古代科技

《梦溪笔谈》中的炼钢和指南针

谭梦溪整理
天工开物插图。(公有领域)
font print 人气: 1176
【字号】    
   标签: tags: , , , ,

编者的话:现在的人都认为现代科学很发达,是古人难以想像的。但从北宋沈括(1031年─1095年)所著《梦溪笔谈》中记载的宋朝,以前在天文学、数学、物理学、地理学、地质学、气象学、生物学、医药学、考古、语言、史学、文学、音乐、绘画以及财政、经济等等的发现和成就来看,事实并非如此。通过介绍《梦溪笔谈》,我们与读者分享中国古代科学的成就。

沈括。(公有领域)

关于灌钢的技术,南北朝南齐、梁时期的医学家兼炼丹家陶弘景(约452─536年)曾有过记述:“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者,生指生铁,鍒指熟铁,这就是灌钢。 ”(《图经衍义本草》)北齐的道士纂母怀文也是较早的灌钢的实践者之一。据说他“造宿铁刀,其法烧生铁精,以重柔铤,数宿则成钢”。(《北齐书》)

无款陶弘景像。(国立故宫博物院提供)

灌钢

南北朝发明的这一灌钢技术,在宋朝已成为主要的炼钢方法之一。这在《梦溪笔谈》中有详尽的描述,沈括将它比做洗面筋,非常具象。译成白话文如下:

现在世上的钢铁,是将熟铁条屈曲地盘绕着,把生铁块嵌在盘绕着的熟铁条之间,用泥把炉密封起来烧炼,待炼成后再加锻打,将它们锻炼在一起,称为“团钢”,也叫“灌钢”。这其实是假钢,靠的是生铁的硬度,再炼二三次,生铁就炼熟了,就成了软铁了。天下人没觉得这有什么不对,是因为不知道什么是真钢。

我曾到过磁州的锻坊,在那儿观察炼铁过程,才知道什么是真钢。铁中的钢,就像面中的筋,软面不断淘洗,面筋才显现出来。炼钢是一样的道理,用精铁,锻炼百多次,每锻炼一次后,称重都会轻一些,直到锻炼到重量不再减了,就是纯钢了,再怎么炼重量也不会减了。钢是铁中精纯的部分,颜色干净明朗,打磨光后,显青黑色,和一般的铁很不同。也有的铁炼光了也不见钢,这取决于铁的产地了。

天工开物。(公有领域)

指南针

指南针是中国古代四大发明(指南针、造纸法、印刷术和火药)之一。北宋沈括的《梦溪笔谈》中载:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”这是关于利用天然磁体进行人工磁化以及地磁偏角的最早记载。

“磁偏角”是因为地球上的磁极和南极、北极稍微有一点偏差。指南针的N极和S极,沿磁子午线分别指向北磁极和南磁极,磁子午线和地理子午线是不一致的,它们之间存在着一个夹角,科学上叫作“磁偏角”。西方到公元1205年,法国人古约(Guyot de Provins)才记载了用同样方法制造指南针,公元1492年意大利人哥伦布(Christopher Columbus)才发现地磁偏角,比沈括晚了400多年。

在《梦溪笔谈》卷二十四中,沈括描述了指南针的4种使用方法:

(1) 水浮法:在盛水的碗里,把指南针放在水面上指示南北方向。

(2) 指甲旋定法:把磁针放在手指甲上轻轻转动来定向。

(3) 碗边旋定法:把磁针放在光滑的碗边轻轻旋转磁针来定向。

(4) 缕悬法:将单股蚕丝线用蜡粘在磁针的中部,悬挂于空中指南。这种悬挂式指南针,须在无风处使用。

根据试验比较,沈括认为这4种方法中,缕悬法最方便使用。因为指甲和碗边上很光滑,指南针容易滑落。而水浮法,受水波动影响,针不容易静止下来。

沈括在900年前提出的方法,有的至今仍在使用,如现代的磁变仪、磁力仪的基本结构原理,就是采用了沈括所说的缕悬法原理。而航海中使用的重要仪表罗盘,也大多是根据水浮磁针这一原理设计而成的。

