第14章 智慧硕果——中华科技之最(1)

最早的印刷术

印刷术是中国古代四大发明之一。它开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时代的毕升发展、完善，产生了活字印刷，并由蒙古人传至了欧洲，所以后人称毕升为印刷术的始祖。

印刷术发明之前，文化的传播主要靠手抄的书籍。手抄费时、费事，又容易抄错、抄漏，既阻碍了文化的发展，又给文化的传播带来不应有的损失。印章和石刻给印刷术提供了直接的经验性的启示，用纸在石碑上墨拓的方法，直接为雕版印刷指明了方向，是古代印刷术的重大突破。印刷术的特点是方便灵活，省时省力。

中国的印刷术经过雕版印刷和活字印刷两个阶段的发展，给人类的发展献上了一份厚礼，是人类近代文明的先导，为知识的广泛传播、交流创造了条件。印刷术先后传到朝鲜、日本以及中亚、西亚和欧洲，为世界文明的发展作贡献。

最早的活字印刷

最早的活字印刷是由中国的毕升在宋仁宗庆历年间发明的。毕升用胶泥做成一个个四方长柱体，在一面刻上单字，然后用火烧硬，这便是一个个活字。印书时，先预备好一块铁板，铁板上面放上松香和蜡之类的东西，铁板四周围着一个铁框，在铁框内密密地排上活字，满一铁框为一版。用火在铁板下烧烤，使松香和蜡熔化，另用一块平板在排好的活字上压一压，把字压平。撤去火以后，待松香和蜡凝固，一块活字版便制成了，只要在字上涂墨即可印刷。

毕升发明的印刷方法和今天的印刷方法相比虽然很原始，但活字印刷术的三个主要步骤——制造活字、排版和印刷，都是相同的。

现存最早的雕版印刷品

现收藏于英国伦敦大英图书馆的唐咸通九年（868）王阶刻印的《金刚经》，是现存最早的标有年代的雕版印刷品。

1900年，在敦煌莫高窟发现了一卷印刷精美的《金刚经》，经卷最后题有“咸通九年四月十五日”字样。唐咸通九年，就是868年。此件由七张纸粘成一卷，全长488厘米，每张纸高76.3厘米，阔30.5厘米，卷首刻印佛像，下面刻有全部经文。这卷印品雕刻精美，刀法纯熟，图文浑朴凝重，印刷的墨色也浓厚匀称，清晰鲜明，显示出当时的刊刻技术已达到较高水平，是迄今为止所知世界上最早的有明确刊印日期的印刷品。

这本《金刚经》卷子也被英国图书馆称为世界上最早的书籍。此经原藏于敦煌第l7窟藏经洞中，1907年被英国人斯坦因骗取，曾藏于英国伦敦大英博物馆，现藏于大英图书馆。

最早的造纸术

造纸术是中国四大发明之一，是人类文明史上的一项杰出的发明创造。

中国也是世界上最早养蚕织丝的国家，古人以上等蚕茧抽丝织绸，剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕，篾席上会遗留一些残絮。

当漂絮的次数多了，篾席上的残絮便积成一层纤维薄片，经晾干之后剥离下来，可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多，在古书上称它为赫蹏或方絮。这些过程表明了中国造纸术的起源同丝絮有着深远的渊源关系。

