星方位？
南北朝數學家不用計算機，竟然算到圓周率的小數點後七位？

靠著工具或電子儀器研發出新東西才不稀奇，
古人的創新發明力，可以說是「無中生有」的等級！

【醫學】
▎在東漢時就有運用在治療時的麻醉藥……麻沸散！
相傳東漢時期的名醫華佗有次在治療病患數小時後，因過於勞累而飲酒，喝醉後便不省人事，
妻子擔心華佗，欲用扎銀針的方法來搶救，卻見他毫無知覺，一探脈搏心跳才確認其平安無事，
酒醒後的華佗聽聞此事相當驚奇，更因此激發靈感──酒可以麻痺人的知覺！
經過無數次的研究、以身試藥，華佗終於研發出以臭麻子花和熱酒製成的麻醉藥，取名「麻沸散」，
而西方直至19世紀才使用麻醉藥來替病人進行手術，可見古人智慧多麼神奇！

【數學】
▎歷史上第一個把圓周率算到小數點後七位的人……在中國！
大家都知道π=3.14，也許你還知道小數點後幾位是3.1415926，
但早在南北朝時期的數學家祖沖之就已經算到小數點後七位了！
秦漢以前人們是以「周三徑一」來作為圓周率，
但三國時期的數學家劉徽認為這並不夠準確，便依周常與直徑的比例來運算，當計算到圓內接96邊形時，求得π=3.14，
並發現當圓內接正多邊形的邊數無限增多時，求得的π值越精確，
這便是初步運用了極限概念的割圓術，為當時世界上最先進的概念；
而南北朝數學家祖沖之更是計算到圓內接正24,576邊形，
算出圓周率π在3.1415926與3.1415927之間，在沒有計算機的年代，只用簡陋的算籌等運算工具便能達到如此成果，其貢獻著實令人震驚！

【內容簡介】：
科技發展帶動時代進步，現代的許多儀器、器具都仰賴前人的發明為基礎，再加以改良精進，才能有如今的成果。本書由器具發明、醫藥、天文曆法、建築學、數學、軍事科技等方面，分門別類介紹中國古代科技的發明與技術，這些發明不僅造福後世、推動時代，更讓人感嘆前人的智慧，本書將帶領讀者一覽古代科技發明之無奇不有！

韓品玉，師範大學文學院古籍整理研究所所長，副研究員，從事古代文論及傳統文化研究。出版《明清萊陽宋氏家族文化研究》、《中華博物通考．雕繪卷》、《大學語文》四部、《傳承．創新》和《國學經典小故事》叢書。

張潔，專職編者。

前言

在人類歷史的發展中，科技發展是一種不可缺少的驅動力，是促使人類有意識地了解和改造自然的活動。從發明之光、科技之幻中，這種改造自然的活動就已經開始；醫學之花讓我們生生不息，綿延下去；天文曆法之奇使神妙奇幻的星空不再神祕；數學之奧讓人們變得更踏實精微；建築之美盡顯高雅的文化品味和深厚的歷史底蘊；農具之用、手工業之妙、軍事之強向世人展現了古人的智慧，製作在科技領域劃下了一道漫長曲折而又執著向前的軌跡。

科技的發明雖然枯燥繁雜且充滿艱辛，但成果為後世帶來了巨大的便利，如輪子的發明大大減輕了交通運輸的負擔，也推動著交通運輸方式的不斷變革。今天，我們不僅可以借助各種交通運輸工具在陸地上馳騁，而且能隨心所欲地潛入海底，翱翔藍天。科技無時無刻不在改變著人類的世界觀和認知，它的發展有時來自於偶然，但更多來自於科學家們夜以繼日的辛勤努力。

正因為科技發展的歷程中有著如此精彩的故事，才有了編寫此書的動機。編者從廣袤的古代科技中精選了百餘個具有代表性的發明故事，盡可能用生動有趣的語言來講述中國古代科技歷史上最重要的發明、發現及製作，不僅使乏味的科技內容變得親切生動，可以更貼近讀者，而且一個個小故事盡顯了古代科學家、發明家等對科技研究的執著精神，以及對前人經驗的繼承和創新精神。這些故事展示的技術知識，既有利於我們更明確地認識宇宙、自然、萬物及本身，又有益於我們形成邏輯性的理性思維。

前言

第一章　發明之光
陶甑的問世
指南車的發明
燒窯業的出現
中國最早的輪子
熨斗
秤的發明
鋸的發明
橹的發明
傘的發明
蒸籠的由來
理髮工具的發明
中國最古老的機器人

