文化简史——技工制造发明与发现

指南针

公元前300年的战国末年，我们聪明的祖先已经发现了磁石具有吸铁的能力，并且已经开始大量开采使用磁石。

祖先利用磁石的特性，发明了“司南”，这是指南针的雏形。“司南”是把磁石磨成长柄的勺子形，放在一个分成24个方向的铜盘上，“勺子”底很滑，铜盘也很滑，使“勺子”旋转，停止时，勺柄指着的方向便是南方，勺头指的方向就是北方。这是指南针的鼻祖。

但是，天然磁石在强烈的震动和高温下，容易失去磁性，加上使用“司南”还需铜盘等许多辅助设备，很不方便。于是，我们的祖先又对“司南”进行了改造。到了11世纪后，人们又发现了铁在天然磁石上摩擦后，也可以产生磁力，而且比天然磁石稳定，于是便制作了人造磁铁。

后来，有人用人造磁铁制造了“指南鱼”、“指南人”等形状各异的用于辨别方向的指南器具。宋朝科学家沈括在他的著作《梦溪笔谈》中记载了几种“指南针”的构造，但这些“指南针”还存在缺点。后来，人们不断总结经验，对指南针进行改革。磁勺子由粗变细，逐渐改进成为一根针，磁针针尖指南，针尾指北，由此来确定方向，指南针便由此诞生了。后来，指南针的形状越来越完善，于是就出现了像今天我们所使用的指南针。

指南针为我们的生活带来了许多方便，使人们无论是在浩瀚无边的大海，还是在高深莫测的天空，都可以辨别方向，不至于迷路。在现代生活中，指南针有着广泛的用途，它主要用于航海、航空、军事、地质勘测等方面。

伞

伞最早是我国发明的。但是，伞的起源说法却不一。

一说是远在五帝时代，我们的祖先就开始用伞了。关于伞的发明，古籍中有这样的记载：“华盖，黄帝所作也。与蚩尤战于涿鹿之野，带有五色云声，金枝玉叶，止于帝上，有花葩之象，故因而作华盖也。”这段话的意思是说：伞是黄帝发明的。和蚩尤在涿鹿大战时所用。而且是根据花盛开时的倒扣状受到启发做的，把“伞”称为“盖”。此外，在《史记·五帝本纪》里也写到：“舜乃以雨笠自捍而下，去，得不死。”这也是雨伞在尧舜时代就已发明的证据。

另外，关于伞的发明还有一种说法。据传，春秋末年，我国古代最著名的木工师傅鲁班，常在野外工作，如果遇到雨雪，就会全身淋湿。鲁班的妻子云氏想做一种能遮雨的东西。她把竹子劈成许多细条，在细竹条上蒙上兽皮，样子就像一座亭子，收拢似棍，张开如盖。但不论怎么说，伞的故乡显然在中国。

在中国古代，伞面是用丝制的，后来伞变成了权势的象征。每当帝王将相出巡的时候，按照等级分别用不同的颜色、大小、数量的罗伞伴行，以此来显示威严。直到明代的时候，还规定一般的平民百姓不得用罗伞伴行，只能用纸伞。

中国的伞在唐朝的时候传入日本，到了18世纪中叶才传到西方。英国的第一把雨伞就是由中国带去的。公元1747年，有一个英国人到中国来旅行，看见有一个人打着一把油纸伞在雨中行走，认为雨伞很适用便利，就带了一把伞回到英国。从此以后，伞就在全世界普及开了。

降落伞

在西方社会，有人认为降落伞是著名的画家达·芬奇(1452年～1519)所发明。因为达·芬奇曾留下了降落伞的草图，这标志着欧洲人最初产生造降落伞想法的时间。但是，远在达·芬奇之前1500年，中国人即已发明了降落伞，并且在实际生活中成功地运用了它，使其在古代发展成为独特的跳伞体育运动。有趣的是，降落伞和跳伞运动的发明却是不同时代、地位悬殊的帝王和盗贼，在无意中的一跳间，创造出了两个世界纪录。

相传在公元前23世纪的时候，中国古代帝王舜，就曾经仅利用两个斗笠，从一根着了火的很高的木柱上跳下来。正在空中飞速下降的他，由于斗笠增大了空气的阻力，大大的减慢了速度，缓缓着地，没有出现生命危险，也没有受伤。这个帝王急中生智，用两个斗笠救了自己的命，由此引起了人们的广泛议论和极大兴趣。这件事记载于司马迁约完成于公元前90年前后的《史记》中，他这样写道：“舜乃以雨笠自扦而下，去，得不死。”因此有充分理由认为，至迟在司马迁生活的公元前100年，中国已经有了降落伞。司马迁有机会接触到许多历史文献，他把降落伞看作是很久以前的古物，这表明降落伞的起源可追溯到他所处时代的前几个世纪。还有许多史籍表明，在舜的“跳伞”壮举后不久，就有人用布制作了世界上最早的一个“降落伞”，进行空中杂技表演。这是世界上最早的降落伞表演，距今大约4500多年。

岳飞玄孙岳珂在公元1214年所著的一本书中，曾记载这么一个真实有趣的故事：1192年以前的时候，有许多阿拉伯人集居在中国的广州，他们有自己的清真寺。其中有一座清真寺建造了一个高耸入云的银灰色尖塔。在塔尖上安装了一只巨大的金鸡，栩栩如生。可是不久人们发现，这只鸡少了一条腿。原来那只腿被一个窃贼于1180年给盗走了，而他就是借助降落伞的帮助才得以逃跑的。这件事在当时成了奇闻。他的供词被保存了下来，他本人偷东西的形象被掩盖了，“跳伞，”的“壮举”却几乎使他成了一个“英雄”。他这样交代逃跑的经过：“予以登也，挟二雨盖，去其柄。既得之，伺天大风，鼓以为翼，乃在平地，无伤也。”可见他用的并不是现在这样用若干条绳索将人和伞系在一起的降落伞，而是雨伞。为了使小小的伞能将一个人重重的身体牵引住，使之徐徐下飘，他用了两把伞。

