古代中国人在工程技术领域创造了众多的新事物,这些发明分别成为今天许多领域的技术基础。
大约公元前200年,古代中国人发明了独轮车。1700年之后,欧洲人为独轮车在行进的方向上添加一个轮子,变成了今天的自行车。
大约与此同时,古代中国人先后完成了船舶推进与控制技术方面的两项重大发明,创造了橹和舵。
18世纪,
蒸汽机诞生之后,桨演变成安装在船体两侧、由蒸汽机带动旋转的桨轮;橹演变成深藏水下的螺旋桨。明轮早已淘汰,螺旋桨成为一切机动船舶的动力来源,后来又成为早年飞机最主要的部件。
中国人发明的舵,巧妙地利用不对称水流的侧向推力,使水流自身产生改变船体运动方向的力矩,实现了船舶动力系统与控制系统的分离,为船舶制造与驾驶技术作出具有里程碑意义的贡献。利用舵控制方向,已经成为今天一切船舶和飞行器的基本工作模式。
公元132年,东汉时期的科学家
张衡(78-139),发明了测报远方地震的科学仪器。这项发明标志着人类第一次超越感觉器官的局限,用科学仪器获取重要的大地运动信息。
继希腊化时期
亚历山大城的科学家埃拉托西尼精确测量地球半径,希帕恰斯推算出
月球和地球之间距离之后,张衡发明
地动仪,标志着人类在了解地球的艰难历程中又迈出重要的一步。直到公元1880年,英国人米尔恩才发明现代记录地震的仪器。
公元189年,中国工匠丁缓发明了三维运动系统惯性平衡机构。在这种精巧的装置里,无论支架怎样转动,放置其中的物体都永远保持其空间位置不变。这种装置是一件由三个大小不同的金属环依次叠套在一起的组合环,每个环都可绕自身的两个支点自由转动,三个环的旋转轴相互垂直。如果在内环中固定一个小杯,无论组合环怎样旋转滚动,小杯总会保持水平位置。当时,人们用小杯装香料带在身上,香料不会洒出来。后来人们把烧红的炭放在小杯里,带在身上或放在被褥里取暖,无论坐卧俯仰,左右翻身,炭都不会掉出来。
三维运动系统惯性平衡机构的发明,标志着人类在机械制造方面,已经由静力学设计步入动平衡和惯性分析领域。它后来成为制导系统
陀螺仪的基础;成为机械传动系统万向节的原型。它们是现代汽车、飞机、火箭、鱼雷、巡航导弹和远洋轮船不可或缺的部件。
公元7世纪,中国人发明了火药。从此,这种会冒烟的“药”打破了世界的宁静。
公元919年,火药用于制造
导火线,点燃油料喷向敌军,可以造成一片火海。公元1044年,
北宋丞相曾公亮(999-1078)受仁宗皇帝之命主编
《武经总要》,第一次发表了火药的真正配方。当时,这已是实战方:火药被制成炸弹、燃烧弹和毒气弹。在毒气弹里,火药混合了大量的砷化物,砷化物遇高温分解弥散在空气中,成为人类最早的强力化学武器。
公元13世纪,火药随蒙古人西征传到
阿拉伯世界,后来经阿拉伯人传到欧洲,与西方的机械制造技术结合,成为新兴资产阶级攻陷城堡战胜封建贵族、征服海外殖民地的强大武器。中国人这件阴差阳错的发明,在相当大的程度上改变了世界历史的进程。
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