第十七章 古代科學技術成就
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意義的。
脈診,是中醫藥學上一項獨特的診斷方法。
據《史記》記載,戰國時的扁鵲已能通過脈診确定病人的病情,然後對症下藥,反映了當時已掌握了脈診的方法。
從此,脈診成為中醫藥學的一個重要組成部分。
脈診的應用表明,中國古代的醫生已掌握了脈象與身體各部分的關系的經驗,亦即關于心髒、血液與血管的關系,血流速度與人體健康的關系,呼吸和脈搏頻率的關系等解剖生理學的知識。
現代醫學表明,脈搏是循環機能的綜合表現,脈象因循環系統的情況改變而不同。
而且,由于循環系統與身體各内髒都有關聯,組織代謝的任何變化,都會給血液循環以一定影響,機體的重要疾病變化,都會在不同程度上影響循環系統的功能。
因此,盡管中國古代脈診是建立在經驗基礎上的,但卻是有着科學依據的。
中國的脈診很早就傳到國外,除鄰近的日本、朝鮮等國外,大約在10世紀時已傳至阿拉伯,17世紀時傳至歐洲,對世界醫學的發展有着一定的影響。
在外科學方面,與西醫隻重視局部和體表的醫治方法不同,中醫堅持了整體的觀念,既重視體表疾患的局部表現,更重視患者機體的内在變化;既重視手術、手法的治療,更重視機體抗病能力的增強。
這一思想,在骨科治療中體現得更為突出。
因此,在治療過程中不僅注意了局部的處理,而且強調适當的活動和功能鍛煉,同時配合活血化瘀和調理髒腑功能的藥物,收到了良好的療效。
麻醉藥物的發明,是中醫外科的又一重大成就。
據《後漢書》記載,東漢名醫華佗已在外科手術中應用了麻醉藥——麻沸散。
麻沸散的藥物組成早已失傳,據現代研究,它可能與宋代窦材《扁鵲心書》、元代危亦林《世醫得效方》、明代李時珍《本草綱目》中所記載的睡聖散、草烏散、蒙汗藥相類似。
這些方子的主要藥物成分是曼陀羅花,具有麻醉作用。
即使不算華佗的麻沸散,宋、元、明三代所用的麻醉藥也是世界最早的發明。
國外直至1805年,日本的華岡青州方使用以曼陀羅花為主的麻醉劑,被譽為世界外科學麻醉史上的首創,實際上比中國要晚得多。
中國還是免疫學的發祥地,免疫思想很早就已萌發。
公元4世紀初,葛洪所著的《肘後方》中記有“療猘犬咬人方”,即當人被狂犬咬傷後,把咬人的狂犬殺掉,取狂犬的腦子敷貼于傷口上,以防治狂犬病。
19世紀時法國著名醫學家巴斯德(LouisPasteur,1822—1895)防治狂犬病的療法,也是基于利用狂犬的病毒以增強免疫力。
隋代的巢元方在《諸病源候論》中又指出,服用“沙虱”(恙蟲幼蟲,形似小紅蜘蛛,可傳播恙蟲病)研成的細末,可治療恙蟲病。
國外直至20世紀初,才在感染該病毒的鼠類中獲得病原,制成疫苗。
中國古代在免疫學上最突出的貢獻,是關于天花的防治,發明了人痘接種法。
該法是取少許天花患者的痘漿或痘痂,植入健康兒童的鼻孔中,使其感染輕度天花,而獲得免疫力。
種痘法發明于何時,現說法不一,有說是始于宋代的,有說是始于明代的,但至遲在16世紀下半葉已經使用,則是無疑的。
大約在16世紀末,中國的人痘接種法傳到俄國,繼之又傳入歐洲,對保護兒童的健康做出了重大的貢獻。