17世纪的时候，还没有发明现代形式的降落伞。中国在今泰国演出的杂技演员借助两把普通的伞能演出惊心动魄的跳伞节目。他们把伞柄牢牢地系在腰带上，从大铁圈里钻过去往下跳，随风飘落，有时落到地面，有时落到树上或房顶，有时落到河里。尽管跳伞者自己无法控制方向，但靠这种伞毕竟使杂技演员演出了精彩的节目，而不至于发生意外事故。法国国王路易十四在1687年至1688年派驻今泰国的大使德·卢贝尔曾亲眼看到了中国杂技演员的这种表演，并如实地写入他的《历史关系》一书。大约100年后，一个叫勒诺尔芒的人读了这本书中的有关文字内容，非常激动，决定试验一下。他多次从树顶或房顶上跳下去，结果都很成功。于是，1783年勒诺尔芒把这一发明命名为“降落伞”。

勒诺尔芒又把这一发明告诉了蒙高飞兄弟俩，蒙氏兄弟是著名的驾驶气球的先驱者，当时他们正在负责实施加尔内兰准备在1797年从气球上跳伞的计划。这是一个西方人亲眼目睹中国人跳伞后所产生的直接结果。李约瑟博士恰如其分地指出，这是中外科技“交流路线可探查的并不多的明显的例子之一”。

当然，古代原始的降落伞是不可能与现今的降落伞同日而语的，但是，其实质都是充分借助空气的浮升作用。现代降落伞，几乎是与发明飞机同时出现的。那时的飞机没有一定的安全性，很容易失事坠落，然而有了降落伞后，就对飞行员的安全有了保障。一遇到飞机失事，就可立即从飞机中跳下，打开降落伞，安全着陆。降落伞的主要用途，在近现代主要是用在军事方面。第二次世界大战时期，同盟国空军开始培训大批伞兵，他们为取得战争的胜利立下了汗马功劳。如在“诺曼底登陆”战役中，盟军就利用大量的伞兵，海陆空三军结合，摧毁了德国法西斯的防线。

近100多年以来，人们不断改进降落伞的制作材料与设计，使它既轻便，又安全实用，而且形式美观，广泛应用于军事、救灾、科研和体育运动等领域。

筷子

人类用餐时的餐具，东、西方国家有很大差异，西方多用叉和勺，而东方人多用筷子。特别是中国人，对筷子更不陌生，因为它是中国人发明的一种非常有特色的夹取食物的用具，在世界各国的餐具中独具风采，被誉为中华文明的精华。

在远古的时候，人们吃饭是用手抓的，但是在吃非常热的食物的时候，因为烫手，拿不住食物，所以就必须借助木棍。这样，人们就不知不觉地练出了用棍子夹取食物的本领。大约到了原始社会末期，人们就用树枝、竹棍、动物骨骼来做成筷子使用了。到了夏商的时候，牙筷和玉筷已经问世。春秋战国时期，出现了铜筷和铁筷。到了汉魏六朝，各种规格的漆筷也生产出来了。没过多久，又有了金筷、银筷。现在，美观大方的各种筷子就更多了，其中最珍贵的要数象牙筷、犀角筷和乌木镶金筷以及多种玉筷。但人们最常用的还是竹筷、木筷。

古代的时候，当官的人家为了，显示自己的富有，炫耀门第高贵，请人吃饭的时候常用典雅的牙筷和金筷。古籍《儒林外史》中范进中举不久丧母守孝时，所有的高贵的筷子都不用，而用白竹筷子，以表示孝敬母亲。此外，帝王之家一般都用银筷，目的在于好检验食物中有没有毒。此外，民间嫁女的时候，嫁妆里必定少不了筷子，因为有“快生贵子”的意思。古时人死后，冥器里也必定少不了筷子，说是供亡灵在阴间用。此外，古时的筷子还起着军事上的许多其他物品无法代替的作用：张良用筷子对刘邦作形象的示意，帮他制定了消灭项羽的策略。刘备还在宴会中故意丢失筷子，在曹操面前表明自己是无能胆小之辈。唐玄宗曾将筷子赐给宰相宋憬，赞扬他的品格像筷子一样耿直。永福公主在自己的婚姻上不服从父皇之命，以折筷表示自己决心已下，宁愿折断也不弯曲。自古以来，我国民间就有筷子诗、筷子谜语、筷子歌舞杂技等。

关于筷子的名称，各个时代叫法不同。先秦的时候叫“挟”。秦汉时期又叫“箸”。隋唐的时候称“筋”。李白曾有诗句描写道：“停杯投筋不能食”。直到宋代的时候，才有“筷”的称呼。

筷子使用轻巧方便，在1000多年前先传到了我们的邻国朝鲜、日本、越南等地，明清以后传入马来西亚、新加坡等地。别小看使用筷子这件小事，在人类的文明发展史上，也称得上是一个值得推崇的科学发明哩！有人曾做专门测验，证明使用筷子可以牵动人体的30多个关节和几十条肌肉。而这些关节和肌肉中的神经，又和大脑相通。所以，用筷子可以使你心灵手巧呢！

冰箱

冰箱是近一个世纪来才发明的一种家用电器，现已成为大多数家庭中一种不可缺少的电器。它的用途很广泛，不仅可以对食物进行保鲜，还可以运用到储存医药等方面，为人们带来了许多方便。