第二章　科技之幻
神奇的古代滴漏
蔡倫和造紙術
張衡的地動儀
賈思勰與《齊民要術》
雕版印刷術
火藥的發明
活字印刷術的發明
指南針的應用
世界上最早的自鳴鐘
神奇的被中香爐

第三章　醫學之花
針灸療法的創造與發明
四診法的發明
《黃帝內經》
神奇的麻沸散
張仲景和《傷寒雜病論》
起源於中國的人痘接種術
孫思邈與《千金方》
李時珍與《本草綱目》

第四章　天文曆法之奇
農曆的來歷
《甘石星經》
二十四節氣
圭表的用途
日晷
干支紀年法
張衡的渾天說
製圖六體理論
水運儀象臺
楊忠輔與《統天歷》
郭守敬的《授時歷》

第五章　數學之奧
中國最早的計算工具
算盤的問世
游標卡尺的發明
《周髀算經》
祖沖之與圓周率
楊輝三角
李冶與天元術
韓信點兵與中國的剩餘定理

第六章　建築之美
秦代的阿房宮
萬里長城
洛陽白馬寺
李春與趙州橋
敦煌莫高窟
布達拉宮
孔廟大成殿
故宮太和殿
泰山岱廟天貺殿

第七章　農具之用
耒耜的發明
最早的牛耕
桔槔
鐵犁
耬車的妙用
風扇車
馬鈞的翻車
曲轅犁
筒車

第八章　手工業之妙
冰鑑
墨斗
古代的提花機
水排的發明
流光溢彩的唐代陶瓷業
中國最早的紙幣―交子
棉紡織機的問世
魚洗盆的絕妙

第九章　軍事之強
連環翻板
火箭的發明
世界上最早的原始步槍―突火槍
地雷
神火飛鴉
水雷
康熙時的「神威無敵大將軍」
中國最早的「特混艦隊」

一、 發明之光

1. 陶甑的問世

生活在距今約七千年前的河姆渡原始居民，以種植水稻為主，兼營漁獵、飼養家畜，這片大地豐富了先民的食物來源。香噴噴的白飯，漫山遍野的野菜、野果，品種不一的鳥蛋，味道鮮美的魚肉等，都成為河姆渡先民的美味佳餚。那時的人們是如何做出白飯的？下面就讓我們一起揭開歷史之謎。

先民知道火可以利用以後，發現用火燒過的食物特別容易咀嚼，味道也很鮮美，所以燒烤食物成為他們主要的飲食方法之一。這種方法簡單可行，不需要任何蒸煮器皿，隨著人類的不斷進步和農業的發展，河姆渡先民在飲食方面有了更高的要求，這促使他們不斷發明和改進蒸煮工具。

河姆渡原始居民最初只能用燒烤或水煮的方式食用稻粒。遇上災害性天氣，造成稻米歉收，人們食不果腹，就用橡子作為食物的補充來源。橡子澀味極重，口感極差，人們實在難以下嚥，只有想辦法先去掉橡子的澀味再食用。河姆渡原始居民發現，如果先將橡子磨成粉，然後放在陶盆或陶罐內用水浸泡數日，再拿出來食用基本就可以了。可問題是橡子粉既不能像米飯一樣放在釜內加水煮，又不能像獸肉那樣在火上燒烤，最好的辦法就是隔水蒸煮，於是中國最早的蒸食器皿――陶甑（ㄗㄥˋ）就這樣出現了。

陶甑的形狀與陶盆相似，只是在平底上鑽了許多蜂窩狀的圓孔，孔徑約1毫米，外壁上有一對半環耳，便於搬動。陶甑是不能單獨使用的，要和陶釜一起使用。人們先在陶釜內加上水，然後放上陶甑，陶甑上蓋上蓋子，然後在釜下燒火。陶釜內的水燒開後，大量的蒸氣通過陶甑底部的圓孔就可以將食物蒸熟了，這也是遠古人類對蒸氣的最早利用。這種底部帶小孔的陶盆，後來演變成蒸籠。

河姆渡原始居民在不斷的嘗試中發現，把稻米放在陶甑裡蒸熟了吃，不僅香甜，而且能增加食慾，使自身的體質變強。於是白米飯就成了當時河姆渡原始居民宴席上的美食，用蒸的方法做出熟食，是我們祖先對人類的一大貢獻。