公元1796年英國醫生琴納(EdwardJenner,1749—1823)發明牛痘接種法後,方逐漸代替了人痘接種法。
在藥物學方面,中藥也具有非常顯著的特色,它在藥物的自然屬性和在人體内的治療作用的基礎上,總結出了一套獨特的理論系統,并形成了一套獨特的藥物炮制和配方用藥方法。
中國古代關于藥物和方劑的專著很多,其中唐《新修本草》是世界上第一部國家發布的藥典,明代李時珍的《本草綱目》更可堪稱古代世界的藥物大全。
此外,在婦科、兒科、法醫學以及食物醫療保健等方面,中國古代也都有着很多重大的成就。
其中,宋代宋慈所著的《洗冤集錄》是世界上第一部系統的法醫學專著,在法醫學史上占有重要的地位。
第六節 造紙術、印刷術的發明和發展 雖然最初的紙不是蔡倫發明的,但是蔡倫在造紙史上的功績仍然是極其偉大的。
首先,他是造紙技術的偉大改革者。
在他之前的紙,質地粗糙,夾帶有較多未經松散的纖維束,表面不平滑,不宜書寫,大都隻供包裝用。
而蔡倫于元興元年(105)所獻的紙,受到漢和帝的贊賞,“自是莫不從焉”,深受人們的歡迎,說明蔡倫所造的紙已相當精良。
要得到優質的紙張,工藝上必然要有所改進,特别是“打漿”工藝要比西漢造麻紙時更為成熟和完善。
其次,是他開拓了造紙原料的新領域。
蔡倫除了繼承和改進用麻類原料(麻頭、廢舊的麻布和麻織漁網等)造紙外,還首創了用樹皮(主要是楮皮)作為造紙的新原料。
這是造紙技術上的一項重大的技術革命,既為紙的制造開辟了一個更加廣闊的原料來源,又促進了紙的産量和質量的提高。
正是由于蔡倫的貢獻,為人們提供了廉價優質、适于書寫的紙張,從而使紙張的應用得到普及和推廣,并引起了書寫材料的變革。
從此,不僅中國原先所用的竹、木簡牍和缣帛之類逐步為紙張所取代,而且埃及的紙草、印度的樹葉、以至阿拉伯和歐洲的羊皮等,無不一一在紙的面前相繼退出了書寫材料的舞台。
自蔡倫以後,中國的造紙業持續地得到發展。
人們一方面開拓新的造紙原料,一方面在工藝技術上不斷地進行改進,使紙的品質越來越高,品種越來越多樣。
魏晉南北朝時期已開始利用桑皮、藤皮造紙,隋唐五代時期,竹、檀皮、麥稈、稻稈等也都作為造紙原料,先後被利用。
工藝技術方面,魏晉南北朝時期已采用簾床設備撈紙,既提高了工效,又使紙張有了一定的規格,便于運輸、保藏、書寫和裝訂。
防止紙張蟲蠹的“潢治法”,也在這個時期發明并推廣。
所謂“潢治法”,是用黃檗和雌黃等防蟲原料進行處理,以防止紙張被蟲蛀蝕。
從此,“潢治法”成為古代造紙術中的一項傳統工藝。
唐時竹紙的問世,是造紙技術的重大突破。
竹子纖維硬、脆易斷,技術處理比較困難,用竹纖維作原料,表明造紙技術已達到相當成熟的程度。
在造紙過程中加礬、加膠、塗粉、灑金、染色等加工技術,也都在唐時問世。
至于紙張的品種,從唐代到清代更是不斷地增多,各種彩色的蠟箋、冷金、錯金、羅紋、泥金銀加繪、砑花等名貴的紙張,各種宣紙、麻紙、壁紙、花紙等實用紙張,成為人們文化生活和日常生活中不可或缺的必需品。
廉價優質紙張的大量生産,為印刷術的出現提供了必要的物質條件,而刻印、刻石、木刻符箓以及染織上的镂版印花技術,則早已為印刷術準備了充分的技術條件,因此随着社會文明的發展,印刷術在中國很自然地誕生了。
