第四十一章:蔡倫改進(jìn)造紙術(shù)/制造地動(dòng)儀
?。牐牪虃惛倪M(jìn)造紙術(shù):
談到中國的造紙術(shù),,就不能不說到蔡倫。他在造紙技術(shù)的發(fā)明和發(fā)展上的卓越貢獻(xiàn)將彪炳史冊(cè),,萬古流芳,。
蔡倫,,字敬仲,桂陽人,,是東漢時(shí)期杰出的科學(xué)家,。蔡倫從東漢明帝劉莊末年開始在宮禁做事,。漢和帝劉肇登基之后,他很快成了和帝最寵信的太監(jiān)之一,,負(fù)責(zé)傳達(dá)詔令,,掌管文書,并參與軍政機(jī)密大事,。
史載蔡倫非常有才學(xué),,為人敦厚正直,曾多次直諫皇帝,。因?yàn)槠浣艹霾鸥?,他被授尚方令之職,?fù)責(zé)皇宮用刀,、劍等器械的制造,。在他的監(jiān)督之下,這些器械都制造得十分精良,,后世紛紛仿效,。
在做尚方令期間,蔡倫系統(tǒng)總結(jié)了西漢以來造紙方面的經(jīng)驗(yàn),,并進(jìn)行了卓有成效的試驗(yàn)和革新,。在原料的利用方面,他不僅變廢為寶,,大膽取用麻頭及敝布,、漁網(wǎng)等廢品為原料,而且獨(dú)辟蹊徑,,開創(chuàng)利用樹皮的新途徑,。此舉使造紙技術(shù)從偏狹之處掙脫出來,大大拓寬了原料來源,,降低了造紙的成本,,使紙的普及應(yīng)用成為可能。更值得一提的是,,他用草木灰或石灰水對(duì)原料進(jìn)行浸漚和蒸煮的方法,,既加快了麻纖維的離解速度,又使其離解得更細(xì)更散,,大大提高了生產(chǎn)效率和紙張的質(zhì)量,。這也是造紙術(shù)的一項(xiàng)重大技術(shù)革新。
元興元年(公元105年),,蔡倫將自造的紙呈給漢和帝,,受到大力贊賞,朝野震動(dòng)。人們紛紛仿制,,“天下咸稱‘蔡候紙’”,。安帝年間(公元114年),和帝的皇后鄧太后因蔡倫久侍宮中,,做事勤懇且頗有成績(jī),,封他為龍亭候。
后來蔡倫被卷入一起宮廷事件,,起因是竇后(漢章帝的皇后)讓他誣陷安帝祖母宋貴人,。等到安帝親政,著手調(diào)查這件事情,,讓蔡倫自己到廷尉處接受懲罰,。蔡倫覺得很受屈辱,,就自殺了,。
蔡倫雖然死了,但是他對(duì)造紙技術(shù)的貢獻(xiàn)將永存史冊(cè),。蔡候紙的出現(xiàn),,標(biāo)志著紙張取代竹帛成為文字主要載體時(shí)代的到來。廉價(jià)高質(zhì)量的紙張,,有力地促進(jìn)了知識(shí),、思想的大范圍傳播,使古代大量文字信息得以保存,,促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步,。
在造紙術(shù)沒有發(fā)明以前,我國古代使用龜甲,、獸骨,、金石、竹簡(jiǎn),、木牘,、縑帛作為書寫材料。龜甲,、獸骨,、金石對(duì)書寫工具要求很高,需要刻,。簡(jiǎn)牘呢,,笨重不便,而且翻閱起來,,中國串的繩很容易斷裂,,造成順序混亂。縑帛雖輕便,,可是價(jià)格十分昂貴,,一般人消費(fèi)不起。紙的發(fā)明,,滿足了人們對(duì)輕便廉價(jià)的書寫材料的迫切需求,,引發(fā)了書寫材料的一場(chǎng)空前的革命。
造紙術(shù)一經(jīng)發(fā)明,,就被人們廣泛使用,。在以后的朝代里,人們對(duì)造紙術(shù)進(jìn)行不斷的改良和提高,,工藝越來越先進(jìn),,紙的質(zhì)量也越來越高,品種也越來越豐富,。造紙的主要原料也從破布和樹皮發(fā)展到麻,、柯皮、桑皮,、藤纖維,、稻草、竹以及蔗渣等等,。
我國發(fā)明的造紙術(shù),,對(duì)世界文明影響深遠(yuǎn)。造紙術(shù)大約在7世紀(jì)初傳入朝鮮,,隋時(shí)傳入日本,。8世紀(jì),唐朝工匠將造紙術(shù)傳入阿拉伯,,在撒馬爾罕見起造紙廠,,此后又傳入巴格達(dá)。10世紀(jì)傳入大馬士革,、開羅,,11世紀(jì)傳入摩洛哥,13世紀(jì)傳入印度,,14世紀(jì)傳入意大利,,然后傳到德國和英國,16世紀(jì)傳入俄國和荷蘭,,17世紀(jì)傳入美國,,19世紀(jì)傳入加拿大。
潘吉星在《造紙術(shù)的發(fā)明和發(fā)展》一文中這樣總結(jié)道:“我國古代在造紙技術(shù),、設(shè)備,、加工等方面為世界各國提供了一套完整的工藝體系?,F(xiàn)代機(jī)器造紙工業(yè)的各個(gè)主要技術(shù)環(huán)節(jié),都能從我國古代造紙術(shù)中找到最初的發(fā)展形式,。世界各國沿用我國傳統(tǒng)方法造紙有1000年以上的歷史,。”從上述論述中,,我們不難看出,,我國的造紙術(shù)在公元前2世紀(jì)到18世紀(jì)的2000多年里,一直處于世界領(lǐng)先水平,。