2. 指南車的發明

你知道指南車是怎麼發明的嗎？這要從幾千年前黃帝戰蚩尤的傳說說起。

蚩尤是上古時代九黎族的首領，曾和炎帝族發生衝突。為了戰勝蚩尤，炎帝只好向黃帝求救，後來，炎帝說服了黃帝，兩個部落結成聯盟。據說黃帝和蚩尤打了3年仗，前後交鋒72次，結果沒有一次獲勝，後來雙方在一次大戰中，蚩尤眼看就要失敗了，他趕忙請來風伯、雨師助陣，二人呼風喚雨，給黃帝軍隊的進攻造成極大困難。此時的黃帝急中生智，忙請來一位名叫魃（ㄅㄚˊ）的女神，施展法術，才制止了狂風暴雨，不甘失敗而又詭計多端的蚩尤又製造了大霧，霎時瀰漫四野，黃帝及其軍隊被團團包圍在大霧中。這時，黃帝十分著急，只好命令軍隊停止前進，並召集大臣前來商討對策，深受黃帝信任的應龍、常先、大鴻等大臣都到齊了，就是不見風后的影子，黃帝非常擔心，立即派人四下尋找，可是找了半天也沒找到風后，天快黑了，黃帝更擔心了，他決定親自出去尋找風后。終於，黃帝在一輛戰車上發現了呼呼大睡的風后，他走過去，揪住風后的耳朵氣憤地說：「快起來，大家都在擔心你，你卻在這裡睡覺！」風后揉著惺忪的睡眼說：「我哪裡是在睡覺啊，我正在苦思冥想，如何能破蚩尤的法術。」說著，風后用手指著夜空繼續說：「您看天上的北星，斗雖轉動，但柄不動。臣下曾聽人說過，伯高在採石煉銅的時候，發現了一種磁石，能將鐵吸住，那麼我們是不是可以根據北星的原理，用磁石製造一種能辨別方向的東西呢？我們如果有了這種東西，就再也不怕迷失方向了。」黃帝聽後連聲稱讚道：「好主意！好主意！」然後，他就命令大家一起動手來幫助風后。在大家的共同努力下，一個能指引方向的儀器終於誕生了，之後，風后又製作了一個假人，安裝在一輛戰車上，無論怎樣旋轉，假人伸手指著的方向都是南方，這個車就是指南車。有了指南車的引導，黃帝統率的軍隊終於衝破了重重迷霧，打敗了蚩尤。這畢竟是傳說，而真正有記載的指南車出現在西漢《西京雜記》中，其中漢代皇帝的御駕中就列有指南車。據歷史記載，東漢時期傑出的科學家張衡也曾發明過指南車，可是製造方法失傳了，三國時期，馬鈞又重新造出了指南車，這種車要用馬拉著走，車上裝有一個木頭做的「仙人」，無論車子向哪個方向行駛，「仙人」總是面向南方，右手臂也指向南方。

指南車設計的關鍵在於對自動離合的齒輪系統的應用，這種輪系結構相當於現代機械結構中的差動齒輪系統，所以英國著名科學技術史專家李約瑟曾指出，中國古代的指南車「可以說是人類歷史上邁向控制論機器的第一步」。指南車的發明充分體現了中國古代機械製造的高超水準，是古代力學在實際應用中的卓越成就。

3. 燒窯業的出現

你知道「china」的中文含義是什麼嗎？對，就是「瓷器」的意思。一件件瓷器，演繹著一個個故事。瓷器不僅出現在華人世界中，也代表著中國古代手工業發展的輝煌成就，一件件精美瓷器的問世是離不開燒窯業的。

燒窯，泛指在一個人工搭建的建築物裡，透過生火加熱至高溫，使黏土燒製成型的過程，我們通常所說的燒窯就是指燒製陶器、瓷器等。傳說女媧是燒窯業的始祖，後又說是太上老君（他在煉製丹藥時發明的），而據考古挖掘資料顯示，燒窯業已有1萬多年的悠久歷史，在黃河流域和長江流域許多新石器時代的遺址中，就出土了大量的陶器。陶器製作首先是以黏土為胎，經過手捏、輪製、模塑等方法加工成型後，再在800～1,000℃的高溫下焙燒成不同形狀的物品，主要有灰陶、紅陶、白陶、彩陶和黑陶等品種。燒製出來的陶器大都具有濃厚的生活氣息和別具一格的藝術風味。陶器的發明是人類文明進步的重要里程碑，這是人類取自自然，利用自然，完全釋放自己想像力的偉大創造。