实际上，我国在古代就已有了“冰箱”。虽然远不如现在的电冰箱高级，但仍可以起到对新鲜食物的保鲜作用。在古籍《周礼》中就提到过一种用来储存食物的“冰鉴”。这种“冰鉴”其实是一个盒子似的东西，内部是空的。只要把冰放在里面，然后把食物再放在冰的中间，就可以对食物起到防腐保鲜的作用了。这显然就是现今地球上人类使用最早的冰箱。

此外，在古书《吴越春秋》上也曾记载：“勾践之出游也，休息食宿于冰厨。”这里所说的“冰厨”，就是古代人们专门用来储存食物的一间房子，是夏季供应饮食的地方。明代黄省曾的《鱼经》里曾写道：渔民常将一种鳓鱼“以冰养之”，运到远处，可以保持新鲜，谓之“冰鲜”。可以想像，当时冷藏食物可能比较普遍。

从许多史料可以看出，我们的祖先很早就会利用冰来保持食物的新鲜。因此说，中国是第一个发明冰箱的国家。

眼镜

在有些词典上，说眼镜是从国外传入我国的，时间约在明代。当时的皇室视眼镜为珍物，过了很久，中国才能自造眼镜，并逐渐流行起来的。但是，这种说法是不正确的，因为我国的考古证实，眼镜起源于中国，近代中国人戴的眼镜也并不完全是“舶来品”。我国考古学家曾多次在明朝以前的坟墓中挖掘出眼镜来，说明在明代以前，我国就已有眼镜了。许多史料也有记载，眼镜的发明者并不是那些黄头发高鼻梁的外国人，而是黑头发黑眼睛的中国人。

早在13世纪末，从欧洲大陆千里迢迢来到中国旅行的意大利著名旅行家马可·波罗，曾经在1260年记下了一些中国老年人佩戴眼镜阅读图书的事。可见在那时候，眼镜在我国是多么普遍了。

多数的考古学家认为，眼镜出现于中国南宋时期，发明者是狱官史沆。那时，中国眼镜的外形是一个椭圆形的透镜，透镜是用岩石晶体、玫瑰色石英、黄色的玉石和紫晶等材料制成的。当时，人们把佩戴眼镜看作是一种尊严的象征。因为制作眼镜镜框的玳瑁被认为是一种神圣和珍贵的动物，而透镜的制作材料又是各种非常稀有的宝石，价格异常昂贵。所以，那时的人们佩戴眼镜并不是为了增强视力，而为的是能走好运和对别人显示富贵。正是因为当时人们只重视眼镜的价值而不注意它的实用性，所以在平民百姓当中并不十分流行。

近年来，我国考古工作者在江苏扬洲地区甘泉山东汉光武帝刘秀之子刘荆之墓中清理出了一批文物，其中居然有一只小巧玲珑的水晶放大镜。这支放大镜是一片圆形的水晶凸镜，镶嵌在一个指环形的金圈内，能将非常小的东西放大四五倍。可见在那个时候，我国的造镜技术和工艺已经达到了很高的水平。

熨斗

电熨斗现在已经进入了许多家庭，成为一种不可缺少的电器。它可以把皱了的衣服烫平，而且使用方便，深受人们的喜爱。现在的电熨斗是1882年6月6日美国人亨利西里在纽约发明的，由于当时电还没有进入普通家庭，因此无法推广使用。1913年，法国著名的“卡洛里”公司推出第一个电熨斗设计样品。然而直到1924年，第一个实用的电熨斗才被美国人吉茨夫·米尔研制成功。到1926年，蒸汽电熨斗才进入寻常老百姓的家里。到了1932年，出现了可以调温的电熨斗。1953年，喷雾蒸汽式的电熨斗问世。可是，据考古学家从挖掘出的古代文物和大量的史料证明，用以熨衣服的熨斗在中国的汉代(公元2年)时就已出现。

晋代的《杜预集》上就写道：“药杵臼、澡盘、熨斗……皆民间之急用也。”由此可见，熨斗已是那时民间的家庭用具。据《青铜器小词典》介绍，汉魏时期的熨斗，是用青铜铸成，有的熨斗上还刻有“熨斗直衣”的铭文，可见那时候的我国古代劳动人民就已懂得了熨斗的用途。

关于“熨斗”这个名称的来历，古文中有两种解释，一是取象征北斗的意思，东汉的《说文解字》中解释：“斗，象形有柄”；清朝的《说文解字注》中写：“上象斗形，下象其柄也，斗有柄者，盖北斗。”二是熨斗的外形如斗。也有把熨斗叫“火斗”、“金斗”的。

古代的熨斗不是用电，而是把烧红的木炭放在熨斗里，等熨斗底部热得烫了手以后再使用，所以又叫做“火斗”。“金斗”则是指非常精致的熨斗，不是一般的民间用品，只有贵族才能享用。在现今一些地方的洗衣店，由于特殊需要或在没有电的情况下，还有使用木炭熨斗的。

中国古代的熨斗比外国发明的电熨斗早了1880年，是世界上第一个发明并使用熨斗的国家。

钟表

钟表是我们日常生活中不可缺少的计时器。可能人们都认为瑞士是世界制造钟表历史最悠久的国家，其实不然。钟表的制造，在古代中国可以追溯到距今近2000年的汉代。

汉代科学家张衡结合观测天文的实践发明了天文钟，可以说这是现在发现的世界上最古老的钟了。唐朝的时候，我国的制表技术有了巨大的发展。古籍《新唐书·天文志》中就记载了一行和尚与工匠梁令瓒制造“水运浑天仪”的故事，这个水运浑天仪是世界上最早的一个能自动报时的仪器，仪器两旁各站有一个木头做的小人，每过一刻钟，小人就敲一下仪器。这种能够自动报时的仪器比欧洲机械钟的发明至少要早600多年。

