『南方絲織業逐漸超過北方,銅鏡、金銀器精緻美觀,巧奪天工
技術史導論
techné 熟巧,epistéme 科學、知識,
Gordon Childe 《技術史》
和科學不同的是,科學有內在邏輯,而技術是與社會生活密切相關的,技術是有國界的。
1920 紐可門學會是技術史成立的標誌。最重要的主题报告:Hulme: Introduction to the Literature of Historical Engineering to the Year 1640, The Engineer, Nov 12, 1920
制定鐵路標準,不只是技術問題,也是各方面問題,如果用英國標準,就有利於英國市場。
Lucien Febvre 費弗爾把技術史納入歷史學範疇:
- 在社會經濟政治條件中理解技術
- 從科學與技術的關係來研究技術的進步
- 技術活動與其他人類活動(蓺術、宗教、政治、戰爭)的關係
- 技術是社會變革的一部分,技術是經濟增長的重要因素,技術是一亞文化。
白馥蘭強調地方知識不重要的知識。但問題是什麼是重要的?
1958 美國成立技術史學會 Society for the History of Technology,凱斯西儲大學是發起者,設立了技術史專業碩士學位。
英國的纽可门學會傳統是工程師,美國的技術史學者卻是文科出身,他們不注重技術本身。
1968 國際技術史委員會 ICOHTEC 成立
1978 柯俊籌建 BUMA 會議 International Conference on the Beginings of the Use of Metals and Alloys,關注金屬與人類的起源。
1966 IFToMM 成立
中國的技術史傳統:
- 梁思成,劉仙洲
- 中國科技史學會技術史委員會
- 九五重大:《金屬礦和煤礦開採工程技術史》
- 中國近現代科技史研究叢書
方老師:要用十年時間研究小問題。
工業文明的影響使「技術」進入經濟學社會學歷史學家的視野。——技術經濟學——技術社會學——社會建構論
- Mumford:《技術與文明》 Technics and Civilization, 1934:將技術系統稱為機器體系,機器體系就是人類文明。他分為三個階段:
- 始生代 1000–1700:印刷術、紙、機械鐘錶
- 古生代 –19 世紀上半葉:蒸汽機、媒鐵
- 新生代–今:電力,合金
- 默頓《十七世紀英格蘭的科學技術與社會》,1938:第一個將 STS 科學、技術、社會並列提出
- 《解除束縛的普羅米修斯》:英國貴族要維持自己的身分,就要想方設法賺錢。古典經濟學家說土地、勞動力、資本是三要素,但在工業革命中,只扮演了小角色。
李約瑟《東西方的科學與社會》1964、1969、2004:
將中西比較,最難的問題:中國和歐洲的封建主義區別有多大,中國是否經歷了希臘羅馬的奴隸社會?
他引用 Karl A. Wittfogel 《中國的經濟與社會》: 亞洲生產方式:官僚政治。中國城鎮是行政單位,而歐洲是商業網點。
Buchanan: Theory and Narrative in the History of Technology
技術的社會建構論:1984 屯特大學。
系統理論用於歷史學分析,對技術史產生更大的影響。Bijker: 荷蘭的海岸防護系統是人、人造物、社會、技術因素共同編織而成的「社會技術綜合體」。
農業
冰河時代(前33000–10000)結束後的三四千年,西亞人完成了技術革命。前一萬年,捕魚採集。前9000–8000年,伊朗出現養羊。前7500–7000,土耳其東部、敘利亞、伊朗、伊拉克的定居農業。前5000,農業在世界各地出現。
中國:距今 8200 年就有家豬馴化,有齒列扭曲現象,因爲家豬不用鼻拱地,所以鼻部頭骨長度縮短。
11000 年前就有對野生粟黍的馴化。粟黍耐旱、耐熱、早熟、病蟲害少。
農書
