10項讓你驚嘆的中國古代發明

中國古代擁有眾多聞名世界的發明。以下是10項可能會讓你感到驚訝的中國古代發明。

：CAD復原的指南車模型，約公元前2600年 / 右：文云晨的“飛蛇”

中國古代文明豐富多樣，但其傳播程度可能不如希臘或羅馬文明那樣廣為人知。在肥沃的黃河和長江流域蓬勃發展的中國科學技術，早在遠古時代就開始出現了。以下是改變了我們所熟知的歷史進程的10大中國古代發明。

10. 地動儀：中國古代的發明

候風地動儀，中國地動儀的復制品

通常人們不認為中國是地震多發國家，但實際上中國是一個強震區。數世紀的歷史地震記錄告訴我們，中國的地震問題過去是，現在依然是非常嚴重的。當地震發生時，高山崩塌，大片土地扭曲變形。中國古代著名的偉大歷史學家司馬遷（公元前91年）在他的《史記》中提到，公元前780年的一次強震改變了三條河流的流向。10世紀的文獻《太平御覽》記載了歷史上600多次地震。

災難對帝國政府來說是一件嚴肅的事情。從道德角度來看，派遣資源拯救臣民是首要任務，而且如果沒有及時提供足夠的援助，大量人口很可能會遭受饑餓和疾病的折磨。隨之而來的混亂可能導致政權喪失以及民眾起義和叛亂。

張衡和他的地動儀

因此，了解某個地區發生了災難是至關重要的。當消息傳到皇宮時，政府可能已經沒有足夠的時間來組織援助和召集士兵了。結果，科學家、數學家和發明家張衡（公元78-139年）發明了一種用于測量地震的中國發明，今天被稱為地動儀。

地動儀是一個帶有蓋子的大型“精銅”容器。容器周圍等距分布著8個龍頭，嘴里含著銅球。容器底座周圍擺放著8只相應的銅蟾蜍，嘴巴大張。如果球被推動或“震動”，它就會落入相應的蟾蜍口中。

雖然它有時被稱為“預警系統”，但它只能預警地震發生在特定的方向。這個被稱為“候風地動儀”的儀器，大致可以翻譯為“測量候風與地動的儀器”。張衡認為地震是由空氣或風的運動引起的。

9. 水車：中國古代的動力來源

《天工開物》中的水車插圖

在蒸汽機、內燃機或電池出現之前，機器依靠人力、畜力、風力和水力運轉。在中國古代的河流文化中，人們努力利用周圍的自然力量。水車（水平式和垂直式）是一項重要的中國發明，也是古代世界技術和工業能力的一大進步。它展示了對生產資料的機械理解，以及對水流物理特性和機器運行所需力量的理解。

水車（一種利用水流的裝置）的發展是漢代經濟發展的重要因素。驅動鐵匠、磨坊主和農民的工具是一場技術革命。水車取代了手動踩踏來驅動鏈式泵。農業、灌溉或鐵匠業中使用的許多設備都受益于這種水力能源，將水提升到灌溉渠或城市供水系統中。

劍橋《中國插圖史》（1999年）中的宋代水車

漢代工程師杜詩首次設計了水車來控制鐵匠鋪的鼓風裝置，因為他改進了腳踏杠桿錘，利用支點和水平桿進行水力破碎和拋光。臥式水車通常與通過齒輪和水平桿旋轉的鏈式泵配合使用，但也有立式水車，用于驅動脫粒機或礦石破碎機。

8. 至今仍可閱讀的古代文字

中國文字博物館中的商代甲骨文字

與希臘語等較簡單的表音字母文字相比，漢字是一種表意文字。漢字的特點是學習過程漫長，但掌握后可以克服基本的語言和方言障礙。作為一種高度成熟的書寫形式，它形成了一種書面通用語，使得不同地區和社會之間雖然口語和發音可能無法互通，但有文化的人可以閱讀并理解古典漢語中的相同含義。

漢字的發明傳統上歸功于黃帝的神話大臣倉頡，他模仿鳥的足跡創造了漢字。據說倉頡有四只眼睛，這使他比其他人看得更多、知道得更多。

山東大汶口文化的11個符號

最早的完整漢字文本最初出現在骨頭和青銅器等硬質材料上。然而，可以推測，漢字的古老形式最初可能是用于木簡或其他易腐爛的材料上。在大汶口文化的陶器上發現了這些漢字的一些前身。

因此，中國文字最早的證據出現在商代武丁王（公元前1324-1266年）統治時期，盡管它們可能更早。最早的樣本主要發現在殷墟（河南安陽），記錄了占卜結果。由于現存的文字樣本主要涉及占卜和政治意志，關于文字最初是作為政治工具還是像世界其他文化中那樣作為記錄工具使用，存在爭議。