17世纪至19世纪初期，我国的钟表制造技术更加完备，出现了专门制造钟表的店铺，当时的钟表制造业已经能够制造出各种报时钟、摆钟等。表上的指针也从原来的一针、二针，发展到三针、四针，可以计日、时、分、秒。

现在在我国首都北京的故宫里，存放着一座我国自己制造的大座钟。它高约6米，钟后有楼梯，供人上弦和拨针时使用。这座钟表的机件虽然又重又大，可是所走的时间却十分精确。每逢整时刻打点的时候，声音非常洪亮。

扇子

扇子，在中国是一种古老的降温工具。

晋代崔豹《古今注》一书中说：“舜作五明扇”，“殷高宗有雉尾扇”。不过，古书上所写的这种扇子是长柄的，由侍者手执，为帝王扇风、蔽日。作为夏天必备的扇子，据考古学家考证，中国扇子的发明至少不会晚于西汉时期。目前所发现的有关扇子的最早记载是《方言》一书，里面说：“自关而西谓之扇”。《春秋繁露》中也提到：“以龙致雨，以扇逐暑。”

古代扇子的形状很多，有圆形、长圆、扁圆、梅花、扇形等形状。其扇面的用料又可分为丝绢、羽毛、纸等。到了三国时期，我国开始流行在扇面上写字绘画，因而扇子又从一种降温工具转变成为一种艺术品。著名的书法家、画家王羲之、苏东坡等都有过“题扇”、“画扇”的动人故事。

古代中国，人们对扇子除了扇面、扇形非常讲究外，扇柄也十分讲究，仅材料就有许多种，如玉石、牙雕、木雕、竹雕、骨雕等。我国的考古学家在1975年曾在江苏挖掘出了一座南宋时期的墓地。该墓发现了两把团扇，均是长圆形，以细木杆为扇轴，其扇面是纸质，呈褐色。其中一把扇子的扇柄为玉石。如此完整的宋朝扇子的发现，实为我国古代生活史上一件珍贵的实物材料。到了北宋时期，折扇开始在我国流行。在制作方面，我国人民把原来的5、8根扇骨增到10余根，再加上我国的雕刻技术，是一种非常具有装饰性的物品。

明朝宣德皇帝的一把扇子高82厘米，宽595厘米。扇两边的两根大扇骨上面小、下面大。整个扇子合起来时，就像一根被劈成两半的竹竿。扇子的扇面上两面都画有人物画。并有“宣德二年春日武英殿御笔”的题款，还有“武英殿宝”的朱文方印。

风扇

在炎热的夏季里，人们若坐在没有降温设备的房间里，即使不做什么事，有时也会热得满头大汗。为此，现在世界上出现了许多降温的电器，各种电扇、空调纷纷跃上市场，为人类的降温提供了方便。其实，在我国古代，就已经出现了不用人摇的风扇等多种能降温的器具。

考古学家发现，远在1700多年前，我国古代劳动人民就已懂得利用寒冬腊月的结冰季节，预先将冰块储存起来，以备在夏天的时候从“冰库”中拿出来解暑。到了唐宋时期，我国的防暑降温方法又有了很大的进步。能工巧匠们创造了一种用水力推动的风扇，由于造价比较高，所以只供王府、贵族享用。人们又发明了一种木制的器具，这种器具可以把水引到屋顶上，然后再让水顺着屋檐从上而下的流淌下来，向四周喷洒，借此降温。唐玄宗曾在宫内修建了一座可以用来避暑的“凉殿”。此殿除了四周积水到处成帘飞洒外，在里面还安装了许多水力风扇，即使在很炎热的天气里，坐在里面也会使人感觉到像凉秋一样。据说，当时的一个大学士，从炎热的阳光下到亭子里去叩见皇上的时候，竟冻得浑身发抖。此外，在当时的御史大夫的府里，也修建了一座“自雨亭子”。每逢炎热的天气，他就躺在亭内消暑。

清朝乾隆年间，一些能工巧匠在修筑著名的万园之园圆明园的时候，设计装置了一种“水上明瑟”的机械设备，它是利用水力转动轴轮推动的风扇，可称是近代电扇的鼻祖了。

漆器

漆器，是中国人民在化学工艺和美术工艺方面的一项重要发明。它同瓷器一样，是中国古代劳动人民创造的一种非常有收藏价值的艺术珍品。漆器的外表光洁美观，而且坚固耐用，是中国古代人民常用的日常用品之一。中国古代发明的漆器具有强烈的民族风格，古朴典雅，从古至今闻名全世界。

中国古代劳动人民在制造漆器的时候，往往会加入桐油之类的干性植物油。桐油是人们从桐树的种子里榨出来的。桐油在加热的作用下，会发生化学反应，因而产生一种薄膜。中国人民从很早的时候就已经认识了桐油成膜的性能，因而广泛应用，并让它与漆液合用，这在人类化学史上，是一个卓越的创举。

虽然漆器的制造所应用的化学原理直到20世纪才弄清楚，但是中国古代劳动人民却是世界上最早应用这一原理制造漆器的民族。从大量的文献记载来看，中国人民发明漆器的历史已经非常悠久，大约有4000多年。战国时期的书籍《韩非子·十过篇》中写道：“尧禅天下，虞舜受之，作为食器……流漆墨其上”，“舜禅天下而传之于禹，禹作为祭器，墨染其外，而朱画其内”。古籍《禹贡·夏书》中记载，中国早在新石器时代，即氏族解体到奴隶社会时期，人们就已经把漆当作贡品之一了。