汉元兴元年（105）蔡伦改进了造纸术。他用树皮、麻头及破布、鱼网等植物原料，经过挫、捣、抄、烘等工艺制造出来的纸，可谓现代纸的渊源。

自从造纸术发明之后，纸张便以新的姿态进入社会文化生活之中，并逐步在中国大地传播开来，后又传布到世界各地。

最早的指南针

指南针是我国四大发明之一，最早的指南针叫司南。它是战国时代我国人民利用磁铁制造的一种指示方向的工具，“司南”就是指南的意思。

司南是怎样制成的呢？根据专家的研究，司南是把整块的天然磁铁，琢磨成勺子的形状，并且把它的S极琢磨成长柄，使重心落在圆而光滑的底部正中。

这把非凡的“勺子”做好以后，还得做一个光滑的底盘。使用的时候，先把底盘放平，再把司南放在底盘的中间，用手拨动它的柄，使它转动。等到司南停下来，它的长柄就指向南方，勺子的口则指向北方，由此来辨别方向。底盘可以用青铜做，有的是个涂漆的木盘。因为青铜和漆器都比较光滑，磨擦的阻力比较小，司南转动起来很灵活。这种底盘内圆外方，四周还刻有表示方位的格线和文字。现在的出土文物中，就有这样的铜盘和涂漆的木盘；还有东汉时候的一副石刻，刻着一个小勺子放在一个小方台上，有人认为这就是司南。

可见，司南是现在所用指南针的始祖。

最早的火药武器

火箭是我国和世界上最早的火药武器。火药是我国古代炼丹家于公元7世纪在炼制丹药的过程中发明的。火药发明后，首先被古代军事家所利用，制造出火药武器，用于战争。

《武经总要》记有火药配方和火药武器。火药的主要成分是硝石、硫磺和木炭，这是目前世界上所知年代最早的军用火药配方。据记载，唐昭宗天佑元年（904）郑璠攻豫章（今江西南昌）时，曾用飞火攻城，这是我国目前已知使用火药武器的最早记录。飞火是用弓发射的火箭，在箭杆上绑一火药团，点燃引线，用弓发射，以烧伤敌人。

最早的麻醉药剂

中国（世界）最早的全身麻醉药剂是东汉名医华陀发明的麻沸散，被创制用于外科手术。《后汉书·华佗传》载：“若疾发结于内，针药所不能及者，乃令先以酒服麻沸散，既醉无所觉，因刳破腹背，抽割积聚（肿块）。”这里明确告诉我们，华佗曾成功地做过腹腔肿瘤切除术。而麻沸散的发明，无疑为我国医学史增添了精彩的一笔，推动了外科手术的发展。

华佗所创麻沸散的处方后来失传。传说系由曼陀罗花（也叫闹羊花、万桃花、醉心花、狗核桃）1斤、生草乌、香白芷、当归、川芎各4钱，天南星1钱，共6味药组成；另一说由羊踯躅3钱、茉莉花根1钱、当归1两、菖蒲3分组成。但据后人考证，这些都不是华佗的原始处方。

1979年中外出版社出版了一本《华佗神方》，由唐代孙思邈编集，里面就有人们望眼欲穿、想一睹为快的“麻沸散”配方，其组成是：羊踯躅9克、茉莉花根3克、当归30克、菖蒲0.9克，水煎服一碗。

最早测定地震方位的仪器

地动仪是一种记录地震的仪器，是东汉科学家张衡在公元132年发明的传世杰作。

据《后汉书·张衡传》记载，这架地动仪“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。

樽体外部周围有八个龙头，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，朝发生地震的方向倒下去，触动机关，使发生地震方向的龙头张开嘴，吐出铜球，铜球就“当”的一声掉进了蛤蟆嘴，发生很大的声响，由此人们便可以知道地震发生的方向。

张衡发明的这架地动仪是世界上第一架记录地震的仪器。欧洲出现这样的仪器是在1700多年后的1880年。

现存最早的多色木刻套印印刷品

元代元统三年（1335）的五色彩色木刻套印佛像画是我国现存最早的多色木刻套印印刷品。此张套印佛像画古香古色，其上的墨印是十二菩萨像和六佛像，形态各异，其中包括：大日如来、宝生如来、无量寿如来、不空成就如来等。中部有两块五彩套印，为“不动明王”像。图右下角有铭记与纪年为：“元统三年三月乙亥辽州信女王氏印造”。套印佛像画的用纸是元代的黄麻纸，尺寸为33厘米长，30厘米宽。此黄麻纸套印佛像画，有木刻藏文、汉文印刷且有彩色套印图，图文刻印精美，并由红、黄、蓝、绿、黑等五色印制。此画距今近700年，属稀世之品，保存如此完好，十分难得。