中國古代印刷術的發展,可分為兩個階段,一個是雕版印刷術,一個是活字印刷術。
雕版印刷術本書另有專章涉及,這裡着重講一下活字印刷術。
除了泥、木活字外,中國還是最早使用金屬活字的國家。
元時就以鑄錫作字,明以後又相繼使用銅、錫活字。
造紙術大約在兩晉時期即傳至朝鮮和日本,唐時傳至印度、波斯和阿拉伯,後又相繼傳入北非和歐洲。
印刷術在唐時傳入朝鮮、日本和波斯,後又經波斯傳至埃及和歐洲。
14世紀末,歐洲出現了木闆雕印的紙牌、聖像、經典以及拉丁文文法課本,1456年,德國谷騰堡在歐洲首先用活字印刷“聖經”。
可以說,造紙術和印刷術是中國奉獻給世界文化的厚禮,它對人類文化的保存和傳播、普及和提高産生了不可估量的影響,有力地推動了人類文明發展的進程。
第七節 礦物學和采礦技術成就 中國的礦物學同樣有着悠久而光輝的曆史。
李約瑟在比較中西古代礦物學知識時說:“中國人在文藝複興以前的各個時期内對岩石和礦物的研究,并不是感情用事的,而是科學的,他們的貢獻至少可與歐洲人相提并論。
”[28]李約瑟的這一評價是不為過分的,事實上中國古代在這方面的貢獻,往往超過同時代的歐洲人。
中國最早記載礦物的典籍是《山海經》中的《五藏山經》,其成書年代大約在春秋末期。
據統計,《五藏山經》中共記載有礦物89種,包括金屬、非金屬和各種怪石、各色垩土等礦藏。
同時記載了這些礦藏的産地309處。
對礦物的性質,如硬度、顔色、光澤、透明度以至敲擊聲音、醫藥性能、集合體的狀态(土狀、塊狀、卵狀、米粒狀)等,都有所描述。
而成書于公元前3世紀左右的古希臘礦物學名著《石頭記》,隻記載了16種礦物,分成金、石、土三類。
人們從長期的找礦、采礦實踐中,還較早就總結了一套經驗性的探礦理論。
《管子·地數篇》說:“山上有赭者,其下有鐵;上有鉛者,其下有銀;上有丹砂者,其下有黃金;上有慈(磁)石者,其下有銅金。
此山之見榮者也。
”所謂“山之見榮”,即是礦苗露頭。
鐵礦表層高價氧化物呈赭色,鉛和銀常共生,這是現代礦床學所證明了的。
這裡講的除把銅和鐵的硫化物混稱為黃金和銅金外,大體上符合現代關于硫化礦床的礦物分布理論。
這段記載表明,在戰國時期中國已經總結了一些礦床中礦物分布知識,并提出了根據礦苗和礦物的共生或伴生規律來找礦的方法。
這些關于礦物共生的知識,在中國探礦史上一直得到繼承,并不斷豐富。
利用植物找礦的方法,是中國古代對探礦理論的又一重大貢獻。
其起源可以上溯到戰國時期,《荀子·勸學篇》中就有“玉在山而草木潤”的記載,表明關于礦物與植物關系的知識已經萌生。
後來這方面的經驗性認識不斷積累、增多,到唐代的段成式進行了集中和概括。
他說:“山上有蔥,下有銀;山上有薤,下有金;山上有姜,下有銅錫;山有寶玉,木旁枝皆下垂。
”[29]這些記載雖與實際情況不完全相符,但卻為人們開拓了利用指示植物找礦的新途徑,是現代利用植物找礦或生物地球化學找礦理論的濫觞。
正如李約瑟所說的:“中國人在中古代所進行的觀察,确實可以說是仍在迅速發展中的、範圍十分廣闊的現代科學理論和科學實踐的先驅。
”[30] 對于用工具難以采掘的礦層和岩層,中國古代還利用“火爆”的方法進行開采。
