中国古代拥有众多闻名世界的发明。以下是10项可能会让你感到惊讶的中国古代发明。
：CAD复原的指南车模型，约公元前2600年 / 右：文云晨的“飞蛇”
中国古代文明丰富多样，但其传播程度可能不如希腊或罗马文明那样广为人知。在肥沃的黄河和长江流域蓬勃发展的中国科学技术，早在远古时代就开始出现了。以下是改变了我们所熟知的历史进程的10大中国古代发明。
10. 地动仪：中国古代的发明
候风地动仪，中国地动仪的复制品
通常人们不认为中国是地震多发国家，但实际上中国是一个强震区。数世纪的历史地震记录告诉我们，中国的地震问题过去是，现在依然是非常严重的。当地震发生时，高山崩塌，大片土地扭曲变形。中国古代著名的伟大历史学家司马迁（公元前91年）在他的《史记》中提到，公元前780年的一次强震改变了三条河流的流向。10世纪的文献《太平御览》记载了历史上600多次地震。
灾难对帝国政府来说是一件严肃的事情。从道德角度来看，派遣资源拯救臣民是首要任务，而且如果没有及时提供足够的援助，大量人口很可能会遭受饥饿和疾病的折磨。随之而来的混乱可能导致政权丧失以及民众起义和叛乱。
张衡和他的地动仪
因此，了解某个地区发生了灾难是至关重要的。当消息传到皇宫时，政府可能已经没有足够的时间来组织援助和召集士兵了。结果，科学家、数学家和发明家张衡（公元78-139年）发明了一种用于测量地震的中国发明，今天被称为地动仪。
地动仪是一个带有盖子的大型“精铜”容器。容器周围等距分布着8个龙头，嘴里含着铜球。容器底座周围摆放着8只相应的铜蟾蜍，嘴巴大张。如果球被推动或“震动”，它就会落入相应的蟾蜍口中。
虽然它有时被称为“预警系统”，但它只能预警地震发生在特定的方向。这个被称为“候风地动仪”的仪器，大致可以翻译为“测量候风与地动的仪器”。张衡认为地震是由空气或风的运动引起的。
9. 水车：中国古代的动力来源
《天工开物》中的水车插图
在蒸汽机、内燃机或电池出现之前，机器依靠人力、畜力、风力和水力运转。在中国古代的河流文化中，人们努力利用周围的自然力量。水车（水平式和垂直式）是一项重要的中国发明，也是古代世界技术和工业能力的一大进步。它展示了对生产资料的机械理解，以及对水流物理特性和机器运行所需力量的理解。
水车（一种利用水流的装置）的发展是汉代经济发展的重要因素。驱动铁匠、磨坊主和农民的工具是一场技术革命。水车取代了手动踩踏来驱动链式泵。农业、灌溉或铁匠业中使用的许多设备都受益于这种水力能源，将水提升到灌溉渠或城市供水系统中。
剑桥《中国插图史》（1999年）中的宋代水车
汉代工程师杜诗首次设计了水车来控制铁匠铺的鼓风装置，因为他改进了脚踏杠杆锤，利用支点和水平杆进行水力破碎和抛光。卧式水车通常与通过齿轮和水平杆旋转的链式泵配合使用，但也有立式水车，用于驱动脱粒机或矿石破碎机。
8. 至今仍可阅读的古代文字
中国文字博物馆中的商代甲骨文字
与希腊语等较简单的表音字母文字相比，汉字是一种表意文字。汉字的特点是学习过程漫长，但掌握后可以克服基本的语言和方言障碍。作为一种高度成熟的书写形式，它形成了一种书面通用语，使得不同地区和社会之间虽然口语和发音可能无法互通，但有文化的人可以阅读并理解古典汉语中的相同含义。
汉字的发明传统上归功于黄帝的神话大臣仓颉，他模仿鸟的足迹创造了汉字。据说仓颉有四只眼睛，这使他比其他人看得更多、知道得更多。
山东大汶口文化的11个符号
最早的完整汉字文本最初出现在骨头和青铜器等硬质材料上。然而，可以推测，汉字的古老形式最初可能是用于木简或其他易腐烂的材料上。在大汶口文化的陶器上发现了这些汉字的一些前身。
因此，中国文字最早的证据出现在商代武丁王（公元前1324-1266年）统治时期，尽管它们可能更早。最早的样本主要发现在殷墟（河南安阳），记录了占卜结果。由于现存的文字样本主要涉及占卜和政治意志，关于文字最初是作为政治工具还是像世界其他文化中那样作为记录工具使用，存在争议。
7. 指向南方的机械装置和齿轮