漆液从漆树里分泌出来后，经日晒能够形成黑色发光的漆膜，这是非常容易观察到的。中国古代的劳动人民用自己聪明的大脑和勤劳的双手，把这种自然现象加以人工利用，就制造出了各种颜色的漆。科学家们曾在江苏吴江的新石器时代的晚期遗址中挖掘出过一个漆绘黑陶罐。考古学家通过挖掘还发现，中国古代的劳动人民早在公元前14世纪到12世纪的商代时期，就已经能够制造出非常精美的红色雕花的木漆器，因为考古学家们在安阳殷墟遗址中，出土了一个木漆器，上面有红色的漆纹印痕。这个木漆器的印痕是世界上现存最古老的漆器纹饰。

春秋战国时期，中国的漆器技术越来越发达，当时的漆器彩绘中，已有红、黄、蓝、白、黑5种颜色，以及多种复色。秦汉时期，油漆技术又进入一个新的发展阶段，并且普及于全国各个地区。《史记·滑稽列传》中，有当时关于“荫室”的记载，荫室，就是专门制造漆器的特殊专用房屋。史料记载，汉朝时期，中国漆器主要生产地点是四川的成都和广汉。

唐、宋、元、明各期，中国的漆器技术都有所进展。清朝时期基本是继承了前代的技术。但后来由于清政府的腐败，中国受到外国的侵略，漆器的油漆技术没能继续向前发展，有些中国祖传的技法反而失传。

中国的漆器技术在很早的时候就已经传到国外，如朝鲜、日本、蒙古、缅甸、印度、柬埔寨等中国附近的亚洲国家，构成了亚洲各国的一门独特手工艺。在朝鲜、蒙古、日本等国，曾出土了大量的中国汉、唐时期的漆器。中国古代的漆器经过阿拉伯人、波斯人的西传，逐渐传入欧洲各国。在新航线被人发现以后，中国同亚洲、欧洲等地方的交往越来越频繁，葡萄牙人、荷兰人等不断把中国的漆器贩卖到欧洲，曾引起欧洲社会上的轰动，受到那里人民的热烈欢迎。公元17、18世纪以后，欧洲各国仿制中国的漆器成功。

中国古代劳动人民发明的桐油自然也同漆器一样，从公元16世纪起，就被葡萄牙商人贩卖到欧洲。直到19世纪后，美国人才知道桐油，1902年，美国也开始种植桐树。石磨石磨是把米、麦、豆等粮食加工成面粉的一种机械，由两扇厚重的圆形石盘组成，上下对合，上名上扇，下名下扇。上下两个磨扇对合后，固定在下面的大磨盘上。上扇中部凿磨眼、磨腔、套孔，用以套下扇和填入粮食压磨；侧面凿曲柄孔，便于着力推动磨扇。下扇凿定轴孔以定轴。两扇结合面凿凸凹不平但十分匀称的锯齿状，以利相互吻合和压磨。用时推动曲柄使其旋转，便磨细粮食，粗细视扇距和需要而定。

传说石磨的发明者是战国时期的能工巧匠鲁班。鲁班并不姓鲁，他原名公输般，姓公输，名般，是战国时期鲁国人，“般”与“班”同音，故后人习称鲁班。他是中国古代著名建筑师，被历代建筑行业工匠尊称为“祖师”。他不仅发明了攻城的云梯、木匠的锯子等木作工具，而且发明了全球最早的石磨。传说他是世界最早发明石磨者，但史籍没有明确记载，战国时期的实物也没被发现过。现在我们所能见到的最早的石磨实物，是1968年在河北满城汉墓中出土的，距今约2100年。这是世界最早的石磨。

这架石磨用两块厚重的圆形石盘(磨扇)组成，两块磨扇上下对合，在中央部位凿有“磨腔”，上扇还凿有填加粮食的孔道，孔道与磨腔相连。两块磨扇的对合面上，都凿成凸凹不平的锯齿状，称为磨齿。下扇的中心装有向上突出的铁制立轴，上扇的中心则凿有能套在下扇立轴上的套孔。两片扇叶套合后，推动上扇的手抓曲柄使其旋转。上扇在作旋转运动的同时，还由于磨齿相互间咬合和相避而作非常微小的升降运动。这样，就将类似杵臼的间歇冲击力和齿面摩擦力结合起来，使粮食在双重作用之下被压磨成粉。磨扇在旋转过程中形成的升降运动，使上下扇之间形成瞬息的齿隙，使加工的粮食又通过上扇的孔道不断进入磨齿。石磨的出现，使粮食加工变得容易，食用起来更加方便，这是我国农业的一件大事，在世界上也处于领先地位。

石磨发明以后，开始用人力和畜力，人们在长期的生产实践中，又不断加以改进和发展。到了晋代(265～420)，杜豫、崔亮等人又发明了水磨，史称“杜崔水磨”，距今已约1600年以上，是世界上最早的水磨。这种石磨以水力代替人力，动力部分是一个卧式水轮，安装在石磨下，在水轮上安装一个主轴，主轴上安装磨的两扇，上扇固定在主轴上，下扇固定在地面上不动。然后让流水冲动卧轮，使上扇磨转动。随着机械制造技术的进步，同时代的刘景宜还发明了“连磨”，这是一种构造比较复杂的水磨，一个水轮能带动几个磨同时转动，这种水磨叫做水转连机磨。这些发明也间接地促进了农业的发展。水磨也是水力发电动力原理的原始形式。大工业的发源地英国，到17世纪才开始用水轮带动两盘磨，这比中国落后了1400年左右，而且在功效方面远落后于中国。

水转大纺车

中国古代人继使用“纺专”后，经过长期的实践与改革，又制造出手摇单纺车。它很快代替了原始的纺专，成为纺织手工生产的重要工具。后来，在手摇纺车的基础上又创造出脚踏纺车和水力纺车。公元4、5世纪，东晋著名画家顾恺之的一幅画上就有脚踏三锭纺车。宋末元初，黄道婆改革后的棉纺车，成为当时世界上最先进的纺车。后又出现了新的纺车，这种名为大纺车的锭子多达32枚。它的功效虽然没有机器纺车的大，但是它的基本原理和现代的纺车是一致的。与此同时，代表世界古代纺织机械最高水平的水转大纺车也在中国诞生。