呂氏春秋 保留的農業理論技術:先壚後靹,先耕黏溼的壚土,以免水分散失後變得堅硬,再耕鬆散的靹土。耕地深度要以見墒爲度,以免蟲害。要去除「三盜」:溝大壟小;苗無行列而太密;苗無行列而太稀。- 漢成帝时期
氾勝之書 總結了農業生產六箇基本環節:趣時、和土、務糞、澤、早鋤、早穫。溲種法:在種子外面裹上蠶糞、羊糞,這樣幼苗可以獲得足夠的養料,減輕蟲害,提高抗旱能力。區種法:在小面積土地上密集集中種植,高效利用水和肥料。提出了嫁接的雛形。 - 北魏
386–534 賈思勰齊民要術 是現存最早的農書。涉及耕作技術、農具、畜牧、獸醫、食物加工、手工業各方面,奠定了後世農書的體例。要順應天時地利人和,因地制宜、精耕細作、合作經營。防旱保墒技術有了進步,形成耕–耙–耱一整套流程,北方旱作技術基本定型。指出秋耕欲深,把生土翻到地面,使熟土層加厚;春夏耕欲淺,利於作物生長。通過施肥、換茬、輪作、複種等方法提高產量。作物品種大大豐富,如粟有 86 種,各有特性,按照天時地利選用合適的品種。種子的優劣、处置與作物的產量、病蟲害防治等有密切關係,記述了水選、溲種、曬種等種子處理辦法。大量遊牧民族進入內地,中原的畜牧業得到發展,還有獸醫藥方 48 種,是現存最早的獸醫藥學。 - 南宋初期陳旉
農書 ,是現存最早論述南方稻作農業的農書。闡明了土壤使用的兩箇基本原則:土壤不論好壞,整治得當,都可栽培;使用得當,地力就能保持。整地要按早田、晚田、丘陵、平原等,因地制宜。宋以後育秧技術推廣開,便於苗期的集中管理和移栽之後的補苗,論述了育苗技術,比如爛秧的處理,秧田水層的控制。中耕方面,耘田除草、鬆根、培土 使板實土壤變得鬆軟。烤田:大暑時放乾稻田的水,日光暴曬,使空氣進入土壤,促進養料分解,提高根系活力。討論了肥料的擇用。 - 元代王禎
農書 ,綜合了旱作農業和水田農業的生產經驗而成。分三部分,總論:農業生產的各環節;二:各種作物的栽培技術、貯藏方法;三:農具。轉輪排字架,按韻書編好號碼,排版時一人報號,一人取字。臥式和立式水排。水力大紡車。 - 明清農學著作激增,明清商品經濟發達,經營地主把自己的生產管理經驗總結出來,寫成專書,有救荒、蝗災等主題。徐光啓、陈子龙
農政全書 以選編古代農書爲主,他自己撰述的有八分之一,共六十卷十二门农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、蚕桑广类、种植、牧养、制造、荒政 。糾正了一些錯誤認識,比如菘與蕪菁不會因地理南北而轉換。專論部分價值較高,例如主張治水治田相結合;京師附近種植水稻的潛力很大,不必用槽運;培育良種;對蝗蟲的習性也有深入研究。
技術
- 井田制:公田其實是貴族的私田,藉助別人的勞動來耕種;私田:交什一之稅。其實周旣有助又有徹。周代的井田制已是王公貴族徵收租稅的形式,失去了氏族成員在公有土地上勞作的性質。按土地的肥沃程度進行休田。「間架性設計」:在一箇區域廣大的國家內,創造一種人爲的政治區分。如周代封地在理論上都處在九箇大型方格之中,事實上在眞實的地圖上畫不出來,但這種間架性觀念不難領會。
- 春秋戰國時期,就已把冬麥和春種夏種作物搭配起來,增加收穫次數,走上複作輪種的道路。
- 畎畝制:在田上起壟,叫「畝」,兩條壟之間的溝叫「畎」。戰國時期分行栽培已經完全形成,橫縱成行,保證風和陽光通過。壟平寬,溝深狹,表土鬆透,下層堅實。
- 代田法:武帝時期推廣,適應乾旱地區。在溝中播種,出苗後,結合中耕除草,用壟土壅苗,可以防風保墒。壟溝逐年交替,壟處作溝,溝處爲壟,輪番利用,恢復地力。
- 宋代從越南引進占城稻,從福建向兩浙江淮推廣,成熟快、抗寒、肥力要求不高。黃粒稻從高麗引進。小麥進一步向南方推廣。南宋,棉在福建兩廣勃興。
- 宋代,綜合利用各項生產要素,通過間作、套作、輪作等技術,從一年一熟、兩年三熟增加到一年二至三熟。元代