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制造地動(dòng)儀:
在世界自然科學(xué)史上,,中國有一位國際上公認(rèn)的能與哥白尼和伽利略齊名的科學(xué)家,他的名字叫張衡,。
張衡是世界十大文化名人之一,,他多才多藝,是我國古代偉大的科學(xué)家,、發(fā)明家,、文學(xué)家、史學(xué)家和畫家,。他的才能世所公認(rèn),。
張衡(公元78年~公元139年),字平子,,HEN省南陽縣石橋鎮(zhèn)人,出生于一個(gè)官僚家庭,。他的祖父張堪曾做過多年的太守,,但為官清廉,沒有什么財(cái)產(chǎn)留下,,再加上他父親早死,,所以家境比較清貧。
張衡從小就開資聰敏,,好學(xué)深思,。他不僅熟讀儒家經(jīng)典,而且還花了很多時(shí)間去讀司馬相如和楊雄等人的賦,,表現(xiàn)出對(duì)文學(xué)的強(qiáng)烈興趣,。
青年時(shí)代的張衡,已經(jīng)不再滿足于閉門讀書,,他渴望游歷,,多接觸實(shí)際,從而開闊眼界,,增長(zhǎng)見識(shí),。公元94年,,16歲的張衡遠(yuǎn)游三輔。他在游覽名山大川的時(shí)候,,不忘考察古跡,,采訪民情,調(diào)查市井交通等,。此行不僅大大增長(zhǎng)了見識(shí),,而且為他后來創(chuàng)作《二京賦》積累了大量的素材。
離開三輔,,張衡來到京都洛陽,。在洛陽求學(xué)的五六年里,張衡結(jié)識(shí)了一批青年才俊,,如經(jīng)學(xué)大師馬融,、政論家王符以及科學(xué)家崔瑗等。在此期間,,張衡寫了《定情賦》,、《七辯》等文學(xué)作品,名噪一時(shí),。隨后,,他接受南也太守鮑德的邀請(qǐng),擔(dān)任掌管文書的主簿官,。
在工作閑暇之余,,張衡創(chuàng)作了著名的《二京賦》,轟動(dòng)一時(shí),。任職9年后,,張衡回到家中,開始研讀楊雄的《太玄經(jīng)》,。這是一部研究宇宙現(xiàn)象的哲學(xué)著作,。通過研究《太玄經(jīng)》,張衡的興趣從文學(xué)創(chuàng)作轉(zhuǎn)向宇宙哲學(xué)的探索,,經(jīng)過不懈努力,,他最終在天文歷算方面取得了巨大的成就。
公元111年,,張衡被征召做了郎中,,后來又做過太史令。張衡為人耿直,,升遷很慢,,他曾兩次出任太史令,先后長(zhǎng)達(dá)14年之久,。太史令的工作,,讓張衡在天文歷算方面作出了杰出的貢獻(xiàn),。
經(jīng)過觀察研究,他斷定地球是圓的,,月亮的光源是借太陽的照射而反射出來的,。他還認(rèn)為天好像雞蛋殼,包在地的外面,;地好像雞蛋黃,,在天的中心。這種學(xué)說雖然不完全準(zhǔn)確,,但在1800多年以前,,能得出這種科學(xué)結(jié)論,不能不使后來的天文學(xué)家感到欽佩,。
張衡還用銅制作了一種測(cè)量天文的儀器,,叫做“渾天儀”,上面刻著日月星辰等天文現(xiàn)象,。
那個(gè)時(shí)期,,地震發(fā)生頻繁。張衡記錄了地震的現(xiàn)象,,經(jīng)過細(xì)心的考察和試驗(yàn),,發(fā)明了一個(gè)預(yù)測(cè)地震的儀器,叫做“地動(dòng)儀”,。
地動(dòng)儀是用青銅制造的,,形狀類似酒壇,四周刻鑄了8條龍,,龍頭朝著8個(gè)方向,。每條龍的嘴里含了一顆小銅球;龍頭下面,,蹲著一個(gè)銅制的蛤蟆,蛤蟆的嘴大張著,,對(duì)準(zhǔn)龍嘴,。哪個(gè)方向發(fā)生了地震,朝著那個(gè)方向的龍嘴就會(huì)自動(dòng)張開,,把銅球吐進(jìn)蛤蟆的嘴里,,發(fā)出響亮的聲音,發(fā)出地震的預(yù)報(bào),。
公元138年2月的一天,,地震儀對(duì)準(zhǔn)西方的龍嘴突然張開,吐出了銅球,。
過了幾天,,有人騎著快馬來向朝廷報(bào)告,,離洛陽1000多里的金城、隴西一帶發(fā)生了大地震,,還出現(xiàn)了山體崩塌,。
張衡還制造了許多奇巧的器物,如候風(fēng)儀,、指南車和能在空中飛的木鳥等,,可惜都已經(jīng)失傳了。他還計(jì)算出圓周率是3.1622,,雖然現(xiàn)在看來不準(zhǔn)確,,但在當(dāng)時(shí)還是十分精確的。
后來,,張衡因彈劾奸佞不成,,被迫到河間任太守。在職期間,,他打擊豪強(qiáng),,頗有作為,公元138年,,張衡被調(diào)回京師出任尚書,。此時(shí),東漢政權(quán)已越來越腐敗,,張衡感覺回天乏力,,于公元139年在悲憤與絕望中死去。
張衡以及他的天文學(xué)成就,,譜寫了東漢科學(xué)史絢爛的華章,,也構(gòu)筑了我國古代天文學(xué)家史上一座熠熠生輝的豐碑。