一、三大發明與科技新成就
2024-09-29 11:45:19
作者: 姜若木
我國古代四大發明中的火藥、活字印刷術和指南針都是宋代科學技術發展的卓越成就。
火藥,起源於道士的煉丹活動,北宋初年開始應用於軍事。宋朝與遼、金的戰爭推動了火藥武器的進步,火藥各種成分的配比更趨科學合理。南宋時出現了管形火藥武器「長竹竿火槍」,作戰中一人持槍,一人點燃槍管中火藥,發火燒毀敵方的攻城器械或燒傷敵人,體現了較高的技術水平。
活字印刷術是北宋慶曆年間(1041—1048)由布衣畢昇發明的,方法是用膠泥做成單個的活字,入火燒硬,排版時在一特製的鐵板上放置大於印刷版面的鐵框,把松脂、蠟和紙灰諸物平攤在鐵框內,把泥活字依次排在鐵框內,然後加熱鐵板,使松脂諸物熔化,用平板把活字字面壓平,待松脂等冷卻後,即可在字面上著墨印刷,完畢後再加熱鐵板,取下活字,以備再用。活字印刷術在北宋的印刷業得到了廣泛的運用。
中國人在戰國時代就已經掌握了磁性材料指極的原理,名叫「司南」
的指向儀器就是用天然磁石琢成勺狀,放在標有方位的「地盤」上使用。
北宋時人們發明了人工磁化技術和磁針的裝置、使用方法(磁針即指南針)。沈括更是在實驗中發現了地磁偏角現象,使我國成為最早記錄地磁偏角的國家。指南針在北宋時就已經廣泛應用於海上航行了。
宋代也是中國傳統天文學重要的發展時期。北宋一代先後進行過五次大規模的恆星觀測,取得了大量新的數據。兩宋時期更是先後十六次修訂曆法,南宋楊忠輔主持修訂的《統天曆》的回歸年長度為365.2425天,被元代郭守敬編制《授時曆》時所採用,這與當今世界通用的格列高利歷的數值是一致的。
宋哲宗時,蘇頌和韓公廉設計製造了水運儀象台,它是一座三層的木結構建築,上層為屋頂可以開合的平台,裝有觀測天體的渾儀,中層為演示天象的渾象,下層為鐘鼓鉦、木人等自動報告時、刻、日出、日落時間的系統。全部儀器以漏壺流水為動力,驅動一整套齒輪、槓桿、水車等機械裝置,集觀測、演示天象和計時報時等多種功能於一身。為了克服機輪運動產生的加速度,他們在水車上安裝了類似如今機械鐘錶上的擒縱器部件,以使整台儀器保持恆速運轉,與天體運行完全合一。可見,宋朝時在天文儀器的製造方面已經達到了很高的水平。