農桑輯要 記載在桑樹間種植莊稼,合理搭配高矮作物,充分利用陽光空氣。 - 明清時期,由於長期無計畫的開墾圩田,自然環境破壞嚴重,水旱災害頻發。人們千方百計提高單產,對蒜、菠菜、蘿蔔、麥等糧食蔬菜作物間作套種,實現兩年十三收;施肥技術更趨精細;引進玉米紅薯等高產作物。一些地方改糧爲桑,採用密植法、速成法等增加產量。
農具
- 漢武帝晚年,鐵犁牛耕逐漸普及,二牛三人。西漢晚期,隨著雙轅犁的使用,已出現一牛一人。
- 秦漢時期,三足耬:三犁共一牛,中置耬放置種子,可以同時開溝、下種、覆土。
- 南方水田整地技術:江東犁,可以控制犁地深淺。新的整地工具鐵鎝,掘地比牛耕還深,可隨手耙碎土地,適合缺牛的小農。唐代出現礪礋,可以破碎土塊,利用耙齒剷除雜草。到宋代,水田形成了耕–耙–耖的耕作流程,北方旱作區是耕–耙–礳。
- 扇車。通過快速轉動扇輪產生氣流,清除穀物的糠秕,效率遠高於扇子簸箕。分爲半敞式與封閉式,都在漢代就出現了。半敞式的扇輪夾於兩箱板之間,軸位於中間或頂部,一直用到元代。封閉式扇輪封在箱內,進風口在軸,提高了風壓。
- 水碓:用來舂米,最早的水輪,漢代就有很多水碓的記載,現存漢代連機碓明器。連機碓:一箇立式水輪連動多箇碓,將橫軸的轉動轉換爲上下舂搗。中國的桿是臥式,歐洲是立式。
- 馬鈞改進翻車,是鏈傳動的刮板式水車,用於農業排灌,適合低揚程提水。結構精巧,可以源源不斷提水,效率非常高。
天工開物 有手轉式水車。最常見的是腳踏式,尺寸較大,多人踏動。還有牛轉翻車。南宋江浙沿海出現風力翻車。沿用一千多年,直到近代水泵發明。 - 立軸大風車。轉軸垂直於地面。有八面風帆,可以獨立升降調節,可以接受任何方向的風,無需調節迎風方向。
其他
宋元時期人們千方百計擴大耕地面積。圩田面積進一步擴大。但太湖周邊的水利系統遭到破壞。
溫室栽培 漢元帝時期在密封的屋中晝夜燃火,蔬菜在隆冬生長。唐代最有名的是堂花術,在室內開溝,倒入熱水,加入硫磺等,提高室溫,促使提前開花。宋代,園藝業高度發展,實現商品化,人們都以栽花爲樂。出現了大量動植物譜錄。
茶 唐代飲茶成爲風氣。
柑橘 禹貢就有橘柚。唐宋時期,柑橘種植遍佈江浙四川。南宋韓彥直
含嘉倉大型官方糧倉,位於洛陽,1970 年發掘。糧窖有二百餘箇,容量大約是 250t,反映出隋唐農業生產的盛況。隋代生產發達,糧食儲備豐盈,洛陽的含嘉倉規模巨大,是眾多糧倉中的一箇。建於隋大業元年,用作盛納京都以東州縣所交租米。歷經隋唐北宋,沿用五百餘年。有先進的保質技術和完善的管理制度。也反映了大運河的成果。
井鹽 井鹽從戰國末期開始開採,北宋發明頓鑽、「卓筒井」法,直到明清不斷完善。有三項工序:衝擊式鑽鑿;取出岩屑;固井、隔絕地表淡水。不斷改進鑿井、修整、汲滷、煎鹽的配套工具,還開發了天然氣。道光年間自貢開鑿了千米深的深井。
考工記與天工開物
钱宝琮曾说「研究吾国技术史,应该上抓
如介绍了马车的总体设计,分车辕、车厢、车轮、车轴等,還有马具和辔饰,共几十种名目。工匠分工明確,造車有“车人”,专门造轮子的“轮人”,专门造车厢的“舆人”,专门造车辕的“輈人”等等。有严格的技术要求,如製輪,要看是否圓滑、平正、均勻,輻條是否筆直,直徑適中,人可以登。又如練絲,記載了套色法,不同的浸染次數形成不同顏色。
明末宋應星
明末士人的經世致用思想。體現了認識自然、效法自然、改造自然的科學思想。宋应星的成果來自对生产造物活动的实地调查研究,運用统计、测量、试验等多种研究手段,详细记录了原料特性、生产工具、制作流程、成品特性等方面。單產、出油率、合金配比等數據,长度精确到寸,重量精确到钱,體現了严谨的量化研究理念。在试验方面,他主张凡事“皆须试见而后详之”,力图通过反复深入的实证性研究,归纳总结出造物体系背后的规律与法则。
19 世纪前期,法国汉学家儒莲翻译
水利
先秦
- 芍陂
- 漳水十二渠
- 邗溝是最早的大型運河,吳國,從揚州東南的邗築城,北開運河,與淮河相通。
- 鴻溝:魏惠王。從滎陽引黃河水向東南與淮河相通。