這種方法出現于何時,現尚難以确定,但至遲在明代已廣泛使用。
明代陸容曾記述浙江處州(今麗水一帶)銅礦的開采方法,說:“采銅法,先用大片柴,不計段數,裝疊有礦之地,發火燒一夜,令礦脈柔脆。
次日火氣稍歇,作匠方可入身,動垂尖采打。
”[32]這是利用礦藏中所含不同成分的物質熱膨脹系數不同,經火燒後會開裂,然後開采的方法。
也有利用熱脹冷縮的性質進行開采的,即《明史·河渠志》所載:“焚以烈火,用水沃之,石爛化為燼。
”福建泉州在曆史上就曾使用這一方法開采花崗岩,稱為“火攻”。
特别值得提出的是,中國曆史上不但有着較高的開采固體礦藏的技術水平,而且能夠開采液态和氣态的礦藏,是世界上最早開發、利用石油和天然氣的國家之一。
石油一名首見于沈括的《夢溪筆談》,在此之前有石漆、水肥、脂水等稱。
中國大約在西漢時已發現石油,《漢書·地理志》上郡高奴縣(今延安東)條下注說:“有洧水(今延河)可燃”,即石油浮于延河水上,可作燃料。
其後,晉張華在《博物志》中指出:“水肥亦所在有之,非止高奴縣洧水也”。
北魏郦道元在《水經注》卷三中還引《博物志》說,把石油“取著器中,始黃後黑,如凝膏,然(燃)極明,與膏無異。
膏車及水碓甚佳,方人謂之石漆”。
“”字據《說文解字》稱,乃“車毂中鐵也”,即軸承的意思。
唐李吉甫在記述玉門縣(今玉門鎮)石脂水時也說:“泉有苔如肥肉,燃之極明。
水上有黑脂,人以草盝(撈)取,用塗鸱夷酒囊(革制酒囊)及膏車。
北周武帝宣政(578)中,突厥圍酒泉,取此脂燃火,焚其攻具,得水逾(愈)明,酒泉賴以獲濟。
”[33]由此可見,由漢代至唐代已發現石油産地多處,并被用作燃料,以及作為車輛和水碓軸承上的潤滑油,也用于潤革和作為火攻的原料。
到宋代時,沈括又用石油的煙作墨,同時指出“石油至多,生于地中無窮,不若松木有時而竭”,必将被作為制墨原料而“大行于世”。
天然氣的發現也是在西漢,《漢書·郊祀志》記載,漢宣帝神爵元年(前61年)“祠天封苑火井于鴻門(今陝西神木縣西南)”;《漢書·地理志》西河郡鴻門縣條下,班固自注說:“有天封苑火井,祠火從地出也。
”關于天然氣的開發和利用,最早的要數四川盆地,大約是在漢代穿鑿鹽井時發現的,并被利用來煮鹽。
西漢揚雄在《蜀王本紀》中說:“臨邛有火井,深六十餘丈。
”[34]張華《博物志》卷九也說,臨邛火井“昔時人以竹木執以取火”,“執盆蓋井上煮鹽(水)得鹽”。
火井即是天然氣井,天然氣除被用來煮鹽外,還被用以照明。
東晉時就有記載說:“民欲其火,先以家火投之(火井口),頃許,如雷聲,火焰出,通耀數十裡。
以竹筒盛其光藏之,可拽行終日不滅也。
”[35]唐《十道要記》也記載:“火井有水,郡人以竹筒盛之,将以照路,蓋似今人秉燭,即水中自有焰耳。
”[36]四川的天然氣開發,自漢代以來一直進行着,從未中斷,至清道光(1821—1850)年間,已用竹、木、鑽頭構成的鑽機,鑽透四川氣田的主要地層,建成了深達一千米以上的氣井,這是當時世界上最深的氣井。
第八節 後來居上的冶金技術 在早期的文明國度和地區中,中國使用銅、鐵等金屬的年代相對說來是較晚的。
