楊民仆

在源遠(yuǎn)流長的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中，古代科學(xué)技術(shù)曾在許多方面遙遙領(lǐng)先于世界，指南針、造紙術(shù)、火藥、印刷術(shù)四大發(fā)明推動(dòng)了世界文明的發(fā)展進(jìn)程，當(dāng)代英國著名的自然科學(xué)史家李約瑟在他撰著的《中國科學(xué)技術(shù)史》中認(rèn)為，“中國的這些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同時(shí)代的歐洲，特別是在15世紀(jì)之前更是如此?！蹦墙K歷史上閃耀著中華文明智慧之光的“高科技產(chǎn)品”有哪些呢？

精美青銅器制造享譽(yù)世界

夏商周時(shí)期，中國創(chuàng)造了輝煌燦爛的青銅文化，成為中國古代文化的標(biāo)志之一，也讓中華文明屹立于世界青銅時(shí)代的巔峰之上。

在南京博物院研究館員萬俐40多年的文物修復(fù)保護(hù)工作生涯中，最讓他嘆為觀止的是1982年江蘇盱眙出土的戰(zhàn)國青銅器“陳璋圓壺”。這件青銅器造型生動(dòng)、鑄造復(fù)雜、裝飾精細(xì)，可以說集先秦金屬工藝之大成，堪稱國之瑰寶。

為什么叫陳璋圓壺呢？原來在壺口沿上、圈足內(nèi)、圈足外發(fā)現(xiàn)刻有39字的銘文，結(jié)合典籍可知：齊宣王五年，齊國乘燕國內(nèi)訌之機(jī)，派出大將陳璋，率兵攻占燕國都城，后鑄造此壺。

據(jù)萬俐介紹，銅壺由幾十個(gè)構(gòu)件組成，包括壺身、圈足、鏤空網(wǎng)絡(luò)、箍帶、銜環(huán)、鋪首等。布局對稱，穩(wěn)重自然，銅壺包含有透空、錯(cuò)金銀、鎏金、微型雕刻等工藝，并配有長龍、梅花、獸面、立獸等套飾，冷暖色交相輝映，給人以強(qiáng)烈的視覺震撼。如果現(xiàn)代要將這些構(gòu)件完美地融合在此器物之中，首先要畫約三十張圖紙，但那時(shí)并沒有紙，設(shè)計(jì)圖都印在制造者的腦子里，真是讓人難以置信。

古人在生活用品上設(shè)計(jì)之精巧，從南博收藏的東漢錯(cuò)銀銅牛燈上也可略見一斑。這件文物1980年出土于江蘇邗江，銅牛燈外觀精美，既有流云紋、三角紋、螺旋紋圖案，又有龍、鳳、虎、鹿以及各種神禽異獸，顯得飄逸瀟灑。不過，它的造型更讓人耳目一新。

這座燈由三部分組裝而成，下面是燈座，外表像一頭俯首站立、雙角上聳的黃牛；中間是牛背負(fù)的圓形燈盤、燈罩和燈盞；上方是煙道，由一根煙管直接通往下方黃牛的頭部。中間的燈罩是鏤空的，由兩片弧形屏板組成，可以移動(dòng)，既可以散熱、擋風(fēng)，又可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)屏板來調(diào)節(jié)光照的角度。

設(shè)計(jì)的巧妙還不止于此。古代點(diǎn)油燈或蠟燭，時(shí)間長了，隨著室內(nèi)煙的增多，白面書生也可變得灰頭土臉，如何將煙排出？古人想到了“自身循環(huán)”方法。在燈罩上緊扣了穹頂形罩蓋，罩蓋連著煙管，產(chǎn)生的煙塵通過煙管導(dǎo)入到燈座“牛”的腹腔，腹腔中有水，煙被水溶解，從而保證室內(nèi)空氣清新。

這項(xiàng)發(fā)明說明古人早在東漢時(shí)就已具備了環(huán)保理念。這種環(huán)保設(shè)計(jì)，歐洲15世紀(jì)才出現(xiàn)，中國領(lǐng)先西方1000多年。

防汛工程至今讓人驚嘆

梅雨季，防汛是重中之重。古人在生產(chǎn)生活中一直想方設(shè)法治水和防洪，并積累了大量經(jīng)驗(yàn)，不少工程設(shè)計(jì)巧妙令人驚嘆。

洪澤湖大堤，也稱“高家堰大堤”，位于洪澤湖東岸，始建于東漢，增修、擴(kuò)建于明清，是世界上最長最寬的石質(zhì)人工堤壩。

大堤一直承受著洪澤湖10多米高的湖水側(cè)壓力和風(fēng)浪拍打而巋然不動(dòng)，被譽(yù)為“水上長城”。洪澤湖大堤為什么能幾百年屹立不倒？國家科普教育基地南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中華農(nóng)業(yè)文明博物館常務(wù)副館長盧勇教授認(rèn)為，首先源于嚴(yán)苛而細(xì)致的建材選擇。大堤所用條石大多規(guī)格統(tǒng)一，石工精細(xì)，每塊凈重在千斤以上，共計(jì)用去石料60多萬立方米；基樁主要是用上好的杉木，共打樁7.5萬根；大堤采用三合土作為堤身防滲體材料和減水壩壩面。三合土既不透水又有一定強(qiáng)度，有效地防止風(fēng)浪淘刷從而使堤壩永固。

它在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也符合科學(xué)原理。大堤遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去像一條綠色的巨蟒匍匐在洪澤湖東岸，橫亙南北60多公里。但大堤并不是筆直地延伸，而是蜿蜒曲折。建設(shè)者們有效考慮到了地形對風(fēng)浪的影響，通過堤身的彎曲，避免了風(fēng)浪的正面沖擊，減輕湖水對堤身的沖擊力。