- 都江堰:世界上現存最古的無壩引水工程。渠首樞紐包括魚嘴:分水,外江行洪,內江爲引水總渠,內江深而窄,外江淺而寬,旱澇時期自動保證四六分水;飛沙堰:洩洪排沙,僅比河床高 2m,一般情況下是內江堤壩,洪水期漫過飛沙堰,内江沙石也会在弯道环流作用下泄出,洪水越大,洩洪量越大,當遇到非常洪水,飛沙堰自動潰決;寶瓶口:引水。「深淘灘,低作堰」,每年需將內江淘至一定深度,否則寶瓶口進水量不足;爲保證洩洪排沙效果,飛沙堰不能過高。將長江水系引入成都平原。充分利用地形水流等自然條件,以最少的工程設施實現多方面工程效益,對成都平原的農業發展產生重要影響。
- 靈渠:秦始皇命史祿開鑿。位於廣西興安縣,湘江上游海洋河。用石築成鏵嘴以分水,大小天平以溢洪,令湘水流入南北二渠,三分入南渠通灕水,七分入北渠通湘水,這樣就連通了湘水、灕水,連接長江、珠江兩大水系。北渠放棄湘江故道,採用迂迴路線,相對增加渠道長度,可在人力牽引下行船。沟通了中原与华南的水上交通,对岭南的開發起了重要作用。
漢
- 漢武帝從渭水開渠直通黃河
- 從洛水到重泉的龍首渠,萬頃鹽鹼地得到灌溉,爲了穿過山丘,運用了井渠法,卽坎兒井。
- 白渠 引涇水入渭水,關中農業進一步發展
- 東漢前期,修復荒廢已久的芍陂;修復汴渠,截彎取直,黃河八百年間沒有發生大規模決堤改道。
- 1974 廣州造船工場遺跡:三箇並列的造船臺,有滑道,在造船臺造船,從滑道下水。
隋唐
唐代加強了對農田水利的管理,設水部郎中、都水監,制定
唐代水車得到推廣。長江流域出現半機械化的筒車,形狀似紡車,四週有竹筒。
隋唐的農書有二十多種,比以往都多。每年二月一日進呈
宋
11 世紀初,莆田興修木蘭陂,是集引、蓄、灌、排於一體的綜合大型水利工程。整箇 11 世紀,北宋興修水利工程一萬多處。沿海修塘捍海,抵禦海潮。
北宋
明
黃河:在治理黃河方面有潘季馴
陳潢
大運河
隋煬帝在興建東都洛陽的同時,開鑿以洛陽爲中心的大運河,北起涿郡,南到餘杭,將各地運河連成一體。首先開鑿通濟渠,從板渚引黃入淮;疏通邗溝,自山陽引淮入江;永濟渠引沁水,北達逐鹿;又開鑿江南河,自鎮江到餘杭。中國南北交通的大動脈,促進南北經濟文化的交流和發展,加強政治統一,解決長安糧食問題,加強對東南地區的控制與開發經營,也有有擺脫關隴集團的考慮。
元代在隋代大運河基礎上截彎取直,淮河以南基本未變,淮北改由山東河北直接北上至大都,開濟州河、會通河,鑿成京杭大運河。先有郭守敬的大範圍水資源考察,後有一系列工程,解決船過高地的問題,使運河通過山東地壘和京西北丘陵。
永樂年間,白英提出築壩、開河、導泉、建閘等一系列建議,解決了大運河的通航問題。
冶煉
青銅
青銅器五箇時期:
- 二里頭早期:小件器物
- 二里頭晚期到二里崗:多塊範、芯裝配而成的複合範,出現錫鉛之分
- 商中期到西周早期:嫻熟運用分鑄法
- 西周中期以後
- 春秋中期到戰國:綜合運用渾鑄、分鑄、失蠟、錫焊、銅銲等方法
青銅冶煉有塊煉、失蠟二法。
- 塊煉法是中國青銅器最獨特的技術,區別於西亞的鍛造法、失蠟法。範是分塊組裝而成。先製作模,用泥片從模表面翻製成範——範的乾燥裝配——合金熔化澆注——鑄後處理:除去冒口、毛刺。
- 失蠟法。先造蜡样,蜡样外再反复浇淋细泥以成范,经加热,溶化的蜡水从范下预留的小孔中流走,形成空范,然后再浇铸铜汁铸器,这样可造出结构非常复杂的铸件。目前所知最早使用失蜡法的青铜器是 1985 年河南淅川楚王子墓出土的一件禁,在春秋中晚期。
1974 年大冶銅綠山春秋戰國銅礦井,由竪井、斜巷、平巷組成合理的礦井體系。用分段上行採礦法,從底部自下而上逐層開掘平巷。對已採礦石進行初選,貧礦、廢石就地填充。
鐵
古代煉鐵有兩種方向:
- 塊煉法。在低爐內,在低溫下將氧化鐵還原成海綿鐵,鍛打擠壓成爲熟鐵,再滲碳鍛打成鋼。直到 14 世紀之前,歐洲一直用塊煉法。
- 中國鋼鐵技術最大的優勢是生鐵冶鑄法很早就出现。在高爐內,在高溫下將氧化鐵還原,加碳鑄成生鐵。生鐵可通過多種方式煉成鋼或鍛造鑄鐵。生鐵冶煉法改變了塊煉法費時費力的狀況。由此產生了鑄鐵、韌性鑄鐵、球墨鑄鐵、鐵範等技術。