在北京中国历史博物馆中，现陈列着一架水转大纺车的模型。这个模型是根据古代的实物和记载按照四比一的比例复原而成。据记载，水转大纺车在宋代已经发明了。元初学者王祯写于公元1313年的《农书》中，首次对水转大纺车进行了详细的记载，并有附图，这是中国最早的水力纺织机械，在世界上也是最早的。水转大纺车是一种麻纺合线机，是以当时的大纺车改装而成的。它的体积较大，主要分为纺车和传动两部分，仅纺车部分就长67米，宽17米。在纺车的两侧，各有一个轮，其中一个轮的外端再装一个大水轮，水轮与织机的工作部分用皮弦相连，水轮在流水的冲击下工作，工作效率大大提高。水转大纺车的发明，促进了宋代麻纺手工业的发展。

中国古代劳动人民于13世纪推出的这一伟大发明，在当时的世界上处于领先地位，在世界纺织工业发展史上占有重要位置。最初的纺车及另外一些纺织机械大约是元朝时期由到中国旅行的意大利人介绍到欧洲去的。欧洲人最早提到纺车是1280年，在当时德国的一家行会章程中有间接的记录。德国人较早地使用了纺车，他们把纺车视为古代文明的象征，在一个古老的小城沃尔博市的一家小旅店里至今还陈列着一架古老的纺车，和中国农村的纺车十分相似。1769年，英国人理查·阿克莱首次制出水车纺机，并建立了欧洲第一座水力纺织工厂，这一记录比中国的水转大纺车晚了4个多世纪。

传动带

传动带是能够传送动力的带子，在现代工业生产中被广泛应用。这种能把动力从一个轮子(主动轮)传送到另一个轮子(被动轮)的传动带的发明，是工业生产中一个了不起的进步。因为，人们发现通过改变大、小轮直径的比值，很容易实现变速。如纺车，人手在纺车大轮上摇转一圈，通过传动带把动力传送到小轮上，速度可提高数十倍，正是依靠这种变速，使纺线的工艺和效率大大提高。这项传动带的技术，即是中国人在发明纺车的同时所发明的。

纺车的动力来自人力摇动大轮，使小轮纺锤上的梃子作快速旋转，把纤维纺成线。这连接大轮与小轮梃子之间的动力传递，依靠的就是绳式传动带。大约在公元前1世纪，西汉扬雄在其著作《方言》中所描述的纺车中，就有传动带的专门表述。这是关于传动带的世界最早的文献记载。山东滕县宏道院汉代画像石上刻有一台纺车的图画，由一个大绳轮和一根插置纱锭的梃子分装纺车木架的两端，用绳子作为传动带。中国古代的纺车传动带，不仅适用于普通有轮缘的轮子，也可带动无轮缘的轮子。一般认为，无轮缘的轮子不可能使用传送带，而聪明的中国人在轮子上做成稍稍有些凹下的一道小沟，传动带便可照常使用。

为了增大传动带与转动轮之间的摩擦力，中国人又对传动带进行了改革，采用链条传动装置，好似自行车的链条一样转动轮的边缘做成链齿，传动链条与轮子上的链齿相互咬合，就不会打滑了。链条式传动装置使传送带更加稳定，产生良好的效果。

欧洲最早出现传动带的年代是公元1430年，是由传动带带动一个水平旋转的石磨作工，比中国最早的传动带晚了1500多年。欧洲的旅行家从中国带回去许多先进技术，传动带即是其中之一，它是作为纺车的一部分与纺车一起传到欧洲的。但是，在19世纪以前，传动带在欧洲很少能派上用场。直到19世纪末叶，扁平的传动带和钢丝缆索，才开始作为传动装置的重要部分逐渐得到普遍应用。

比重计

在现代物理学上，比重，是指物体的重量和其体积的比值，是为了表示不同物质性质上的差别所引入的一个物理概念。中国对比重概念的提出和应用是很早的。在《孟子》一书中就有这样的记载：“金重于羽者，岂谓一钧金与一舆羽之谓哉？”意思是讲平时所说金子比羽毛重，是指相同体积时的金子和羽毛之比，而决不是将1块金子去与1车羽毛的重量去作比较。

怎样才能方便而准确地测量出一种液体的比重呢？现代社会中，在需要测量一种液体的比重时，人们会使用一种叫做“比重计”的仪器。这是一根封闭的、附有标度的细长玻璃管，管底有一泡状部分，内装铅丸或水银。将比重计插入待测液体后就直立浮起，液体比重越大，比重计浮得越高，与液面相平处的刻度就直接表示出了液体比重的数值。而使用这种原理制作的比重计在中国古代即已有了。

在测定物质比重上，中国古代的制盐工人，创制出了世界上最早的液体比重计。宋代姚宽的《西溪丛话》中有这样一段话：“予监台州，杜渎盐场，日以莲子试卤。择莲子重者用之，卤浮三莲四莲味重，五莲尤重。莲子取其浮而直。若二莲直，或一直一横，即味差薄；若卤更薄，即莲沉于底，而煎盐不成。闽中之法，以鸡子桃仁试之，卤味重则正浮在上，咸淡相半，则二物俱沉，与此相类。”这里记载了中国古代制盐工人测定盐卤比重的两种方法：一种是用浮莲法。选重的莲子10颗，放入盐卤中，盐卤浮莲的数目越多，盐味越重。莲子直立浮者卤味为重，横着浮起则卤味较淡，莲子沉底，盐卤就煮不成盐了。另一种方法是用鸡蛋或桃仁的浮沉情况来测定盐卤的比重。当盐卤的比重大，而鸡蛋或桃仁的平均比重相比之下为小时，则鸡蛋或桃仁就浮出液面；如果盐卤淡，其比重小于鸡蛋或桃仁的平均比重时，则鸡蛋或桃仁就下沉。这两种方法与现代所用的浮子式比重计的原理是一致的。