為了增強陶土的成型性和耐熱急變性，燒窯業所需的原料要求很高，需要選擇含鐵量高、黏性適度、可塑性強的黏土，一般還要在黏土中加上高嶺土、石英、長石、砂石粉末、草木灰等原料。原料配製後，還要進行粉碎，以減少其中的顆粒度，使坯泥更細膩，以提高成品率，之後人們還要對原料進行捏練和陳腐，以增強坯泥的可塑性。原料配製好後，根據自己的需求製成各種器型，這就是待燒的坯體，等到坯體晾乾後，才能入窯焙燒。如果要燒製彩陶，還需在焙燒前先上彩繪，這樣彩繪就會固著在器物表面，不易脫落。秦始皇陵兵馬俑即為彩繪陶，各個陶俑栩栩如生。在陜西西安半坡遺址中出土的人面魚紋彩陶盆，製作非常精美，紋飾表現出濃厚的生活情趣，這說明在農耕時期，人們不僅有著豐富的想像力，而且製造彩陶的技術已日臻完善。另外，青海出土的舞蹈紋彩陶盆，生動地描繪了五人一組的集體舞場面，堪稱是彩陶中的精品。

之後燒窯業技術不斷發展改進，主要體現在燒製的燃料和火候上。東漢末年燒製青瓷的技藝逐漸成熟，南北朝時期燒製的白瓷又是燒窯業技術的一個重大突破，隋唐時期的燒製工藝更加成熟，製瓷業成為獨立的生產部門。宋代出現了各具特色的地方瓷窯，有「五大名窯」，即官窯、汝窯、哥窯、定窯、鈞窯，景德鎮還成了著名的「瓷都」，元代進入彩瓷生產期，燒成了青花瓷和釉裡紅瓷，還創造了技術精良的鬥彩和五彩瓷，清代出現了粉彩和珐琅彩。明清時期，景德鎮是製瓷業的中心，當地所產的青花瓷造型多樣，花紋優美，暢銷海內外，成為世界各國了解中國的一大特色。

4.中國最早的輪子

輪子是人類最古老、最重要的發明之一，也是人類文明進步的重要表現。中國歷史上最早的輪子是誰發明的呢？

相傳，大禹治水需要大量的石頭、土袋等材料，每天完全靠人工搬運，很多人因為體力不支累趴下了。有一個叫奚仲的人，一直在想辦法幫人們解決這個問題，他每天潛心研究，不分晝夜地忙於設計。皇天不負有心人，經過他嘔心瀝血地不斷試驗，第一個輪子問世了，很快他又做出了第二個輪子，他用兩個輪子架起車軸，並將車軸固定在帶轅的車架上，車架上附有車廂，用來盛放貨物。就這樣，人們利用輪子把物體從一個地方移動到另一個地方，世界上第一輛輪車終於產生了。可是它比較笨重，承重力也不夠，後來奚仲又對車輪、車轅、車衡、車軛、車軸、車廂進行了改進，還定製了統一的尺寸和形狀，進行標準化生產。奚仲還以中間是空心而且有輻條的車輪代替了常見的實心木柄車輪，使得車輪轉動更加靈活，車子使用起來也更輕便了。大禹看後非常開心，撥給奚仲大量的材料和人力，讓奚仲批量生產車輛。之後，大禹將其生產的全部車輛投入到治水第一線，奚仲設計和改進的車輛，無論在承重力還是在速度方面，都比人工搬運提升了很多，這樣提高了治水的效率。

傳說，大禹透過「禪讓制」做了部落聯盟首領後，奚仲又專門為大禹精心製作了一輛舒適、氣派的馬車，用四匹馬駕馭，作為大禹的專車。傳說，當時馬車也隨之出現了，大大解放了人力，之後馬車還出現在中原戰場上，成為「戰車」。後來，大禹的兒子啟征討有扈氏時，就是靠這種馬拉的戰車，打垮了有扈氏的軍隊，取得了最後的勝利。

最早的輪子是用光滑的圓木做成的。儘管輪子發明很早，使用輪子的馬車也強烈地吸引著人們，可是人們用來建造使用輪子的機器，卻花費了幾個世紀的時間，而且在大約400年的時間裡，輪子的基本形狀一直是沒有任何變化的，今天我們所能看到的飛輪、滑輪、齡輪等都是在早期輪子基礎上發展而來的。有了輪子，機械世界裡才有了轉動運動，如飛機螺旋槳、蒸汽機旋輪，以及手錶的游絲，之所以能連續轉動，靠的就是輪子，所以輪子是中華民族的一項重要發明。