埃及大約在公元前5000年時開始進入青銅時代,公元前1000年左右開始進入鐵器時代;美索不達米亞地區大約在公元前7000年時
脈診,是中醫藥學上一項獨特的診斷方法。
據《史記》記載,戰國時的扁鵲已能通過脈診确定病人的病情,然後對症下藥,反映了當時已掌握了脈診的方法。
從此,脈診成為中醫藥學的一個重要組成部分。
脈診的應用表明,中國古代的醫生已掌握了脈象與身體各部分的關系的經驗,亦即關于心髒、血液與血管的關系,血流速度與人體健康的關系,呼吸和脈搏頻率的關系等解剖生理學的知識。
現代醫學表明,脈搏是循環機能的綜合表現,脈象因循環系統的情況改變而不同。
而且,由于循環系統與身體各内髒都有關聯,組織代謝的任何變化,都會給血液循環以一定影響,機體的重要疾病變化,都會在不同程度上影響循環系統的功能。
因此,盡管中國古代脈診是建立在經驗基礎上的,但卻是有着科學依據的。
中國的脈診很早就傳到國外,除鄰近的日本、朝鮮等國外,大約在10世紀時已傳至阿拉伯,17世紀時傳至歐洲,對世界醫學的發展有着一定的影響。
在外科學方面,與西醫隻重視局部和體表的醫治方法不同,中醫堅持了整體的觀念,既重視體表疾患的局部表現,更重視患者機體的内在變化;既重視手術、手法的治療,更重視機體抗病能力的增強。
這一思想,在骨科治療中體現得更為突出。
因此,在治療過程中不僅注意了局部的處理,而且強調适當的活動和功能鍛煉,同時配合活血化瘀和調理髒腑功能的藥物,收到了良好的療效。
麻醉藥物的發明,是中醫外科的又一重大成就。
據《後漢書》記載,東漢名醫華佗已在外科手術中應用了麻醉藥——麻沸散。
麻沸散的藥物組成早已失傳,據現代研究,它可能與宋代窦材《扁鵲心書》、元代危亦林《世醫得效方》、明代李時珍《本草綱目》中所記載的睡聖散、草烏散、蒙汗藥相類似。
這些方子的主要藥物成分是曼陀羅花,具有麻醉作用。
即使不算華佗的麻沸散,宋、元、明三代所用的麻醉藥也是世界最早的發明。
國外直至1805年,日本的華岡青州方使用以曼陀羅花為主的麻醉劑,被譽為世界外科學麻醉史上的首創,實際上比中國要晚得多。
中國還是免疫學的發祥地,免疫思想很早就已萌發。
公元4世紀初,葛洪所著的《肘後方》中記有“療猘犬咬人方”,即當人被狂犬咬傷後,把咬人的狂犬殺掉,取狂犬的腦子敷貼于傷口上,以防治狂犬病。
19世紀時法國著名醫學家巴斯德(LouisPasteur,1822—1895)防治狂犬病的療法,也是基于利用狂犬的病毒以增強免疫力。
隋代的巢元方在《諸病源候論》中又指出,服用“沙虱”(恙蟲幼蟲,形似小紅蜘蛛,可傳播恙蟲病)研成的細末,可治療恙蟲病。
國外直至20世紀初,才在感染該病毒的鼠類中獲得病原,制成疫苗。
中國古代在免疫學上最突出的貢獻,是關于天花的防治,發明了人痘接種法。
該法是取少許天花患者的痘漿或痘痂,植入健康兒童的鼻孔中,使其感染輕度天花,而獲得免疫力。
種痘法發明于何時,現說法不一,有說是始于宋代的,有說是始于明代的,但至遲在16世紀下半葉已經使用,則是無疑的。
大約在16世紀末,中國的人痘接種法傳到俄國,繼之又傳入歐洲,對保護兒童的健康做出了重大的貢獻。
公元1796年英國醫生琴納(EdwardJenner,1749—1823)發明牛痘接種法後,方逐漸代替了人痘接種法。