直到明末,中國的冶金技術都處於世界先進水平,包括採礦、鋼鐵、鍛造等等。
春秋晚期就已出現民間煉鐵作坊。已有白口鐵、韌性鑄鐵。戰國時期還出現了鐵範,能夠連續使用,鑄成的器物比較精細。春秋戰國之際,冶鐵業還集中在幾箇地區,到戰國中期,已經廣泛分佈。
西漢中期已出現灰口鐵
西漢中期發明炒鋼法,將生鐵加熱成半液半固態,進行攪拌,利用空氣或鐵粉中的氧來脱碳,獲得熟鐵或鋼。隨著炒鋼技術的發明,鑄鐵、煉鋼兩箇系統溝通起來。東漢出現百煉鋼,多次折疊鍛打。南北朝出現的灌鋼法,利用生鐵熟鐵合煉成鋼。唐代,灌鋼法得到普及,百煉鋼因生產效率低,已不常使用。宋代,灌鋼法進一步改進,
疊鑄:適合小型鑄件的批量生產。用陶笵製作金屬製範盒,再用金屬製範盒批量製作疊鑄陶笵,陶笵疊合成套,澆注金屬液。東漢,疊鑄技術發展成熟,設計高超,對收縮量、吃泥量都有非常周到的考慮。溫縣烘範窯最多一次可鑄 84 件,包含軸承、車銷、馬銜等十六類。唐代銅幣鑄造量非常大,開元通寶使用了失蠟法。
唐代特大型鑄件頻頻出現,是多塊泥範組合而成,合鑄技術已相當高明。正定隆興寺銅像,分七次鑄接而成。唐代以前,農具以鑄鐵爲主,唐代以後,隨著炒鋼技術的推廣,農具逐漸改爲鍛造。
明初放開民間煉鐵,規模空前。鐵場在開礦、伐木燒炭、冶煉、器具製造等有合理的安排佈局,初具聯合企業的雛形。
明代,採礦方面,發明「燒爆法」,火燒水淋礦床,熱脹冷縮,礦床爆裂,便於開採;用炸藥爆破。
其他技術
鼓風
漢代煉爐體積增大,與鼓風技術的改進密切相關,當時出現了馬排、牛排。
宋代煉鋼用了雙作用活塞式風箱,由活塞板、拉桿、箱體組成。兩邊的單向閥門交替開合,推拉過程可以連續鼓風,風量顯著提高,提高產量。有小型的一人操作,也有依靠二三人或水力驅動。
元代王禎
製爐技術方面,元代陳椿
煤焦
中國是最早利用煤煉鐵的,宋代就已經大規模用煤煉鐵。採煤在宋代已有比較成熟的措施,先開竪井,再開掘巷道,分成若干小區。用竹來排除瓦斯。明代已有煉焦法,把煤密閉起來灼燒,形成焦炭,很適合冶煉礦石。
馬鐙
幫助上馬,騎行穩定身體。漢末以後,少數民族南下,刺激漢人對騎馬的需求。王廙出土了最早的馬鐙。很快通過突厥向西傳播,7 世紀初傳至阿拉伯,逐漸向歐洲傳播。
近代
洋務運動帶來近代冶金技術。最早的煉鋼平爐是江南製造總局煉鋼廠的酸性平爐。
使用气态燃料,它通过平炉中的排气来预热。熔融的金属处于平炉底部或炉床的浅槽中
20 世紀初,漢陽鐵廠有四座高爐,都是從國外引進的,達到世界先進水平。
其他金屬
- 隋唐。金銀器飾品加工精巧、造型優美。冶銀技術也大大進步。從方鉛礦、輝銀礦煉成粗礦,再提煉出銀。
- 宋代。煉銀有了新方法:吹灰法。煉銅用膽銅法。雲南還有銅鎳礦,可以生產白銅。
- 明代。中國是最早用火煉鋅的國家。將爐甘石
碳酸鋅 裝入泥罐,用泥封裹風乾,再用煤火燒,取出就得到倭鉛鋅 。
紡織
可以先看看 @ 姚蔚铭: 绫、罗、绸、缎、丝、帛、锦、绢的区别是什么? @ 暮离:绫、罗、绸、缎、丝、帛、锦、绢的区别是什么?
蠶
距今五千多年前就開始養蠶。蠶有化性、眠性的區別,化性:一年中的孵化次數,眠性:幼蟲蛻皮次數。
蠶絲分主體絲素和包裹在外的絲膠。最早出现的是熱釜法:水將要沸騰時,絲膠溶解,繅絲,用火烘乾。到商代,繅絲技術已經很成熟,出土了專用於煮繭的青銅甗。宋代出現質量更高的冷盆法,將煮繭與抽絲分開。秦漢時期,手搖繅車已經推廣。宋代繅絲車已經定型,捲繞部分是最複雜的,用絡絞機構在一定範圍內來回擺動。
織
馬王堆絢麗多彩的紡織品表明,紡織技術在原料、織造、織機性能等方面都達到新的高度。素紗輕薄細韌,說明當時有先進的織機。花紋種類多樣,用提花機織成。還有起毛錦,有明顯的立體感。其中的麻織物,在脫膠、漂白、漿碾等方面都達到較高水平。染色方面也有很大進步,有數十種染料。
- 唐代絲織品最重要的是綾、錦,綾以變化斜紋織成,追求大花紋,交織點少,美感、手感、光澤都很好。錦以緯線顯花的緯錦爲主。阿斯塔納大歷十三年
