【神贴搬运】中国古代科技史带吐槽

本帖最后由 yao326yao 于 2014-5-7 15:56 编辑
很早就想写点关于中国科技史的东西，但一直没有下定决心。一方面头绪太散乱，难以整理成文，另一方面也容易引起不必要的争执。不过，随着看的东西越多，就越觉得有必要写下来，否则久了真的会忘掉。
干脆就借纵论的人气开一个帖，慢慢把想到的东西都写下来，与有识之士讨论。
因为科技史这个课题实在太大，要整理出一个明确的线索太难，索性就想到哪写到哪，也许后面写的越多，内容就能逐渐串成一个完整的体系。
加个目录吧，方便各位查看：
5楼：中国科技史上的关键节点——元封造历（1）
8楼：中国科技史上的关键节点——元封造历（2）
9楼：中国科技史上的关键节点——元封造历（3）
17楼：影响人类进程的著作——《陈旉农书》（1）
18楼：影响人类进程的著作——《陈旉农书》（2）
19楼：疏与堵的美妙和弦——徐有贞水箱实验
26楼：存在感超低、却足可列入四大发明的代表性机械——指南车
43楼：中国最伟大的发明，没有之一——烹饪
54楼：工业革命的失败——隋朝
61楼：不可能自杀都这么高科技——外丹黄白术（1）
68楼：不可能自杀都这么高科技——外丹黄白术（2）
75楼：不可能自杀都这么高科技——外丹黄白术（3）
82楼：不可能自杀都这么高科技——外丹黄白术（4）
92楼：最难书写的华丽篇章——手工业（1）
94楼：最难书写的华丽篇章——手工业（2）
97楼：一本几乎消失的自然科学论著——《论气》
101楼：其兴也勃焉，其亡也忽焉——五行学说
102楼：一点也不高大上，但却足够天才——珠算开方术（1）
112楼：一点也不高大上，但却足够天才——珠算开方术（2）
119楼：一个从不放弃学习的民族——中西会通（1）
123楼：一个从不放弃学习的民族——中西会通（2）
124楼：中国古代留下的唯一世界标准——上北下南原则
128楼：赢在起跑线上——火的使用
130楼：玩也要玩得很有范儿——玩具
132楼：科技发展最重要的两只推手——经验和实用
133楼：不作死就不会死——占卜（1）
136楼：不作死就不会死——占卜（2）
138楼：不作死就不会死——占卜（3）
140楼：不作死就不会死——占卜（4）
142楼：只有中国人才会玩的神奇魔术——自然数

另一种就是按日晷测定的冬至或夏至日作为时间节点。因为冬至日和夏至日的日晷长度最明确，作为节点很容易想到。这就是阳历的办法。但这种方法也未必准确，特别是在古代先民天文观测的手段并不靠谱的情况下，冬至日和夏至日可能会经常发生变化。所以中国至迟在春秋时期，一年究竟几个月还是不明确的，有时是12月，有时是13月，甚至14月的情况也有。
于是，人们有必要考虑一种能够更加明确的纪年标准。利用月相的变化，人们容易识别，但周期不匹配，利用日晷的变化，周期倒是匹配，就是确定起来有困难。那么很简单，把两者结合起来不就行了吗？这就是中国夏历采用阴阳合历的原因所在。
中国的农历大致可分为两部分，太初历以前的统称夏历、或颛顼历【和共工打架那个】，太初历以后就是农历了。
颛顼历中已经有了阴阳合历的基本设定，有了闰月的概念，但是如何确定闰月却相当不明确，当时的观测条件还达不到。【中国直到很晚才出现透镜】
这个重要任务，自然就留给了历史上第一个大一统、并且国力相当昌盛的汉武帝朝了。【秦呢。。。】
汉武帝召集了天下最顶级的历算天才聚集长安，开始造历的过程，也就是元封造历。
这里面的代表人物包括落下闳、邓平、唐都、壶遂、司马迁等，可以说是这些人造就了中国的第一部严格意义上的历法，也确定了中国文化的根基。