在藥物學方面,中藥也具有非常顯著的特色,它在藥物的自然屬性和在人體内的治療作用的基礎上,總結出了一套獨特的理論系統,并形成了一套獨特的藥物炮制和配方用藥方法。
中國古代關于藥物和方劑的專著很多,其中唐《新修本草》是世界上第一部國家發布的藥典,明代李時珍的《本草綱目》更可堪稱古代世界的藥物大全。
此外,在婦科、兒科、法醫學以及食物醫療保健等方面,中國古代也都有着很多重大的成就。
其中,宋代宋慈所著的《洗冤集錄》是世界上第一部系統的法醫學專著,在法醫學史上占有重要的地位。
第六節 造紙術、印刷術的發明和發展 雖然最初的紙不是蔡倫發明的,但是蔡倫在造紙史上的功績仍然是極其偉大的。
首先,他是造紙技術的偉大改革者。
在他之前的紙,質地粗糙,夾帶有較多未經松散的纖維束,表面不平滑,不宜書寫,大都隻供包裝用。
而蔡倫于元興元年(105)所獻的紙,受到漢和帝的贊賞,“自是莫不從焉”,深受人們的歡迎,說明蔡倫所造的紙已相當精良。
要得到優質的紙張,工藝上必然要有所改進,特别是“打漿”工藝要比西漢造麻紙時更為成熟和完善。
其次,是他開拓了造紙原料的新領域。
蔡倫除了繼承和改進用麻類原料(麻頭、廢舊的麻布和麻織漁網等)造紙外,還首創了用樹皮(主要是楮皮)作為造紙的新原料。
這是造紙技術上的一項重大的技術革命,既為紙的制造開辟了一個更加廣闊的原料來源,又促進了紙的産量和質量的提高。
正是由于蔡倫的貢獻,為人們提供了廉價優質、适于書寫的紙張,從而使紙張的應用得到普及和推廣,并引起了書寫材料的變革。
從此,不僅中國原先所用的竹、木簡牍和缣帛之類逐步為紙張所取代,而且埃及的紙草、印度的樹葉、以至阿拉伯和歐洲的羊皮等,無不一一在紙的面前相繼退出了書寫材料的舞台。
自蔡倫以後,中國的造紙業持續地得到發展。
人們一方面開拓新的造紙原料,一方面在工藝技術上不斷地進行改進,使紙的品質越來越高,品種越來越多樣。
魏晉南北朝時期已開始利用桑皮、藤皮造紙,隋唐五代時期,竹、檀皮、麥稈、稻稈等也都作為造紙原料,先後被利用。
工藝技術方面,魏晉南北朝時期已采用簾床設備撈紙,既提高了工效,又使紙張有了一定的規格,便于運輸、保藏、書寫和裝訂。
防止紙張蟲蠹的“潢治法”,也在這個時期發明并推廣。
所謂“潢治法”,是用黃檗和雌黃等防蟲原料進行處理,以防止紙張被蟲蛀蝕。
從此,“潢治法”成為古代造紙術中的一項傳統工藝。
唐時竹紙的問世,是造紙技術的重大突破。
竹子纖維硬、脆易斷,技術處理比較困難,用竹纖維作原料,表明造紙技術已達到相當成熟的程度。
在造紙過程中加礬、加膠、塗粉、灑金、染色等加工技術,也都在唐時問世。
至于紙張的品種,從唐代到清代更是不斷地增多,各種彩色的蠟箋、冷金、錯金、羅紋、泥金銀加繪、砑花等名貴的紙張,各種宣紙、麻紙、壁紙、花紙等實用紙張,成為人們文化生活和日常生活中不可或缺的必需品。
廉價優質紙張的大量生産,為印刷術的出現提供了必要的物質條件,而刻印、刻石、木刻符箓以及染織上的镂版印花技術,則早已為印刷術準備了充分的技術條件,因此随着社會文明的發展,印刷術在中國很自然地誕生了。
中國古代印刷術的發展,可分為兩個階段,一個是雕版印刷術,一個是活字印刷術。