778 錦鞋,花紋複雜,配色華麗,說明唐代織錦水平已完全成熟。 - 宋元織錦技術也有很大發展,出現蘇州宋錦、南京雲錦等四十多種,用色典雅深沈。元代出現「金錦」,用金銀線作緯線,富麗輝煌。三原組織:平紋、斜紋、緞紋均已具備,緙絲、平羅出現。
- 宋代的紗都是以兩三根經線絞成,透明飄逸。之前紋飾都以圖案花紋爲主,宋代開始力求寫實。
- 緞在綾的基礎上發展而來,是最華麗的織物。平滑有光澤,立體感很強,花紋清晰美觀。
- 緙:通經斷緯,工藝繁複,有雕鏤般的立體效果。宋代以唐宋名畫作底本,有很高的藝術性。
織機
- 紡車:根據畫像石,漢代紡車是用一箇大繩輪和一根插置紗錠的鋌子組成,裝在木架兩端,以繩帶傳動。紡車既可加捻,又可合絞,和紡墜相比大大提高了速度和質量。
- 布機:漢代。由機臺、躡
腳踏板 等組成,操作者可以騰出手來投梭引緯,從而提高織布的速度和質量。 - 曹魏馬鈞改進織機,將六十躡改爲十二躡,操作簡易方便,提高了生產效率。
唐末出現立機。唐宋開始多用雙綜式,兩片綜分別開兩種口,織平紋。
宋代出現多錠水力大紡車,大大提高紡織的速度與質量,有 32 錠,利用水力或畜力。王禎
最複雜的是提花機,圖案信息可以儲存於開口,每次都能執行相同的程序。西漢出現多綜式提花機,用綜線代替挑花桿。初唐出現花本式束綜提花機,一人在上提花,一人腳踏地綜,投梭打緯。五代發展爲大花樓機,花本大而呈環形,可以織造循環極大的織物。
- 元代薛景石
梓人遺制 ,木工專著,現存爲永樂大典 輯本。有華機子提花機 、立機子、羅機子等,有總說明、歷史沿革、功用、零件尺寸、安裝方法,圖文並茂,可以按圖索驥。是現存有關漢唐羅機和立機的唯一資料。
染
靛藍是用得最早的燃料。
介質印花是唐代在印染技術上最重要的成就,不直接印染,而是以助劑配置印染原料。有三種:
- 鹼劑印花:石灰水、草木灰水的混合液。生絲遇到強鹼後絲膠膨脹,印花後經水洗,花紋部分絲膠脫落,呈現熟絲光澤。
- 媒染劑印花:明礬爲溶液
- 清除媒染劑印花。
建築
秦漢
- 斗拱
- 屋頂:歇山頂、懸山頂、四坡頂等
- 小條磚大量運用,趨向模數化,長寬高比例爲 4:2:1,可以自由搭配。
隋唐
五台山佛光寺東大殿是現存唐代建築規模較大的。內外柱和梁枋互相連結,組成一箇穩固的整體。外檐斗拱使用下昂、橫拱,雄壯有力。
梁是与建筑的横断面方向一致的,而枋则主要与建筑的正立面方向一致
磚石塔達多呈方形,採用樓閣式或樓閣與密檐結合,抗剪力強。
安濟橋
宋元
李誡
唐代磚塔用空筒式結構,用木梁板做樓層,抗剪力極差。宋代吸取經驗,改爲外壁、樓層、塔體連爲一體的結構,每層都有固定的樓層,增強了抗剪力,至今還有許多宋代磚塔留存下來。
遼代應縣木塔 現存世界上最高的木構高層建築。兩層塔基共 6.4m,包含地下部分 2m。整箇塔身包含四道剛性架構,塔基上有內外三圈柱,柱之間用梁枋連接,外圍砌以土牆。內外柱形成柔性的空間體系,增強了抗震性能。用了 54 種斗拱,爲古今之最。五明層四暗層,暗層可防止塔身變形。
現存元代木構建築還有百餘座,可分爲唐代以來的傳經式和新創的大額式兩種。大額式採用移柱、減柱的方法來擴大室內空間;又用增添大額來承擔建築物上方的重量。
橋樑:
汴梁虹橋 用 5 根拱骨相連,每根拱骨置於相鄰拱骨中間的橫木上,橫木與拱骨用鐵件相連。造型輕盈,構造簡單,建造便捷。泉州洛陽橋 在江海交匯處,水急浪高。筏形基礎。先築堤,將江底抬升 3m 以上,在石堤上建橋墩。橋墩用尖劈狀,削弱海浪衝擊。在橋墩上養殖牡蠣,牡蠣殼相互連結成堅固整體。
明清
故宮
斗拱功能減弱。拼和樑柱構件是重要成果,可以節省木料。
長城:磚砌,石灰漿勾縫。
園林:
- 力求自然,曲折蜿蜒,避免簡單的幾何圖形
- 分爲若干區域,各區域主次分明各有特色
- 充分利用對景手法造景
- 水面有聚有分
- 疊造假山
- 植物別具匠心
陶瓷