7. 指向南方的機械裝置和齒輪

指南車復原圖，周公；黃帝，中國，公元前1122-55年；公元前2698-2598年，倫敦科學博物館集團

指南車是一種利用車輪旋轉使雕像始終指向南方的機械裝置。這可能是中國古代最復雜的裝置之一。這是一輛大型馬車，頂部安裝著一尊雕像，手抬起指向南方。這項公元3世紀的天才中國發明，無論你怎么轉彎，它總是指向南方。

根據傳說，指南車最初是由周公建造的，作為一種將遠道而來的使節送回家的工具。中原大地是一片無邊無際的平原，很容易迷失方向。周公制造了這種交通工具，以便在任何天氣條件下都能辨別方向。與使用磁石和磁力的指南針不同，這種機器如果能工作，無疑將是確定方位和繪制地圖的重要工具。

指南車使用了類似于汽車的差速齒輪。當輪式車輛轉彎時，其另一側的車輪以不同的速度旋轉。差速齒輪通過將車輪連接到車軸并將其與齒輪、輪子和飛輪的組合連接起來的機制工作。

CAD復原的指南車模型，約公元前2600年

如果你傾向于相信這個傳說，那么這個復雜的機械裝置可以追溯到大約公元前1030年。更可靠的證據是，三國時期曹魏（公元200-265年）著名的建筑家和工程師馬鈞應該享有發明和建造它的榮譽。

6. 漆器：天然塑料材料

帶有幾何圖案的碗，公元前2世紀，紐約大都會藝術博物館提供

漆器的使用是純粹的中國發明。這種天然塑料是通過擠壓中國中部本土且廣泛分布的漆樹樹干中的汁液獲得的。它之所以被用作漆器，是因為它具有特殊的特性，如輕便、堅固、耐酸堿、適度耐熱、耐水和耐細菌。

漆器的證據可以追溯到商代，當時它被用來覆蓋木制雕塑物品和保存周代墓室的墻壁。漆器也可能被用來裝飾青銅容器的凹槽。20世紀70年代在中國安陽發現的商代“王后”婦好墓中，藏有豐富的漆器。然而，最早的漆器證據可以追溯到公元前17世紀，于1980年在二里頭遺址被發現。它在東周時期（公元前771-256年）的產量要大得多，并在漢代達到頂峰。

中國長沙馬王堆漢墓出土的漆器，公元前202年-公元9年

到公元前3世紀，真正令人驚嘆的漆器工藝被用來裝飾帶有人物和動物圖案的盒子和盤子，這些圖案通常模仿青銅器的圖案。在漢代，它取代了青銅器，成為放置在墓穴中的物品的一部分，馬王堆轪侯的3座墓中就有400多件漆器。

漆器工業是一件受到嚴格監管的事情。作為一種高價值的材料，一個漆木酒杯可能需要7名工匠和5名公司官員才能制成。它被用于廚房用具、烹飪和供應熱食，被認為是比青銅更有價值的材料。它還被用于家具、屏風、墊子、盒子，作為帽子和鞋子穿戴，并裝飾武器。這種非常易延展的材料可以呈現任何形狀，通過這種媒介開辟了藝術自我表達的自由。

5. 分范鑄造的青銅器

中國風格的青銅鑄件制作，公元前1400-1300年，出自《中國青銅時代的分范鑄造、失蠟鑄造和復合技術》一書

分范鑄造是一種非常有中國特色的青銅生產技術。最早的銅和青銅制品出現得相對較晚，大約在公元前3000年。含錫或鉛的青銅合金的出現與商代的興起相吻合。大約在公元前1500年，中國中部的二里頭遺址開始生產裝飾華麗的禮器鑄造青銅器。青銅器大量生產，采用分范鑄造工藝制成。

這是一項不尋常的中國發明，分范鑄造技術包括在熔化的青銅倒入粘土模具之前，在粘土模具上雕刻出表面裝飾。在商代的許多地方都發現了重要的青銅鑄造業。中國金屬大師開發了非常成功的技術能力，制造具有可互換部件的非常復雜的形狀。這種方法允許他們大量生產復雜的青銅產品，因為用于制造青銅的銅、錫和鉛合金無法鍛造成片。

商代時期的鼎式容器，約公元前1600-1046年，紐約大都會藝術博物館

相比于失蠟法等其他鑄造方法，偏愛分范鑄造方法的原因可能與中國古代青銅合金的塑性差有關。然而，這種偏愛可能并非偶然，因為不同比例的砷或錫可以提供不同顏色的青銅。

4. 用于戰爭和科學的風箏

文云晨的“飛蛇”

風箏作為今天流行的運動和消遣方式，其中國發明已有數千年的歷史。乍一看，風箏似乎并不是什么令人印象深刻的發明，但它們結合了許多工業領域以及對升力和阻力的理解。

早在公元前5世紀，半傳奇人物魯班就制作了類似鳥的風箏，可以飛行幾天并翻筋斗。據說墨家哲學的創始人墨子（約公元前4世紀）花了3年時間制作了一只風箏。墨家是儒家的重要對手，除其他外，他們是物理學和數學專家，因此對攻城武器感興趣。