太初历的第一个重要工作就是19闰7法，也就是19个回归年闰7月，每逢无中气的那个月份就闰一月。
这个事情说起来很简单，但当时要能想到却相当不容易。因为至少当时之人必须要认识到，地球的公转轨道是椭圆形。
道理很简单，如果地球的公转轨道是正圆形，那么就不可能出现有的月份有中气，有的月份没有。只有是椭圆形的时候，才会出现有的节气间隔比较长，有的节气间隔比较短。
更有趣的，不光认识到了椭圆形，还认识到了地球章动周期恰是19个回归年（准确的是18.6年）。
所谓章动，就是地轴的运动，“章”是取自中国古代以19年为一章而得名。章动是月球运动的白道面变化所引起，运用章动的19年周期，是充分考虑了月球运动的必然结果，也是体现阴阳合历的关键环节。
有了19闰7法，中国的农历就不用像西方的公历那样，定一个“若某年份是4的倍数、不是100的倍数、是400的倍数，则该年为闰年”这样奇怪的设定。【233设定控福利】这正是农历更加体现科学本质的一个方面。
另外，太初历还有一个重要成果，就是春节，也就是一年的开始那天。
定一年的起点也不容易，公历的元旦是完全不依赖任何天文规律的，全凭人为规定。这在我们看来并不“科学”。【这不科学】
一个容易想到的办法是定冬至日为一年开始，但前面讲了，冬至日不容易测，不那么直观，老百姓接受不了。【我也接受不了为什么老百姓接受不了】
另一种是定立春，因为立春正是一年气温开始回升的时候。同样的，立春更难测定。
定大寒之后第一个朔日就简单多了，通过月相判断这是老百姓肉【狗】眼就能做出的观察，这就是春节的来历。【年兽下山吃人什么的都是骗人的】

太初历又称81分律历，这是落下闳设定的，也就是把一天分成81等份来研究。之所以分81份，是因为传统宫调用的是81寸。这是以律起历的开始。
这里有好多概念需要澄清。
首先，什么是以律起历，这句话是《汉书》里提到的，它的意思是，用乐律的规则来确定历法的规则。
这个事情相当了不起，因为它直接探到了“时间”这个概念的本质。
我们现代人用的时间都是物理学时间，秒、分、时等等。最早的秒是来源于惠更斯的秒摆，即摆长为一米的单摆，其摆动的半周期为一秒。之所以这样定义，是因为单摆的周期只跟摆长有关，与其质量无关。【高中会讲到，单摆的周期公式是T＝2π√L÷g,T周期，L摆长，g重力加速度，和摆锤质量无关，不过该公式成立条件比较严苛】

到了现代，我们定义一秒是利用铯133的超精细能级的振动频率，这种定义方式同样用到了周期性振动的频率，类似于单摆。【总觉得到了亿年误差一秒的程度再减小误差就是吃撑了】
以周期性的振动来定义时间，这个事情容易想到，但又不容易，特别是在早期人类，他们还认识不到“周期”这个概念。【小的周期，大的如昼夜四季之类的应该可以】
以乐律来定义历法的标准，这个思想相当超前。特别是，用笛子（古代的笛子）宫调那个81寸这样的长度单位定义时间单位，已经与秒摆的思想一致了。
其次，乐律的进步一直是中国科技史上重要的事件，以后有机会再详写。
乐律的核心是五音，汉代的办法是三分损益法，即令81寸为宫调，取其三分之二为商调、三分之四为角，如此类推之。
当然，这种定法简单，但无法回归。所以后来有了朱载堉的十二平均律。
十二平均律是珠算发明以后的事了，汉代还不可能如此先进。
第三，一天分81份，这其实相当精确，说明当时的记时工具已经较为精确。
传统都认为，汉代的计时工具主要是晷漏。特别是沙漏，《汉武大帝》那个电视剧里就有一个场景，东方朔为了帮刘彻拖时间，故意把沙漏里的沙子往外倒。
但其实有更先进的。一个是水漏。有一种特别的水漏，叫欹器，《荀子》里有提到，基本是全自动的，利用水流往里灌，到一定程度就自动翻转过来。
另一个更重要的，就是浑仪了。传说中，落下闳是浑仪的发明人，张衡只是改进者。不过知识产权并不重要，而是浑仪所传递的天文学图像，以及全自动的运转思想，相当不可思议。【这里说的全自动是非人力的外力驱动】