商代出現原始青瓷,釉還具有較弱的吸水性,不透明,胎釉容易剝落。青瓷 在漢末已基本成熟。青色是氧化亞鐵,如果含鐵量超過 5%,就會還原困難,產生暗褐色乃至黑色的四氧化三鐵;白瓷的呈色劑是氧化鈣,要求鐵含量越低越好,白瓷的出現說明對瓷土的篩選技術提高。南北朝時期,南方以青瓷爲主,胎質堅實,通體施釉;北方以白瓷爲主。唐代,能夠控制雜質含量,生產出純正的青色;邢窯白磁最有名。
宋元瓷器達到了更高水平,胎釉技術都有了很大提高。紋飾使用凹雕、針刺、板印等。製窯技術更成熟,構造龐大,提高了質量和生產效率。青瓷:南方龍泉窯,北方汝窯、鈞窯是後起之秀。白瓷進一步發展,分佈更加廣泛,定窯最有名,南宋則是景德鎮最有名。形成了八大窯系。
- 定窯胎細而有光,色澤滋潤,釉層只有 0.1mm。定窯以白雲石代替石灰石配釉,景德鎮以石灰石煉成釉灰。景德鎮白度、透光度已接近現代水平。
- 磁州窯一磁石泥爲坯,多白瓷黑花,別具一格。
- 鈞窯彩色瓷器較多,胭脂紅最好。釉厚達 1mm,紅色由還原銅造成。窯變是其中的代表。
- 耀州窯
銅川 胎薄,釉層勻淨,佈滿器壁內外的花紋是特色 - 景德鎮湖湘窯有米色、粉青二色,白度、透光度最好。
- 越窯首推上虞窯
- 哥窯以碎紋著名。弟窯
龍泉窯 多粉青、翠青,無斷紋,其中梅子靑色調素雅。 - 建窯多黑瓷,光良如漆。
- 汝窯釉淡青、豆青、蝦靑,釉層厚度達 1 mm 以上。
- 官窯胎薄,有月白、粉青等,有冰裂。當用還原焰燒成時,四氧化三鐵使胎呈灰墨色,底部露胎,呈黑色,稱「鐵足」,器口稱紫口。
明清時期製瓷業高度發展,景德鎮成爲全國製瓷中心,官窯就有三百多。瓷土淘練技術不斷改進提高,把泥漿用細絹袋澄洗,擠出水分,反覆踩成泥,得出的瓷土比石英顆粒還細小,分佈更均勻。最大成就是精緻白釉的燒造,氧化鈣含量很低,所以釉白如奶,晶瑩剔透。窯變技術更精湛,既有還原焰,又能把氧化銅轉變爲游離銅,使其均勻分布,能夠人工掌握窯變色彩。
彩瓷分釉上彩、釉下彩,在胎上畫好花紋再燒製,是釉下彩;燒製好再彩繪,再燒製,是釉上彩。還出現了斗彩、紅彩、素三彩、五彩、琺琅等等。粉彩、琺琅都是釉上彩,粉彩是在色料中加鉛粉,利用控制溫度的方法,燒成後釉面呈現不同色澤。由於濃淡協調、光澤柔和,能表現明暗分明的立體感。
其他
造紙術
- 澆紙法:直接將紙漿澆到簾模上;抄紙法:在紙漿中加入藥,令紙漿懸浮,以簾模入水,抄出紙張。
- 西漢就有紙,主要用於包裝,現在有宣帝時期的大麻紙,薄而勻。蔡倫紙:運用多種原料,用石灰烹煮,這樣能加速纖維離解,大大提高紙的質量。
- 魏晉南北朝時期,已使用抄紙法,提高了效率,有了統一規格,質地細勻、整潔平滑。麻、楮、桑、藤是主要原料。潢治法出現,防止蟲蠹。西晉張華
博物志 記載,剡溪的藤紙盛行一時,是官方文書主要用紙。 - 隋唐五代,新的造紙原料如竹、檀等得到利用,麻紙仍是主流。
印刷
- 東漢出現松煙墨,魏晉時期已很成熟,達到「一點如漆」的程度。松煙墨用作印刷,字跡清晰。
初唐出現了雕版印刷,主要用於三方面:
- 宗教活動:佛像、佛經需求量很大,手抄不能滿足需求
- 詩集、音韻、教學:江浙一帶印刷業興盛,多作書模勒
- 曆法、醫藥:現存最早的是乾符四年
877 曆書,有節氣、大小月、日期、五行、吉凶、宜忌等等。
宋代雕版聚集在兩浙。宋初最大的印刷工程是
- 11 世紀中葉,畢昇發明膠泥活字,刻好後燒製變硬。松香、蠟等混合好放在鐵板上,排好活字,鐵板在火上加熱,融化冷卻後粘貼在一起。
- 元代王禎創制木活字,1298 年刊印
旌德縣志 ,速度快質量好。他還創制了轉輪排字架,按韻書編好號碼,排版時一人報號,一人取字。 - 元明時期還有錫銅鉛活字。現存明代木活字書籍百餘種。1713 年淸內廷銅活字
星曆考原 ,康熙 1726古今圖書集成 66 部,每部 5020 冊。1773 年,清廷刻成二十五萬餘枚棗木活字,刊印武英殿聚珍板叢書 138 種。
指南針
韓非子 就提到了司南。- 確切證據是晚唐