在南京，如果論防汛“勞?！?，那一定是位于玄武湖風(fēng)景區(qū)600多歲的武廟閘，它是南京使用時(shí)間最長的水閘。

武廟閘的工程設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)是世界一流水平，中國水利學(xué)會(huì)水利史與水利遺產(chǎn)專委會(huì)會(huì)員戴甫青列舉了多個(gè)別具匠心的巧妙設(shè)計(jì)。比如進(jìn)水口為“之”字形，以減緩水速；并安裝絞刀，用以切碎湖草和其他雜物，保證水流暢通；最精妙的還是銅閘設(shè)計(jì)，在當(dāng)時(shí)世界上屬于一流水平。

我們常見的水閘，落下去堵住水流，提起來用以放流，但武廟閘的水閘分為上下兩塊銅盤，上銅盤有5枚凸出的圓榫，下銅盤則有5個(gè)孔，上銅盤落下時(shí)，5枚圓榫恰好堵住五個(gè)孔，上下咬合，便堵住了水流。

這樣設(shè)計(jì)有什么好處呢？戴甫青介紹，最大的好處是經(jīng)久耐用。如果是一塊銅閘板直接擋住水流，時(shí)間長了，銅閘容易損壞。這種方式使得銅閘不會(huì)因?yàn)樗鏇_擊而變形，所以一直到出土?xí)r，銅閘的形制都沒有改變。

航海技術(shù)創(chuàng)造史上奇跡

中國古代的航海和造船技術(shù)曾長期領(lǐng)先世界。

看過電影《泰坦尼克號》的都知道，這艘巨輪號稱“永不沉沒”，因?yàn)樵诖自O(shè)置了16個(gè)互相獨(dú)立的水密隔艙。其實(shí)，水密隔艙是中國造船史上的一項(xiàng)重要發(fā)明。

什么是水密隔艙？最早的船只有一個(gè)船艙，船身如果出現(xiàn)一個(gè)洞，船就會(huì)因漏水而沉沒。古人就想出一個(gè)辦法，用隔板把船艙分成若干個(gè)獨(dú)立船艙，即使一個(gè)艙進(jìn)了水，其他艙也不至于受損，保證了船舶航行的安全。

水密隔艙是誰發(fā)明的呢？目前關(guān)于水密隔艙的確鑿實(shí)物證據(jù)來自唐代?！吨袊蟀l(fā)明》書中記錄了兩次考古成果：其一是1973年在如皋發(fā)現(xiàn)的唐代木船。長約18米，分成9個(gè)船艙，兩艙之間設(shè)有水密艙壁。其二是1960年在揚(yáng)州施橋鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)的唐代木船。該船復(fù)原后的長度約為24米，共分為5大艙。揚(yáng)州施橋唐船結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，木板之間的連接以榫頭和鐵釘并用。

由于水密隔艙的使用，唐、宋、元、明初期800多年以來，中國的遠(yuǎn)洋木帆船備受各國商人、使節(jié)的青睞，重要原因在于中國帆船具有很高的安全性，這種造船技術(shù)后傳至歐洲，逐漸成為各國造船業(yè)通行的技術(shù)。

明朝鄭和下西洋時(shí)，不僅使用了水密隔艙技術(shù)，其他航海技術(shù)也達(dá)到了海洋文明的巔峰。

鄭和下西洋首次航行時(shí)間為永樂三年（1405年），比哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲早了近90年，根據(jù)《明史鄭和傳》記載：“寶船六十三號，大船長四十四丈，闊一十八丈?！毕喈?dāng)于現(xiàn)代船身長約138米，寬約56米。萬俐作了一個(gè)對比，“哥倫布的座艦僅30米長，如果與鄭和寶船放一起，那小得像個(gè)救生艇?！?/p>

鄭和寶船的推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)——桅帆和槳櫓這兩個(gè)重要環(huán)節(jié)也采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)。

在海上如果遇到逆風(fēng)怎么辦？不必?fù)?dān)心，寶船運(yùn)用了調(diào)戧技術(shù)，意思就是不停地調(diào)動(dòng)船頭方向，讓船走之字形，同時(shí)配合帆的轉(zhuǎn)向，把頂頭逆風(fēng)變成側(cè)斜風(fēng)，使船“彎彎曲曲”向前行駛。

如果無風(fēng)怎么航行？寶船在兩舷和艉部設(shè)有長櫓。這種長櫓入水深，類似今天的螺旋槳，沒有風(fēng)動(dòng)力時(shí)也可以保持相當(dāng)航速。

在茫茫大海之中，如何辨別方向是極大的難題。根據(jù)《鄭和航海圖》，鄭和在航行時(shí)使用了“過洋牽星術(shù)”和“海道針經(jīng)”，這在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的航海導(dǎo)航技術(shù)。

“過洋牽星”就是通過“牽星板”測量星星與海面的高度，或者說是一種夾角，來給航船定位?！盃啃前濉迸c指南針配合使用來觀測定位，判斷船舶位置、方向，確定航線。

“海道針經(jīng)”則是元明清時(shí)期用于導(dǎo)航的航海羅盤。這種技術(shù)利用8個(gè)天干、12個(gè)地支及八卦的四個(gè)方位，將航海羅盤圓周分為24等份，能夠準(zhǔn)確指示方向。鄭和船隊(duì)使用的辨位方法還有測深辨位法、對景定位法等。

當(dāng)然，船隊(duì)使用的先進(jìn)技術(shù)遠(yuǎn)不止這些，鄭和船隊(duì)把航海技術(shù)推向了一個(gè)新階段，創(chuàng)造了世界航海史上的奇跡。

（摘自2023年6月30日《新華日報(bào)》）