絲綢的高抗拉強度以及竹子的強度和輕便性，可能是紙張發明之前用于制作風箏的材料。故事中提到風箏被用于通信、測量和測風。漢代將軍韓信使用風箏來測量他的士兵從營地挖掘地道到達城市宮殿所需的距離。除了戰爭，系在鉤子上的風箏還被用于捕魚和娛樂。

3. 弩：古代中國軍隊的標準武器發明

南京博物館中帶有金銀鑲嵌的青銅弩機，中國在線博物館

在中國第一位皇帝陵墓的兵馬俑武器中發現的弩，是數百年來軍事行動中使用最普遍的中國發明之一。

最早的描述出現在公元前4世紀左右的墨家論文和孫子的《孫子兵法》中。然而，公元前650年的鑄造青銅弩機已在華北和華中的許多地方被發現。后來的文獻如《淮南子》中也有提及，告訴讀者弩手在柔軟的沼澤中效率低下。

弩是一種相對較小但復雜的投射武器，是漢代的首選武器。它成為了漢軍的標準武器；他們大規模生產，估計有數十萬把弩。發射帶有青銅箭頭的箭，它們是近距離極具威力的武器。然而，由于它們重新裝彈緩慢，它們僅限于靜止或防御使用。

漢代弩

弩在很大程度上歸功于秦帝國和漢帝國的成功，它終結了前朝古老的戰車戰。它給了他們相對于敵人的明顯優勢，因為它的生產需要特殊的知識，其在戰斗中的有效使用也是如此。

2. 鑄鐵

中國高爐

中國人發明的鑄鐵技術帶來了許多重要的發展。自從發現這種材料以來，鐵制品既被用于武器，也被用于工具。鑄鐵需要比塊煉鐵更高的溫度，但它比單獨鍛造每一塊要省力得多。鑄鐵最早生產于春秋時期（公元前770年-公元前473年），在中國生產了數千年。然而，由于水車的水力作用而成為可能的原始鑄鐵，是脆性的、不靈活的，并且難以磨銳。

鐵的熔點是1535攝氏度，早期的鐵匠在鍛爐中無法達到這個溫度。因此，鐵匠最早的方法包括在較低的溫度下熔煉鐵礦石，但不熔化它，從而產生一塊混合了其他材料的鐵，被稱為“海綿鐵”。雜質幾乎被完全剔除，但這種方法很費力，只能制造簡單的結構。

然而，中國鐵匠了解到，鐵礦石與木炭混合可以將鐵熔化成液體。鐵和碳的組合熔點為1130攝氏度，但工人們使用富含磷酸鹽的“黑土”，將熔點降低到950度。然后可以將液態鐵輕松倒入模具中，以獲得堅硬但易碎的鐵。這項技術在公元前300年左右得到廣泛普及，到了漢代，他們學會了生產鋼。

更便宜的鑄鐵鑄造方法不斷被使用，特別是對于不需要鋒利或抗沖擊的工具。更費力和昂貴的熟鐵或鋼工藝通常用于制造武器。

1. 編鐘或定音鐘：中國的音樂發明

南京博物館，編鐘組，公元前206年-公元9年

編鐘是中國古代的一種樂器，是懸掛在木架上的青銅鐘的旋律合奏。就像石磬（一種懸掛在木架上的L形扁平石頭的旋律合奏）一樣，編鐘是中國古代最具宗教色彩的樂器之一。編鐘可能起源于軟玉鐘，代表了音樂性、冶金學和數學的一項極其令人印象深刻的壯舉。它們最早出現在公元前2100年，當時是鐘（沒有鐘舌），在周代被組織成一套高度從153厘米到9厘米不等的編鐘。由于其透鏡狀、清晰的口沿形狀和外部36個對稱的突起，每個鐘可以發出兩個不同的音調。

曾侯乙編鐘的管弦樂隊組，公元前433年，在湖北省博物館，武漢，中國在線博物館

在楚國曾國統治者曾侯乙（死于公元前430年左右）的墓中發現了一套完整的65個禮鐘。這套編鐘的音樂范圍為5個八度，其中3個是完全半音階的。這套特定的編鐘今天仍然可以使用。到了公元前6世紀，它們為達到精確音符而進行的微調是一個特別關注的問題。音樂鐘表明，在中國古代，人們對音樂和音調有著復雜的理解，因此，對其背后的數學原理也有著復雜的理解。

制作音樂鐘是一件非常細致的事情，需要合金中精確的混合、先進的鑄造方法和良好的音調。有些鐘有銼削的痕跡，當鑄造的鐘稍微不合時宜時。音符之間的確切距離需要鐘的確切尺寸，這是廣泛而復雜的測量和標準系統的一部分。因此，毫不奇怪，編鐘是精英階層寶貴且極具象征意義的財產。