元代元统三年（1335）的五彩套印佛像画的发现，改写了彩印历史的诞生纪录：它比现存世最早的套印本——元至正元年（1341）中兴路（今湖北江陵）资福寺刻印的无闻和尚注解的双色套色印的《金刚经注释》还早6年，而且色彩也比其多了3色。它的发现为我国彩印历史研究提供了宝贵的实物资料，同时也为研究古代木刻彩印技术填补了空白。

最早的毛笔

毛笔作为一种书写工具，有着几千年的历史。1954年，考古学家在我国湖南省长沙市左家公山、河南省信阳市长台关的战国楚墓里，各发现了一枝竹杆毛笔，这是我国目前发现的战国时代毛笔实物，也是最早的毛笔实物。左家公山的毛笔，出土时套在一节小竹管里。笔管很细，径0.4厘米，杆长18.5厘米。笔毛是质地很好的兔箭毛，毛长约2.5厘米。此笔的做法是：将笔杆的一头劈成数开，笔毛夹在中间，用细丝缠住，外面再上一层漆。

秦朝蒙恬发明用石灰水浸毛而去除毛表面的斥水物质的方法，促使毛笔的制作技术最终定型，毛笔才真正成为书写工具。至此，古人找到了书写流利、省时省力的书写方法，使书写不再是一件苦差事，有闲阶层的人们闲暇之余也会写上几笔，以消磨时间，并且力图写得漂亮，甚至互相比试以搏一笑，这样也就开创了书法艺术的先河。秦朝的李斯是有史以来第一位大书法家，这说明了笔墨技术的成熟。

最大最重的青铜器

司母戊鼎是中国商代后期（约前16世纪至前11世纪）王室祭祀用的青铜方鼎，是目前世界上发现的最大最重的青铜器。

司母戊鼎器型高大厚重，形制雄伟，气势宏大，纹势华丽，工艺高超，又称司母戊大方鼎，高133厘米、长110厘米、宽78厘米、重约832千克，鼎腹长方形，上竖两只直耳（发现时仅剩一耳，另一耳是后来据另一耳复制补上），下有四根圆柱形鼎足。鼎身呈长方形，口沿很厚，轮廓方直，显现出不可动摇的气势。

除鼎身四面中央是无纹饰的长方形素面外，其余各处皆有纹饰。在细密的云雷纹之上，各部分主纹饰各具形态。鼎身四面在方形素面周围以饕餮作为主要纹饰，四面交接处，则饰以扉棱，扉棱之上为牛首，下为饕餮。鼎耳外廓有两只猛虎，虎口相对，中含人头；耳侧以鱼纹为饰。四只鼎足的纹饰也匠心独具，在三道弦纹之上各施以兽面。

据考证，司母戊鼎应是商王室重器，其造型、纹饰、工艺均达到极高的水平，是商代青铜文化顶峰时期的代表作。

最古老的计算工具

我国春秋时期出现的算筹是世界上最古老的计算工具。据《汉书·律历志》记载：算筹是圆形竹棍，它长23.86厘米、横切面直径是0.23厘米。到公元六七世纪的隋朝，算筹长度缩短，圆棍改成方的或扁的。根据文献记载，算筹除竹筹外，还有木筹、铁筹、玉筹和牙筹。

计算的时候摆成纵式和横式两种数字，按照纵横相间的原则表示任何自然数（其中1—5均分别以纵横方式排列相应数目的算筹来表示，6—9则以上面的算筹再加下面相应的算筹来表示。表示多位数时，个位用纵式，十位用横式，百位用纵式，千位用横式，以此类推，遇零则置空），从而进行加、减、乘、除、开方以及其他的代数计算。负数出现后，算筹分红黑两种，红筹表示正数，黑筹表示负数。这种运算工具和运算方法，在当时世界上是独一无二的。