指南车复原图，周公；黄帝，中国，公元前1122-55年；公元前2698-2598年，伦敦科学博物馆集团
指南车是一种利用车轮旋转使雕像始终指向南方的机械装置。这可能是中国古代最复杂的装置之一。这是一辆大型马车，顶部安装着一尊雕像，手抬起指向南方。这项公元3世纪的天才中国发明，无论你怎么转弯，它总是指向南方。
根据传说，指南车最初是由周公建造的，作为一种将远道而来的使节送回家的工具。中原大地是一片无边无际的平原，很容易迷失方向。周公制造了这种交通工具，以便在任何天气条件下都能辨别方向。与使用磁石和磁力的指南针不同，这种机器如果能工作，无疑将是确定方位和绘制地图的重要工具。
指南车使用了类似于汽车的差速齿轮。当轮式车辆转弯时，其另一侧的车轮以不同的速度旋转。差速齿轮通过将车轮连接到车轴并将其与齿轮、轮子和飞轮的组合连接起来的机制工作。
CAD复原的指南车模型，约公元前2600年
如果你倾向于相信这个传说，那么这个复杂的机械装置可以追溯到大约公元前1030年。更可靠的证据是，三国时期曹魏（公元200-265年）著名的建筑家和工程师马钧应该享有发明和建造它的荣誉。
6. 漆器：天然塑料材料
带有几何图案的碗，公元前2世纪，纽约大都会艺术博物馆提供
漆器的使用是纯粹的中国发明。这种天然塑料是通过挤压中国中部本土且广泛分布的漆树树干中的汁液获得的。它之所以被用作漆器，是因为它具有特殊的特性，如轻便、坚固、耐酸碱、适度耐热、耐水和耐细菌。
漆器的证据可以追溯到商代，当时它被用来覆盖木制雕塑物品和保存周代墓室的墙壁。漆器也可能被用来装饰青铜容器的凹槽。20世纪70年代在中国安阳发现的商代“王后”妇好墓中，藏有丰富的漆器。然而，最早的漆器证据可以追溯到公元前17世纪，于1980年在二里头遗址被发现。它在东周时期（公元前771-256年）的产量要大得多，并在汉代达到顶峰。
中国长沙马王堆汉墓出土的漆器，公元前202年-公元9年
到公元前3世纪，真正令人惊叹的漆器工艺被用来装饰带有人物和动物图案的盒子和盘子，这些图案通常模仿青铜器的图案。在汉代，它取代了青铜器，成为放置在墓穴中的物品的一部分，马王堆轪侯的3座墓中就有400多件漆器。
漆器工业是一件受到严格监管的事情。作为一种高价值的材料，一个漆木酒杯可能需要7名工匠和5名公司官员才能制成。它被用于厨房用具、烹饪和供应热食，被认为是比青铜更有价值的材料。它还被用于家具、屏风、垫子、盒子，作为帽子和鞋子穿戴，并装饰武器。这种非常易延展的材料可以呈现任何形状，通过这种媒介开辟了艺术自我表达的自由。
5. 分范铸造的青铜器
中国风格的青铜铸件制作，公元前1400-1300年，出自《中国青铜时代的分范铸造、失蜡铸造和复合技术》一书
分范铸造是一种非常有中国特色的青铜生产技术。最早的铜和青铜制品出现得相对较晚，大约在公元前3000年。含锡或铅的青铜合金的出现与商代的兴起相吻合。大约在公元前1500年，中国中部的二里头遗址开始生产装饰华丽的礼器铸造青铜器。青铜器大量生产，采用分范铸造工艺制成。
这是一项不寻常的中国发明，分范铸造技术包括在熔化的青铜倒入粘土模具之前，在粘土模具上雕刻出表面装饰。在商代的许多地方都发现了重要的青铜铸造业。中国金属大师开发了非常成功的技术能力，制造具有可互换部件的非常复杂的形状。这种方法允许他们大量生产复杂的青铜产品，因为用于制造青铜的铜、锡和铅合金无法锻造成片。
商代时期的鼎式容器，约公元前1600-1046年，纽约大都会艺术博物馆
相比于失蜡法等其他铸造方法，偏爱分范铸造方法的原因可能与中国古代青铜合金的塑性差有关。然而，这种偏爱可能并非偶然，因为不同比例的砷或锡可以提供不同颜色的青铜。
4. 用于战争和科学的风筝
文云晨的“飞蛇”
风筝作为今天流行的运动和消遣方式，其中国发明已有数千年的历史。乍一看，风筝似乎并不是什么令人印象深刻的发明，但它们结合了许多工业领域以及对升力和阻力的理解。