雕版印刷術本書另有專章涉及,這裡着重講一下活字印刷術。
除了泥、木活字外,中國還是最早使用金屬活字的國家。
元時就以鑄錫作字,明以後又相繼使用銅、錫活字。
造紙術大約在兩晉時期即傳至朝鮮和日本,唐時傳至印度、波斯和阿拉伯,後又相繼傳入北非和歐洲。
印刷術在唐時傳入朝鮮、日本和波斯,後又經波斯傳至埃及和歐洲。
14世紀末,歐洲出現了木闆雕印的紙牌、聖像、經典以及拉丁文文法課本,1456年,德國谷騰堡在歐洲首先用活字印刷“聖經”。
可以說,造紙術和印刷術是中國奉獻給世界文化的厚禮,它對人類文化的保存和傳播、普及和提高産生了不可估量的影響,有力地推動了人類文明發展的進程。
第七節 礦物學和采礦技術成就 中國的礦物學同樣有着悠久而光輝的曆史。
李約瑟在比較中西古代礦物學知識時說:“中國人在文藝複興以前的各個時期内對岩石和礦物的研究,并不是感情用事的,而是科學的,他們的貢獻至少可與歐洲人相提并論。
”[28]李約瑟的這一評價是不為過分的,事實上中國古代在這方面的貢獻,往往超過同時代的歐洲人。
中國最早記載礦物的典籍是《山海經》中的《五藏山經》,其成書年代大約在春秋末期。
據統計,《五藏山經》中共記載有礦物89種,包括金屬、非金屬和各種怪石、各色垩土等礦藏。
同時記載了這些礦藏的産地309處。
對礦物的性質,如硬度、顔色、光澤、透明度以至敲擊聲音、醫藥性能、集合體的狀态(土狀、塊狀、卵狀、米粒狀)等,都有所描述。
而成書于公元前3世紀左右的古希臘礦物學名著《石頭記》,隻記載了16種礦物,分成金、石、土三類。
人們從長期的找礦、采礦實踐中,還較早就總結了一套經驗性的探礦理論。
《管子·地數篇》說:“山上有赭者,其下有鐵;上有鉛者,其下有銀;上有丹砂者,其下有黃金;上有慈(磁)石者,其下有銅金。
此山之見榮者也。
”所謂“山之見榮”,即是礦苗露頭。
鐵礦表層高價氧化物呈赭色,鉛和銀常共生,這是現代礦床學所證明了的。
這裡講的除把銅和鐵的硫化物混稱為黃金和銅金外,大體上符合現代關于硫化礦床的礦物分布理論。
這段記載表明,在戰國時期中國已經總結了一些礦床中礦物分布知識,并提出了根據礦苗和礦物的共生或伴生規律來找礦的方法。
這些關于礦物共生的知識,在中國探礦史上一直得到繼承,并不斷豐富。
利用植物找礦的方法,是中國古代對探礦理論的又一重大貢獻。
其起源可以上溯到戰國時期,《荀子·勸學篇》中就有“玉在山而草木潤”的記載,表明關于礦物與植物關系的知識已經萌生。
後來這方面的經驗性認識不斷積累、增多,到唐代的段成式進行了集中和概括。
他說:“山上有蔥,下有銀;山上有薤,下有金;山上有姜,下有銅錫;山有寶玉,木旁枝皆下垂。
”[29]這些記載雖與實際情況不完全相符,但卻為人們開拓了利用指示植物找礦的新途徑,是現代利用植物找礦或生物地球化學找礦理論的濫觞。
正如李約瑟所說的:“中國人在中古代所進行的觀察,确實可以說是仍在迅速發展中的、範圍十分廣闊的現代科學理論和科學實踐的先驅。
”[30] 對于用工具難以采掘的礦層和岩層,中國古代還利用“火爆”的方法進行開采。
這種方法出現于何時,現尚難以确定,但至遲在明代已廣泛使用。