明代陆容，在《菽园杂记》中也有这样一段记载：“(卤水)比重三分莲子试之，先将小竹筒装入莲子于卤中，若浮而横倒者，则卤极咸，乃可煎烧；若立浮于面者稍淡；若沉而不起者，俱弃不用。”这种与莲子配合使用的小竹筒，已成了一只携带方便的液体比重计，其原理与现代所用的浮笔式比重计显然相同。

常平架

现代航海、航空技术中导航和自动领航的磁罗经、电罗经均采用了常平架装置，欧洲人称这种装置为“卡尔达诺悬体”，它是现代陀螺仪的基础，在欧洲最早出现于公元9世纪。“卡尔达诺悬体”是以卡尔达诺(1501～1576)的名字命名的。但是卡尔达诺既没有发明、也没有制造过这个装置。他只是于1550年在他的一部著作中对常平架作过描述，后人因此用他的名字命名。但是这种装置在中国早在公元前2世纪就已经问世。

据《京西杂记》记载，中国西汉年间工匠丁缓曾制成久已失传的“被中香炉”。这种取暖用的香炉置于被中时，无论如何翻滚，炉内的炉火、炉灰都不会撒出，因此不会烧灼被褥。这种香炉采用几环互套，最内部是一个小香炉，炉体靠自身重量控制，不论外层各环如何转动，炉体始终保持平衡状态而不翻倒。这大约是常平架的最早记载。丁缓重新制造久已失传的“被中香炉”，说明在他之前就已有古人发明出了常平架装置。

“被中香炉”的设计构思非常巧妙，而且具有实用和艺术价值，在中国唐代曾制成“镂空银熏炉”和“镂空银熏球”等艺术珍品。唐代女皇武则天当政时，有人敬贡过她一个“木制暖炉”，有本古籍描述其炉内“铁盏盛火，辗转不翻”。可见，它的制作原理与丁缓的“被中香炉”是相同的。

中国古人利用常平架原理制造过许多其他用途的物品，如香球、灯球、银袋、滚灯、香篮等。其中值得一提的是滚灯，这是中国春节时深受儿童们喜爱的玩具灯笼。这种灯笼为球形，任凭孩子们滚、扔、踢、舞，灯笼内的火种都不会倒出或熄灭。1734年成书的《西湖志》中提到滚灯内装有“连锁支轴”，这很可能就是常平架，不过这种灯现已失传。18世纪后期，中国的航海家曾把罗盘安置在常平架内，以免除海浪颠簸对罗盘的影响。

公元9世纪，常平架装置传入欧洲。公元16世纪意大利著名画家达·芬奇也提出过类似的设计。后来，著名科学家罗伯特·胡克等人利用常平架原理制造出“万向接头”，使汽车可以自动传输能量。中国人所发明的常平架，已广泛应用于机械制造等现代科技中。

指针式标度盘

中国古代人在从司南到罗盘的研制过程中，开创了世界上第一代指针式标度盘装置。这种装置对后来科学和技术的发展有极其重要的意义。科学史专家李约瑟博士指出：中国发明的利用指针标度盘的这些装置，是“所有指针式读数装置中最古老的”，并且“是在通向实现各种标度盘和自动记录仪表的道路上迈出的第一步”。

说起指针式标度盘，现代人很可能不以为然，但是在人类发展史上，每一项发明创造从无到有，甚至是每一个小的改进，都是十分不易的一次飞跃。刚刚问世的指南针，最初并不是现在这个模样，它有个发展、变化和提高的过程。最早的指南针——司南、指南鱼和指南龟还没有使用针状的指针，而是形如汤匙、鱼状，甚至像乌龟形状的物件作为“指针”。当初人们没有想到用更细一点的针状磁针，只是随着实践经验的积累，后来才采用了指针这种巧妙的设计，把指针安放在环绕它的标度盘上，使精确度大大地提高。

在一些计算装置中，也应用了指针。在中国，在计算装置中使用指针的历史可追溯到公元570年。北周甄鸾在《数术记遗》中，介绍了一种像算盘的计算装置，它是基于指针式罗盘读数原理制成的。甄鸾称这种计算方法为“八卦算”。以乘法和除法为例，“乘时以针锋指之，除时则以针尾指之”，也就是说被乘数用针尖所指标度盘上读数来表示，而被除数以针尾所指标度盘上读数来表示。

这种类似算盘的计算装置出自堪舆家(风水先生)古老的占卜盘。它很可能是三国时期一位著名的堪舆家赵达发明的。令人惊奇的是，古老的占卜盘具有十分精巧复杂的装置结构，其中有些指针式标度盘装置竟由40多个同心圆盘组成，在每个不同的同心圆盘上都标有一套不同的数字和术语，以测量各种情况，并可按指针的指向读出相应的结果。值得深思的是，古代利用这些指针式装置的指针，都是从正南方向起始的。这无疑说明，这些指针式装置的指针与磁罗盘有着密切的联系。

因此可以说，中国古代人至少于公元6世纪就已应用指针式标度盘装置，而且很可能早在公元3世纪就已开始。

工艺百科全书

明末清初著名科学家宋应星著的《天工开物》，是世界上成书最早、影响最大的工艺百科全书。这本书分为3卷，18个项目，对300多年前中国劳动人民的生产实践经验作了科学的概括和比较全面的总结。书中详细说明了每一种手工业的全部生产过程和工序，图文并茂，在世界科学技术史上占有重要的地位。公元1637年刊行后，引起国内外科学界的高度重视。公元1869年被译成法文，书名叫《中华帝国古今工业》，后来又被译成日、英等国文字，在国外广泛流传。