以上这些其实还不是元封造历最伟大的地方，真正最伟大之处其实是这场造历的一个副产品：五星的确定。【前方高能！】
五大行星【能看见的，水金火木土】，在我们今天人的眼睛里早已习以为常，可是在古代，五星确立却是如此重要的大事件。
我们每天晚上抬头看星空（如果能看到的话），大部分的星星都是基本不动的，这些星被称为恒星。另外有一些运动轨迹复杂一些，则称为行星。
注意，太阳和月亮对地球来说比较特殊，不在“星”的研究范畴内。
行星究竟有多少颗呢？这个问题人类问了几千年。【所以说数星星也是蛋疼】
我们都知道，五大行星也是绕太阳公转，所以在其视运动较为复杂，很难总结出规律来。
并且由于轨迹复杂，很多时候同一个颗星会被误认为是两颗，比如金星，在汉代以前就分别被称为启明和长庚。
元封造历的一个重要任务，就是确定行星的数量。而这些天才历算家的手里是没有天文望远镜的，这个任务之艰难可想而知。但是，他们圆满完成了任务，他们的工作准确地让人吃惊。【氪晶狗眼笑而不语】
最后确定下来的五大行星，分别是辰、荧惑、岁、太白、镇。
这五个名字作者不是百度的，因为它们很好记【个屁】的。
辰星即水星，水星离太阳最近，所以其对地球的视运动，就是在太阳的左右相伴而动，所以“日月星辰”的辰就是指它。
荧惑即火星，火星离地球最近，轨迹也最飘忽不定，所以用一个“惑”字来表示。
岁星即木星，木星的公转周期为12个地球年，正是我们十二地支的纪年周期，十二地支的规律就是根据岁星而定的。
太白即金星，金星离地球次近，总是出现在东、西方，也就是上面说的启明和长庚。
镇星即土星，土星公转周期为28个地球年，恰对应28宿，所以叫“岁镇一宿”。
大家要明白，对于任何一个文明来说，天文学的任何发展都是大事件。即使现代科学，其发端也是天文学。
而对汉朝人来说，五星的确立，如此重大的天文学进展，其对社会的影响是绝对不能忽视的。
五星确立的最重要影响，就是五行学说开始大行其道。
五行，在汉朝以前其实没有什么人讲的，孔、孟、老、庄都没讲过五行。
但是，有汉一代，你不谈五行，你都不好意思跟人打招呼。几乎每个人、每本书，都有专门章节大谈五行学说。而像医学之类，更是直接将五行作为基本的理论出发点。
这其实和牛顿力学发展类似的。牛顿力学创立之初，唯一的作用就是完美地解决了开普勒行星三定律。正因为其在天文学上的成功，人们才将其用到其它运动学领域去。

五行学说也一样。五星的确立，让所有自然数中，“五”个数字陡然变得特别了，而先秦哲学中唯一与“五”相关的，就是五行。于是，在天人感应的指导下，地球上的什么东西都要和“五”去对应了。其影响之深远，无论如何想，都不夸张。
最后我想说，我们现在以“五星红旗”为国旗，这是相当了不起的事情。“五星出东方、利中国”，五星是从汉朝开始就确定的汉族图腾，以它为国旗图案，具有绝对的文化内涵，比用龙【某大清】、太极图【某大韩】这些烂大街的，意义要深远得多。【我记得哪个国家国旗上两把AK47来着。。。】

第一章节完了，你们倒是回帖啊不然十几万字我粘贴都没有动力的 _(:з)∠)_

楼主伤心了，今天把农书更完了就睡觉好了_(:з)∠)_

影响人类进程的著作——《陈旉【旉 拼音：fū】农书》
相信大多数朋友看到这个题目，第一反应一定是去百度第二个字念什么。的确，这个人名太冷门，完全不能同孔丘、孟轲、荀况、董仲舒、朱熹、王守仁这些名字相提并论，用这样一个题目似有哗众取宠之嫌。
然而，作为一个标准吃货，那些仁义道德统统都是虚的，填饱肚子才是第一要务。而填饱肚子的前提当然就是农业生产，所以指导农业生产的农书，其意义怎么夸大都不过分。
众所周知，汉族不是一个喜欢扩张的民族，这个民族具有足够的内敛性。这当然与我们所处的地理环境、民族性格等有关。
然而，扩张是人类的本性，因为当一个民族拥有足够的文明时，人口就会暴涨，现有的土地和资源就无法满足激增的人口的需求，扩张是很容易想到的策略。【宇宙社会学的两条基本公理。。。】
要想不扩张就解决人口增长的难题，唯一的办法就是增加劳动生产率，也就是让同样的土地上，生产尽可能多的粮食。
这个事情说起来简单，但几大古文明当中唯一做到的，只有中华文明，这也是中华文明未曾中断的原因所在。
有文献记载以来，中国发生过两次重大的农业革命，在我看来，其意义绝对不亚于西方的工业革命。
这两次农业革命分别发生于两汉和两宋，尤其是西汉和南宋。前者主要记载于西汉《汜胜之书》中，后者主要记载于南宋《陈旉农书》中。
用我们现代的话说，两场革命的本质都是能量使用形式的革命。
第一次是由人力向畜力的转变。虽然中国在先秦就已经有牛耕的记载，但远远没有普及。西汉是首先普及牛耕的。
有了牛耕，就需要金属农具，铁犁差不多也是在那个时候出现。
铁犁的出现，使得深耕成为可能。深耕是秋耕的标志。《齐民要术》讲，春夏必浅、秋耕必深。这是因为，春耕离播种时间短，不具备深耕条件，而秋耕则时间长，且杂草会反复生长，多次深耕能增加更多绿肥。
在古代农业思想中，秋耕是关键的环节，它能让粮食产量倍增。
所以，这是汉朝成为中国历史上第一个富裕的朝代的原因。汉朝人相当富裕而悠闲，原因就是农业产量的倍增。
除了牛耕，水车的出现也是关键事件。龙骨水车大约出现于西汉至三国这段时间，具体已很难考证。它的核心就是利用马力汲水，这是将畜力转化为水力的一步。《九章算术》中已经广泛采用类似“马力”这样的单位，正说明这时候的人已经认识到了马力的重要性。