公元1119年,北宋朱彧在《萍洲可谈》中第一次记载了指南针用于航海:

“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”中国是世界上最早应用指南针于航海的国家,有了指南针,才可能有郑和七下西洋的壮举。西方公元1190年英国人纳肯(Alexander Neckam)才有指南针用于航海的记载。如今,中国发明的指南针,已被广泛运用于航空、航海、采矿、探险各个领域。

在开封展示的勺碗形、用于汉朝(前202年─220年)风水堪舆的指南针模型。(公有领域)

——摘自正见网(《梦溪笔谈》:炼钢《梦溪笔谈》:指南针

责任编辑:李梅#

如果您有新闻线索或资料给大纪元,请进入安全投稿爆料平台。
related article
  • 冷兵器时代顶级武器,“凌空斩轻纱”大马士革刀,千年不銹越王勾践剑,“记忆合金”兵马俑秦剑。
  • 拉瑞多教堂的螺旋楼梯,因为奇特的建筑结构而被称为是神迹。拉瑞多教堂位于美国新墨哥州的圣塔菲市,属于哥德复兴式建筑,同时又混合了来自法国的尖塔和花窗玻璃等特色,看上去就像是个小一号的的巴黎圣礼拜堂,美轮美奂。整个教堂的建造花了差不多6年的时间来完成。1878年,在教堂即将完工时,工匠们忽然发现唱诗班的厢房没有楼梯可以上下。而不巧的是,设计师穆力先生已经去世了。
  • 火攻最大的弱点就是遇水则败。这世上还有不怕水的火。那就是中世纪欧洲拜占庭帝国的秘密武器,希腊火,也就是权力游戏中野火的原型。我们在权力游戏中已经看到了野火不但不怕水,而且遇水即焚,见物就粘,火势强劲,难以扑灭。而真实世界中的希腊火也并不逊色。
  • 现在的人都认为现代科学很发达,是古人难以想像的。但从宋朝沈括所着《梦溪笔谈》中记载的宋朝以前在天文学、数学、物理学、地理学、地质学、气象学、生物学、医药学、考古、语言、史学、文学、音乐、绘画以及财政、经济等等的发现和成就来看,事实并非如此。通过介绍《梦溪笔谈》,我们与读者分享中国古代科学的成就。
  • FBI公布的一份解密文件名为“Nikola Tesla Part03 of03”,它是FBI解密的关于尼古拉‧特斯拉的第三份文件,一共有64页,其中有部分内容被涂黑无法辨别。剩下的没有被涂黑的内容中有这样一段话:“宇宙人曾多次接触尼古拉·特斯拉,并且告诉FBI特斯拉来自金星,1856年时特斯拉被带到地球,交给一对南斯拉夫的夫妻抚养。”
  • 中华文明的天文科学有什么优越性,为何能独步天下?让张衡这位杰出的史官、天文科学家为例,演示一段历史来说明。
  • 在现当代社会生活中,玻璃窗以及包括眼镜、显微镜、镜子、望远镜、试管、照相机在内的玻璃制品,是再寻常不过的东西。然而,对于中国古人来说,对玻璃的兴趣却远远少于对瓷器的兴趣。考古发现,虽然早在战国时期就有玻璃珠,但制造玻璃的技术却一直停滞不前,直到清朝康熙年间,大规模的玻璃生产才出现。
  • 提起秦始皇,总是和无数的“第一”及“唯一”联系起来,他是名符其实的“始皇帝”,是本次人类中华史上第一位皇帝,也是地球上唯一大帝国的皇帝。
  • 大清圣祖康熙皇帝缔造的“康乾盛世”,在中国文明史上写下了辉煌的一页。而作为帝王,康熙罕见的好学,其博览全书、兴趣广泛,不仅熟读儒家经典,学以致用,而且在地理、气象、农业、史学以及西方历法、数学、机械、医学等方面,均有很深的造诣。可以说,康熙的学问在历代帝王中都是出类拔萃的,其鲜为人知的“偏门杂学”才识则体现在他编撰的《几睱格物编》一书中。一篇篇小短文,迄今读来,仍十分有趣。
评论