最早的烟墨

最早的烟墨是在湖北省云梦县睡虎地秦墓和江陵凤凰山西汉墓发现的。这种墨与《说文解字》所记制墨用“烟墨”（指烟炱）相合。这时的墨没有制成绽，而只制成小圆块，因此不能用手直接拿着在砚台上研，必须用研石压着来研。出土的秦、西汉的砚都附有研石，这说明了这一点。东汉墨的形状从园块改进成墨绽，可以直接用手拿着研。从此研石就渐渐绝迹了。

我国徽州的歙县、休宁等地产的“徽墨”以“落纸如漆，万载存真”著名于世，被李后主称之为“天下冠”。徽州品种有漆烟、油烟、全烟、净烟、松烟等多品种，其中漆、油两种烟墨尤为称著，实为文房之宝。

最早发明算盘的国家

算盘是我国古代的一项伟大发明，由“筹算”演变而来。“筹算”运用竹签作筹码来进行运算。唐代末年，开始出现筹算乘除法的改进，到宋代产生了筹算的除法歌诀。在元代中叶和元末的文学、戏剧作品中都有提到算盘。15世纪中叶，《鲁班木经》中有制造算盘的规格。约在明代末年，算盘逐渐流行。论述算盘的著作也随之产生，流行最广的是1593年明代程大位所辑的《算法统宗》。由于珠算口诀便于记忆，运算又简易方便，因而在中国被普遍应用，同时也陆续传到了日本、朝鲜、印度、美国、东南亚等国家和地区，受到广泛欢迎。算盘的出现，被称为人类历史上计算机器的重大改革。现在，中国财贸、工农及各种企业有数千万人仍在使用算盘。

1981年，我国又研制成功了电子算盘，这种电子算盘的上半部用微型集成电路，下半部是算盘。它根据加减算盘快、乘除电子计算机优越的特点，综合成一个整体，乘除用上半部，加减用下半部，从而大大提高了珠算的效率。

最早的天文钟

北宋哲宗元佑十一年（1088），吏部尚书兼侍读学士苏颂和吏部会史韩公廉等人在开封研制成一种大型仪器设备“水运仪象台”，能用多种形式反映及观测天体的运行。

水运仪象台一部复杂的机械装置，整个机械系统利用漏壶流水做动力，使仪器经常保持一个恒定的速度，和天体运行保持一致。又通过一套复杂的齿轮系统获得所需要的各种运动，从而达到既能演示天象，又能以多种形式计时、报时。欧洲人把这种仪器称为“天文钟”。后世的钟表就是从这里演变出来的。

苏颂在1088年至1094年所著《新仪象法要》，详细介绍了水运仪象台的构造，反映了当时中国天文学和机械工程技术的伟大成就。它的突出贡献有三：为了观测上的方便，屋顶做成活动的，这就是今天天文台圆顶的祖先；浑象一昼夜自转一圈，不仅形象地演示了天的变化，也是现代天文台的跟踪机械——转仪钟的祖先；所创造发明的“天关”、“天衡”和“天锁”等部件组成的杠杆装置，是世界上最早的“擒纵器”，为后世钟表的关键部件，因而它又是钟表的祖先，也是世界上最早的天文钟。

最早发明的水磨

磨是把米、麦、豆等粮食加工成粉、浆的一种机器。开始用人力和畜力，到了晋代，我国发明了用水作动力的水磨。水磨的动力部分是一个卧式水轮，在轮的主轴上安装磨的上扇，流水冲动水轮带动磨转动。随着机械制造技术的进步，后来人们发明一种构造比较复杂的水磨。一个水轮能带动几个磨转动。这种水磨叫做水转连机磨。水磨是水力发电动力原理的原始形式。