明代陸容曾記述浙江處州(今麗水一帶)銅礦的開采方法,說:“采銅法,先用大片柴,不計段數,裝疊有礦之地,發火燒一夜,令礦脈柔脆。
次日火氣稍歇,作匠方可入身,動垂尖采打。
”[32]這是利用礦藏中所含不同成分的物質熱膨脹系數不同,經火燒後會開裂,然後開采的方法。
也有利用熱脹冷縮的性質進行開采的,即《明史·河渠志》所載:“焚以烈火,用水沃之,石爛化為燼。
”福建泉州在曆史上就曾使用這一方法開采花崗岩,稱為“火攻”。
特别值得提出的是,中國曆史上不但有着較高的開采固體礦藏的技術水平,而且能夠開采液态和氣态的礦藏,是世界上最早開發、利用石油和天然氣的國家之一。
石油一名首見于沈括的《夢溪筆談》,在此之前有石漆、水肥、脂水等稱。
中國大約在西漢時已發現石油,《漢書·地理志》上郡高奴縣(今延安東)條下注說:“有洧水(今延河)可燃”,即石油浮于延河水上,可作燃料。
其後,晉張華在《博物志》中指出:“水肥亦所在有之,非止高奴縣洧水也”。
北魏郦道元在《水經注》卷三中還引《博物志》說,把石油“取著器中,始黃後黑,如凝膏,然(燃)極明,與膏無異。
膏車及水碓甚佳,方人謂之石漆”。
“”字據《說文解字》稱,乃“車毂中鐵也”,即軸承的意思。
唐李吉甫在記述玉門縣(今玉門鎮)石脂水時也說:“泉有苔如肥肉,燃之極明。
水上有黑脂,人以草盝(撈)取,用塗鸱夷酒囊(革制酒囊)及膏車。
北周武帝宣政(578)中,突厥圍酒泉,取此脂燃火,焚其攻具,得水逾(愈)明,酒泉賴以獲濟。
”[33]由此可見,由漢代至唐代已發現石油産地多處,并被用作燃料,以及作為車輛和水碓軸承上的潤滑油,也用于潤革和作為火攻的原料。
到宋代時,沈括又用石油的煙作墨,同時指出“石油至多,生于地中無窮,不若松木有時而竭”,必将被作為制墨原料而“大行于世”。
天然氣的發現也是在西漢,《漢書·郊祀志》記載,漢宣帝神爵元年(前61年)“祠天封苑火井于鴻門(今陝西神木縣西南)”;《漢書·地理志》西河郡鴻門縣條下,班固自注說:“有天封苑火井,祠火從地出也。
”關于天然氣的開發和利用,最早的要數四川盆地,大約是在漢代穿鑿鹽井時發現的,并被利用來煮鹽。
西漢揚雄在《蜀王本紀》中說:“臨邛有火井,深六十餘丈。
”[34]張華《博物志》卷九也說,臨邛火井“昔時人以竹木執以取火”,“執盆蓋井上煮鹽(水)得鹽”。
火井即是天然氣井,天然氣除被用來煮鹽外,還被用以照明。
東晉時就有記載說:“民欲其火,先以家火投之(火井口),頃許,如雷聲,火焰出,通耀數十裡。
以竹筒盛其光藏之,可拽行終日不滅也。
”[35]唐《十道要記》也記載:“火井有水,郡人以竹筒盛之,将以照路,蓋似今人秉燭,即水中自有焰耳。
”[36]四川的天然氣開發,自漢代以來一直進行着,從未中斷,至清道光(1821—1850)年間,已用竹、木、鑽頭構成的鑽機,鑽透四川氣田的主要地層,建成了深達一千米以上的氣井,這是當時世界上最深的氣井。
第八節 後來居上的冶金技術 在早期的文明國度和地區中,中國使用銅、鐵等金屬的年代相對說來是較晚的。
埃及大約在公元前5000年時開始進入青銅時代,公元前1000年左右開始進入鐵器時代;美索不達米亞地區大約在公元前7000年時