马在汉朝的重要性不言而喻。一来汉朝空地多，广阔的河套地区基本都用来养马了，据记载，上郡（今陕北这一带）的牧苑养马曾多达数十万匹。只有畜马的数量起来了，才能用骑兵去和匈奴人打消耗战。
这是人类历史上的一个壮举，要知道，马其实是一个相当昂贵的东西，其价值远远高于今天的家用轿车。
在西方，有一匹马就可以称为骑士了，绝大部分战争都是步兵之间进行，骑兵只是少量点缀。
像汉武帝这样动辄发十万骑兵，前后几十年加起来超百万，这样的规模放到西方，早吓尿了。
然而，养马的本钱很大，需要对畜牧有充分的认识，如何畜养、如何防疫，这都是一整套的学问。
除了畜力之外，汉朝人还有一个特别的发明，就是温室。
《汉书》中有明确记载所谓“四时之房”，也就是我们现在说的温室。它的作用就是栽培反季蔬菜，特别是瓜果一类，供皇家贵族享用。
这当然实际上也是提高粮食产量的一个办法了。
现在时常听到一种观点，是说自明以后，中国土地上之所以能养活这么多人，主要得益于原产自美洲的番薯、玉米、马铃薯等高产作物的引入。
对于这种跪舔的美分党，真想呵呵他一脸。
首先，这些高产作物都是主要在偏远山区种植，比如福建、广东等地的山区，近代以前并未深入到中原腹地。很多书上对于这方面的记载都很浅薄，比如《本草纲目》只是略加提及，并未深究，说明当时的影响力很有限。
其次，异地引种并不是想象中那样轻而易举的。徐光启的《农政全书》中就记载了番薯如何藏种的问题，据说他还多次向福建求种，说明当时冬季藏种是一个大问题，并没有得到很好解决。【藏着藏着就发芽了。。。】
第三，高产作物大多数时候主要还是喂猪用【现在呢。。。】，人吃得并不多。我们现代人看到的，很多都是近代以来积贫积弱的结果，那时候能吃饱饭就不容易了，还管它什么作物呢。但这并不是普遍现象。

在我看来，“施肥”这个思想的提出，其重大意义不亚于现代热力学的热力学第一和第二定律。
不仅如此，《陈旉农书》还提出了一个振聋发聩的核心理念：地力常新壮。
这个思想比起现代说的“可持续发展”还要更加了不起，因为它是包含了人定胜天的基本逻辑的可持续发展。
众所周知，土地耕作越频繁，其肥力就越差。一般来说，连续耕种三五年，产量就要大打折扣。
一种容易想到的办法，就是休耕。比如现在美国用的轮耕制，就是典型的休耕思想。【还是想请留学党们证实一下】
这在土地资源有富余的情况下可以做，但人口激增之后，由不得人们去休耕。这时候就必须要想办法在连续耕作的前提下，仍然保持土地肥力。
这似乎有一点违背热力学第二定律，【这不科学！】但至少当时的中国人的确做到了。这就是施肥。
《陈旉农书》中提出了十几种肥料，除了人粪尿以外，还有草木灰、河泥等。按我们现代的理解，这就是增加钾等元素，相当的科学有效。
不仅如此，该书还详细区分了生粪和熟粪的差别，给出了一整套系统而明确的制造粪药的办法。
值得一提的是，《陈旉农书》是纯私人的农书，篇幅也不长，出版当时似并未引起重视。
直到后来影响范围更广的《王祯农书》问世，其中大量引用《陈旉农书》的思想和观点，用粪如用药、地力常新壮的思想才贯彻到了中国每个农民的心里。有限的土地上，也由此养活了明清的数亿人。其思想对后世的影响有多大，目前还没有得到充分研究。

马