古人的黑科技

月海妖后

進(jìn)入21世紀(jì)，我們一路見證著人類科技的飛速發(fā)展，也享受著由此帶來的種種便利。作為四大文明古國之一，中國孕育過燦爛的科技文明，除了人盡皆知的四大發(fā)明，還有大量推動人類進(jìn)步的『黑科技』。不論古人還是今人，發(fā)展科技的根本動力，都是為了看得更多、走得更遠(yuǎn)。

20世紀(jì)初，英國探險家斯坦因從敦煌藏經(jīng)洞拿走9千多種敦煌卷軸，其中有一卷星圖，大約繪制于8世紀(jì)初，圖上有1350多顆星，是世界上現(xiàn)存星圖中最古老、星數(shù)最多的。

這卷星圖，是按照每月太陽所在的位置，利用類似墨卡托投影（正軸等角圓柱投影，荷蘭地圖學(xué)家墨卡托1569年創(chuàng)立）的方法，分12段把赤道帶附近的星畫出來。只是，它的出現(xiàn)，比墨卡托投影法要早600多年。

在敦煌星圖出現(xiàn)之前，古人畫星圖的方法大約有兩種。

第一種方法，是以北極為中心，將全天的星投影在一個圓形平面上，漢代的“蓋圖”大概都是這樣畫的，現(xiàn)今保存在蘇州的宋代石刻天文圖也沿用此法。這一方法最大的缺點是，南天的星（越往南越明顯），在圖上彼此的距離越遠(yuǎn)，實際上的距離越近。

另一種方法出現(xiàn)在隋代，利用直角坐標(biāo)投影，把全天的星畫在所謂“橫圖”上。這樣做的結(jié)果是，赤道附近的星與其實際分布狀況較為符合，但北極附近的星就相差甚遠(yuǎn)。

為了克服這兩種畫法的缺點，只能將天球一分為二：北極附近的星圖畫在“圓圖”上，赤道附近的星則畫在“橫圖”上。這種繪制方法一直應(yīng)用至現(xiàn)代，而敦煌星圖則是迄今所知的最早按照這種方法進(jìn)行繪制的星圖。

宋代的自動化天文臺

宋元祜元年（1086年），哲宗皇帝親自下詔，由蘇頌帶領(lǐng)各路人才成立“元祜渾天儀象所”，先驗證設(shè)計方案，再造大木樣進(jìn)行嚴(yán)格演示，最終于1092年鑄造出銅制水運儀象臺，共用銅兩萬斤，蘇頌還編著了設(shè)計制造說明書《新儀象法要》，配有70幅示意圖。

水運儀象臺是一座巨型天文鐘， 也是一座大型自動化天文臺，它的構(gòu)思，吸取了北宋初年天文學(xué)家張思訓(xùn)所改進(jìn)的自動報時裝置的長處，以及各家儀器的優(yōu)點，還采用民間使用的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤桿等機(jī)械原理，將觀測、演示和報時設(shè)備集中起來，組成一個整體。它的誕生，充分體現(xiàn)了中國天文計時儀器與機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)多方面的成就。

天文算學(xué)，國家要務(wù)

“歷法乃國家要務(wù)，關(guān)系匪輕?！保滴趸实壅Z）天文算學(xué)一直被視為改正朔、易服色、“受命于天”的標(biāo)志，同時“觀象授時”也可以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此備受歷代統(tǒng)治者的重視。

自漢代以來，中國歷代王朝都設(shè)有大規(guī)模的皇家天文機(jī)構(gòu)，用以觀測天文、制定歷法，即使戰(zhàn)亂之中也未中斷。因此，中國古代天象記錄之豐富為世界之冠，歷法也備臻精確。

傳說中的指南車

“指南車”也叫“司南車”，最早的文字記載出自《晉書·輿服志》。簡單來說，“指南車”就是古代的“導(dǎo)向車”，車上立有一個木人，伸出一只手，不管車子開往哪個方向，這只手都會指向南方。這種指南車?yán)谬X輪轉(zhuǎn)動系統(tǒng)和離合裝置來指示方向，顯示了中國古代機(jī)械技術(shù)的成就。關(guān)于“指南車”有種種傳說，如黃帝曾用它打敗蚩尤等，但這些多為后人杜撰，不足為信。按照保守推斷，“指南車”的名稱、概念始于三國時代，當(dāng)時的史料中有關(guān)于指南車及其制作的詳細(xì)描述。不過彼時指南車大約只是玩物，直到西晉時，才真正在路上行駛。

中國最早的“計程車”

記里鼓車，是中國古代一種用于計算道路里程的車，由“記道車”發(fā)展而來，與指南車同為天子大駕出行時的儀仗車。記里鼓車的基本原理與指南車相同，也是利用齒輪機(jī)構(gòu)的差動關(guān)系，促使車上的木人到達(dá)一定里程后擊鼓計數(shù)。

解救騎馬者的神器

看以先秦時代為背景的古裝電視劇時，腳踩馬鐙的畫面總讓人產(chǎn)生一種違和感。盡管目前馬鐙出現(xiàn)的具體年代尚不確知，但可以肯定的是，戰(zhàn)國時代絕對沒有。

在沒有馬鐙的年代，由于馬的身軀高大，人們上馬時往往需要他人托舉，或是先站在石頭上，再跨上馬背。沒有馬鐙的支撐，騎行也是一件十分辛苦且危險的事，稍不留神就會身體失衡、脫鞍墜馬。因此，馬鐙的發(fā)明和應(yīng)用，在人類發(fā)展史上具有堪稱劃時代的意義。

馬鐙與歐洲騎士

很少有人知道，馬鐙竟是歐洲11-14世紀(jì)騎士制度興盛的一個重要原因。馬鐙發(fā)明之前，歐洲的騎士們也會遇到上馬困難、騎行危險等各種狀況，馬上作戰(zhàn)更為困難。自馬鐙出現(xiàn)之后，重裝槍騎士便成為中世紀(jì)歐洲的經(jīng)典形象。英國科技史學(xué)家懷特這樣評價：“很少有發(fā)明像馬鐙那樣簡單而又具有如此重大的歷史意義。”

從竹子中獲得的靈感

水密艙壁， 就是艦船上不透水和油的艙壁，當(dāng)外殼破損或部分艙室進(jìn)水時， 使得艦船仍能漂浮在水上。這項技術(shù)也是中國人發(fā)明的。

有文獻(xiàn)記載的水密艙壁出現(xiàn)在公元410年前后，發(fā)明人是晉代農(nóng)民起義軍領(lǐng)袖盧循。從目前已出土的唐朝及以后的古船中，普遍能看到水密艙壁的設(shè)置。

西方學(xué)者認(rèn)為，水密艙壁的發(fā)明，是借鑒了竹子的橫隔膜。美國科技史學(xué)者坦普爾在《中國發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的國度》一書中寫道：“建造船舶艙壁的想法是很自然的，中國人是從觀察竹竿的結(jié)構(gòu)獲得這個靈感的，竹竿節(jié)的橫隔膜把竹子分隔成好多節(jié)空竹筒。由于歐洲沒有竹子，因此歐洲人沒有這方面的靈感。”

運氣不佳的泰坦尼克號

泰坦尼克號被稱為“不沉之船”，是因為采用了水密隔艙設(shè)計。但泰坦尼克號的儲備浮力大約為4個排水艙，冰山不多不少，剛好劃破了5個隔水艙。