管氏地理指蒙 ,針磁化之後可指南北。 武經總要 有製作磁魚的方法:鐵魚燒紅後矯頑力降低,藉助鐵鉗將其磁化,淬火。夢溪筆談 :用磁石摩針鋒。
火藥
唐代已經有了精確的「伏火矾法」配方。宋代的火藥配方相比唐代有了很大改進,硫硝比例更接近後世黑火藥。1044
元代出現了可以發射子彈的銅火銃。明朝軍隊裝備了大量火銃。永樂天字銅手銃,生產了近十萬枚,改直筒爲錐體,增加火藥槽、護蓋,將直接用引繩引火改成先在點火孔填充引藥。管形火器相比投石機,大大增加了準確度,是兵器發展史上的重大突破。14 世紀,火藥經阿拉伯傳入西歐。
造船
轉軸舵。唐代山水畫描繪了轉軸舵。
水密艙。用隔板將船艙分爲若干互不相通的獨立船艙,當觸礁、碰撞造成船殼破損時,不致波及其他船艙,提高抗沈性能。最早可能出現於晉盧循的「八槽艦」,現存最早的是唐代木船,船的兩舷和隔板用鐵釘上下交叉,重疊釘合,稱爲「人字縫」,填有石灰桐油制成的艌料,增強密封性。泉州灣出土的宋代海船有 13 箇船艙,所有隔板上下榫連,填充艌料,還用鐵鉤連接隔板與船殼。水密艙壁正中線下端還留有小孔,用於使艙底積水能夠流通,使水集中於最底部。18 世紀後歐洲開始採用水密艙。
填补船壳木板空隙的技术称为“艌缝”,这项工艺专用的填充材料叫“艌料”。早在中国隋朝时期,艌料和艌缝工艺已经相当成熟了。艌料主要有两种。一种是由麻丝、桐油、石灰调制而成的麻板;另一种用桐油和石灰调制而成。麻板主要用于填塞木板之间较宽的缝隙,保证船的水密性;桐油和石灰调制而成的艌料则常用于密封船壳上的钉孔和其他的细小空洞、缝隙,可以防止铁钉锈蚀。
中國的造船技術有自身傳統,西方木帆船縱向主要構件是龍骨,中國不僅有龍骨,還有㒳舷大檄
孫吳建造的大船上下五層,可載千人。晉在滅吳時發明「連舫」,將許多小船拼在一起。祖沖之造「千里船」,有人認爲是用輪槳作爲動力。唐代造船技術有很大進步,海船用桐油石灰合縫,兩舷有浮板,增加穩定性。宋代造船技術趨於鼎盛。1169 年,馮湛打造了一艘多槳船,將三種船型的長處結合在一起,可以涉灘、迎敵、破浪,載人二百,江河湖海無往不可。1203 年,秦世輔造鐵壁鏵觜海鶻戰船,結構堅固,可以衝擊敵船。遠洋巨型海船,船底有二至三層木板,四層艙室,共有房間 50–100 閒。有水密艙。
鄭和
鄭和七次遠航,第五六次都到了非洲東海岸赤道附近。鄭和船隊是沙船,平底方頭、多桅方艄,吃水淺,不怕擱淺。爲了增強穩定性,加入披水板
兵器
宋代兵書甚多,是唐代的六倍。
宋代短兵器除了刀劍,還有少數民族的,如蒺藜、蒜頭、三節鞭。元代多用劍、斧、短槍、到、錘、大棒。
漆器
新石器時期就發現了大漆的保護粘連作用。戰國代替青銅器,大量用作日用品。漆加入桐油,配成油漆,用作彩繪,桐油作爲稀釋劑,旣可改善性能,又可降低成本。還運用了多種顏料。漢代漆業繁盛,分工明確,組織嚴密。唐宋,裝飾工藝快速發展,犀皮、螺鈿平脫、金銀平脫、描金等等。明清時期,漆藝與建築、家具相結合。明中後期
城市建設
隋文帝令宇文愷建大興城。他用 1:100 的比例尺,設計明堂圖樣,製作木製模型。開鑿了永安渠、清明渠、龍首渠,流經宮苑,注入渭水,兩岸種植柳樹,景致怡人。整齊的里坊。僅用九箇月就建造完成。長安城就在大興城基礎上改建而成。大明宮取代大興殿。
鐵路
詹天佑:京瀋線灤河大橋,分析總結外國工程師失敗的教訓,打樁採用人工潛水作業,配合以必要的機器。灤河大橋是中國工程師設計建造的第一座鐵路橋。他還設計了京張鐵路,完全用中國自己的工程技術力量,自行勘探設計施工。
總結
絲綢之路自漢至唐千年間,我國出口絲綢、鐵器、漆器,相應的絲帛生產技術、冶鐵術、髹漆技術也傳播到了朝鮮日本東南亞、中亞、西亞、南亞各國。
唐政府設有專門的手工業管理機構,制定了一套完整的制度,比如工匠學習期限。南方絲織業逐漸超過北方,銅鏡、金銀器精緻美觀,巧奪天工。唐三彩是陶瓷史上的瑰寶。茶業興起,成爲重要稅收來源。
明代,數學、天文學幾乎停滯。從十六世紀開始,中國的科學落後於西方。