早在公元前5世纪，半传奇人物鲁班就制作了类似鸟的风筝，可以飞行几天并翻筋斗。据说墨家哲学的创始人墨子（约公元前4世纪）花了3年时间制作了一只风筝。墨家是儒家的重要对手，除其他外，他们是物理学和数学专家，因此对攻城武器感兴趣。
丝绸的高抗拉强度以及竹子的强度和轻便性，可能是纸张发明之前用于制作风筝的材料。故事中提到风筝被用于通信、测量和测风。汉代将军韩信使用风筝来测量他的士兵从营地挖掘地道到达城市宫殿所需的距离。除了战争，系在钩子上的风筝还被用于捕鱼和娱乐。
3. 弩：古代中国军队的标准武器发明
南京博物馆中带有金银镶嵌的青铜弩机，中国在线博物馆
在中国第一位皇帝陵墓的兵马俑武器中发现的弩，是数百年来军事行动中使用最普遍的中国发明之一。
最早的描述出现在公元前4世纪左右的墨家论文和孙子的《孙子兵法》中。然而，公元前650年的铸造青铜弩机已在华北和华中的许多地方被发现。后来的文献如《淮南子》中也有提及，告诉读者弩手在柔软的沼泽中效率低下。
弩是一种相对较小但复杂的投射武器，是汉代的首选武器。它成为了汉军的标准武器；他们大规模生产，估计有数十万把弩。发射带有青铜箭头的箭，它们是近距离极具威力的武器。然而，由于它们重新装弹缓慢，它们仅限于静止或防御使用。
汉代弩
弩在很大程度上归功于秦帝国和汉帝国的成功，它终结了前朝古老的战车战。它给了他们相对于敌人的明显优势，因为它的生产需要特殊的知识，其在战斗中的有效使用也是如此。
2. 铸铁
中国高炉
中国人发明的铸铁技术带来了许多重要的发展。自从发现这种材料以来，铁制品既被用于武器，也被用于工具。铸铁需要比块炼铁更高的温度，但它比单独锻造每一块要省力得多。铸铁最早生产于春秋时期（公元前770年-公元前473年），在中国生产了数千年。然而，由于水车的水力作用而成为可能的原始铸铁，是脆性的、不灵活的，并且难以磨锐。
铁的熔点是1535摄氏度，早期的铁匠在锻炉中无法达到这个温度。因此，铁匠最早的方法包括在较低的温度下熔炼铁矿石，但不熔化它，从而产生一块混合了其他材料的铁，被称为“海绵铁”。杂质几乎被完全剔除，但这种方法很费力，只能制造简单的结构。
然而，中国铁匠了解到，铁矿石与木炭混合可以将铁熔化成液体。铁和碳的组合熔点为1130摄氏度，但工人们使用富含磷酸盐的“黑土”，将熔点降低到950度。然后可以将液态铁轻松倒入模具中，以获得坚硬但易碎的铁。这项技术在公元前300年左右得到广泛普及，到了汉代，他们学会了生产钢。
更便宜的铸铁铸造方法不断被使用，特别是对于不需要锋利或抗冲击的工具。更费力和昂贵的熟铁或钢工艺通常用于制造武器。
1. 编钟或定音钟：中国的音乐发明
南京博物馆，编钟组，公元前206年-公元9年
编钟是中国古代的一种乐器，是悬挂在木架上的青铜钟的旋律合奏。就像石磬（一种悬挂在木架上的L形扁平石头的旋律合奏）一样，编钟是中国古代最具宗教色彩的乐器之一。编钟可能起源于软玉钟，代表了音乐性、冶金学和数学的一项极其令人印象深刻的壮举。它们最早出现在公元前2100年，当时是钟（没有钟舌），在周代被组织成一套高度从153厘米到9厘米不等的编钟。由于其透镜状、清晰的口沿形状和外部36个对称的突起，每个钟可以发出两个不同的音调。
曾侯乙编钟的管弦乐队组，公元前433年，在湖北省博物馆，武汉，中国在线博物馆
在楚国曾国统治者曾侯乙（死于公元前430年左右）的墓中发现了一套完整的65个礼钟。这套编钟的音乐范围为5个八度，其中3个是完全半音阶的。这套特定的编钟今天仍然可以使用。到了公元前6世纪，它们为达到精确音符而进行的微调是一个特别关注的问题。音乐钟表明，在中国古代，人们对音乐和音调有着复杂的理解，因此，对其背后的数学原理也有着复杂的理解。
制作音乐钟是一件非常细致的事情，需要合金中精确的混合、先进的铸造方法和良好的音调。有些钟有锉削的痕迹，当铸造的钟稍微不合时宜时。音符之间的确切距离需要钟的确切尺寸，这是广泛而复杂的测量和标准系统的一部分。因此，毫不奇怪，编钟是精英阶层宝贵且极具象征意义的财产。
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