针线

山顶洞人使用的骨针和鹿韧线，发掘于北京周口店中国猿人遗迹的山顶洞里。骨针长82毫米，略弯，比火柴棍稍粗，表面光滑，尖端锋利，后端有针孔。线是从一种鹿身上取出的韧带制成，长半米多，细自如生丝。属旧石器时代，距今已约5万年，是世界最早的针线。

避雷针

中国三国和南北朝时期出现在建筑物上的“避雷室”，是世界上最早的避雷装置。现代避雷针是由美国科学家富兰克林发明的。

马蹄铁

中国人早在2000多年以前，就发明了铁制马脚掌，即马蹄铁，在对马削蹄、修蹄后，用它钉掌，以增强马的奔跑能力、远行能力、负载能力。中国是世界最早发明马蹄铁的国家。

卷线钓鱼器

公元前320年，《墨子》记载道：当时，有一种能向敌人发射标枪的炮，但苦于标枪是很贵重的“炮弹”，数量有限，于是他们想了一个办法：在标枪上拴上绳子，把绳子的另一头连在卷线器上，这样，标枪打出去后，再卷线收回来，使标枪能循环使用，从而提高了利用率。后来，人们根据这个原理，制成了卷线钓鱼器。那时，人们把卷线钓鱼器叫做“钓车”。公元1195年，在画家马远的《寒江独钓图》中，绘出了钓鱼竿上的卷线轮。直到公元1651年，西方才开始在鱼竿上使用卷线轮，比中国晚了1000多年。

罗盘

近年研究发现，中国的罗盘发明于唐朝中期。这一新提法把国内外学者一直公认的罗盘发明于宋的说法提前了300多年。研究发现，唐朝中期的墓志铭和买地券上已出现由罗盘测定坟墓方向的记载。唐末介绍“风水”的书籍《杨曾两家青囊》中也已出现“经盘”两字。1873年，英国物理学家开尔文发明现在的磁性罗盘，其中有修正误差的装置。1905年，出现液体罗盘，而将以前的罗盘称作干式罗盘。1906年，德国的安许茨一肯普夫发明旋转罗盘，并于1910年实用化。美国的斯佩利也在同一时期用另外的方式制成旋转罗盘并获得专利。

提花织机中国宋代(960～1279)绘的《耕织图》中，有一部大型提花机，这是世界已发现的最早的完整提花机。1804年，法国人雅卡尔(1752～1834)在里昂发明用于织缎纹织物的织机和其他能编织与制造鱼网的装置。

玉雕

江苏古玉雕，发现于江苏吴县草鞋山和吴江县梅堰古文化遗址中，是原始社会末期原始人用来装饰的玉璞，距今已约五六千年，是世界最早的玉雕。

金冠

中国第一顶，也是世界上惟一的一顶金冠，是1957年在北京市郊区昌平县境内挖掘明代定陵时发现的“金冠”。“金冠”原名“翼善冠”，系用极细的金丝编织成的。上面镶嵌两条金龙戏珠，姿态生动，制造精致。在中国出土文物中是第一次发现。这件“金冠”是明代第13个皇帝朱翊钧的“王冠”。

凤冠

中国第一次发现的凤冠是1957年在北京市郊区挖掘明十三陵中的定陵时发现的朱翊钧皇后的凤冠。凤冠是皇后大典时戴的帽子。共出土4顶，已经修整复原，陈列在定陵博物馆内。如孝端后王氏的一顶，上有3龙2风，龙是金制的，龙口衔珠宝，左右2龙各衔长串珠结，风口衔珠滴，凤上满饰朵朵翠云(都是在硬纸上点翠)，并且还装饰了以宝石为中心的珠花。6扇博鬓在后面，舟酉3扇，左右分开。冠的里面是漆竹丝做的圆椎，边缘上镶了金制口圈。其他凤冠的做法也大致相同，只是龙风的数目有增减，有9龙12风的，有6龙3凤的。每顶凤冠上镶有珍珠5000多颗，宝石100多块。其中有一块宝石价值白银500两～600两，折合当时大米约7万千克。据说当时有些宝石是从锡兰(现在的斯里兰卡)、印度买来的。凤冠的制作工艺在现今世界也是第一流水平。

金缕玉衣

1968年，在河北省满城县西汉中山靖王刘胜墓中挖掘出两套金缕玉衣。每套有2000多片四角穿孔的玉片，用金丝编缀而成。男式玉衣共用金丝1100克，女式玉衣用金丝约700克。金丝含金量96％，一般长4厘米～5厘米。有一种直径在035毫米～05毫米之间，另一种是合股金丝，用12根直径008毫米～013毫米的细金丝拧成，既柔软又结实，足见当时拉制金丝的技术是相当高的。这是世界上现能见到的仅有的金缕玉衣。

织机专著

宋末元初，木匠出身的薛景石著的《梓人遗制》一书，是世界上第一部织机专著。这本书中第一次详细介绍了立机子、华机子、罗机子和卧机子等织机的具体型制，并且标明了装配尺寸，阐明了结构间的相互关系和作用原理。此书图文并茂，一目了然，使制造织机的木工，“所得可十之九矣”。这部书是纺织科学技术史上的重要著作，是研究织机发展的珍贵资料。漆工专著中国明代剔红艺人黄成著的《髹饰录》一书，是世界上现存最早最完整的具有总结性的漆工专著。此书分乾、坤二集：乾集讲漆器制造的原料、工具、方法，列举了各种漆器可能产生的毛病和原因，坤集叙述漆器分类和各种漆器的几十种装饰手法。公元1625年，嘉兴漆工杨明为此书作了注。