小說博覽 宋代的科學技術成就－－百項科技 文 / 可大可小
宋代的科學技術成就－－－－－－－－百項科技
作者：九三學社開封市委發佈人：楚風發佈時間：2010－2－28來源：議政網
宋朝是當時世界上經濟最繁榮、科技最發達、文化最昌盛、藝術最高深、人民生活水平最富裕的王朝之一，既是當時世界上發明創造最多的國家，也是中國為世界貢獻最大的時期，中國歷史上的重要發明一半以上都出現在宋朝。
英國學者李約瑟在其著作《中國科學技術史》導論中提到：「每當人們在中國的文獻中查找一種具體的科技史料時，往往會發現它的焦點在宋代，不管在應用科學方面或純粹科學方面都是如此。」馬克思對宋代的三大發明也給予了高度評價：「火藥、羅盤、印刷術－－這是預兆資產階級社會到來的三項偉大發明。火藥把騎士階層炸得粉碎，羅盤打開了世界市場並建立了殖民地，而印刷術卻變成了宗教的工具，並且一般地說變成科學復興的手段，變成創造精神發展的必要前提的最強大的推動力。」據不完全統計，宋代在世界上處於領先的科學技術達百項以上（詳見附錄），內容涉及活字印刷、火藥、指南針、天文學、數學、醫藥、生物學、建築技術等領域，這些科學技術廣泛應用於文化傳播、軍事戰爭、農業和手工業等生產領域和生活領域，為宋代的經濟繁榮和社會進步提供了可靠的保障。
宋代的許多科技成果涉及農業領域，提高了勞動生產率，創造了大量的社會財富，並為社會提供了大量的剩餘勞動力，從而導致許多剩餘勞動力投身於手工業、商業和社會服務業各個領域，使得宋代社會手工業、商業異常活躍，呈現出異於傳統農業社會的社會風貌。有人估算，北宋時期的gdp產值佔據當時世界的50%，真可謂富甲天下。
飲譽世界的四大發明中的三項始於宋朝，其中，活字印刷術是宋代發明，雕版印刷術在宋代始大量應用，國子監、全國四大刻書中心及各地書鋪書坊異常活躍，宋代雕版印刷書籍在社會上普遍流通，為文化的傳播和繁榮奠定了良好的基礎。火藥和火器在宋代開始大規模使用，促進了宋代兵器製作業獲得突飛猛進的發展，各種火器應運而生，促進了當時的攻城、守城戰役的不斷變化。指南針在宋代開始大量裝備遠洋船舶。宋朝擁有人類歷史上最龐大的帆船艦隊和商船隊，頻繁遠航至阿拉伯、東非、印度、東南亞和東亞的日本與朝鮮。南北統一和經濟中心的南移促進了南北方物質、文化的交流，把造船數量、質量及各種技術的應用都推向了世界頂峰。
宋代商品經濟的發展也對推進城市的發展產生了積極的作用。與唐朝相比，宋朝十萬戶以上的城市由唐代的十餘個增加到40個，汴京和臨安繼長安、洛陽和南京之後成為世界上第4個和第5個人口超百萬的城市。與漢唐都城相比，宋代都城面積狹小，但城市的商業化和繁榮程度遠遠超出唐朝。另外，當時的城市規劃、水陸交通、文化娛樂體育活動、醫療衛生及社會保障體制也相對完善。宋代的科技成果滲透於人們的日常生活之中，宋朝人的生活水準相當高，司馬光曾經上書指出：由於商品經濟的發達，原有的尊卑等級觀念遭到了嚴重的破壞，「世風日下，販夫走卒接著絲襪」，市民們的生活方式也發生著巨大改變，如，「汴都數百萬戶，盡仰石炭，無一家燃薪者」。宋朝商人使用了世界上首次出現的紙幣，類似於現代的銀行，信用業也相當發達。
宋代百項科技成果
1、指南針：指南針的製造技術在《夢溪筆談》中最早提出。有了指南針，遠洋航行才成了可能。
2、活字印刷術：畢升發明活字印刷術，他是世界上第一個發明人，比德國j.谷登堡活字印書早約400年。是文明發展的必要前提。
3、大炮：使人類戰爭史進入到熱兵器時代，炮身鐵鑄造，射生鐵鑄造的球型爆炸炮彈。1126年，金人圍攻汴京，李綱在守城時曾用霹靂炮擊退金兵，「夜發霹靂炮以擊賊，軍皆驚呼」。
4、鑽探深井技術：卓筒井是直立粗大的竹筒以吸鹵的鹽井，「鑿地植竹，為之卓筒井發明於北宋慶歷年間（公元1041年－1048年），比西方早800多年。其口徑僅有竹筒大小，然而能打井深達數十丈，被稱為「中國古代第五大發明」、「世界石油鑽井之父」。科技界對卓筒井有一個很形象的比喻：「沒有卓筒井，就沒有海灣戰爭」。
5、紙幣：交子是世界最早使用的紙幣，發行於北宋1023年的成都。歐洲使用的紙幣是1661年由瑞典銀行發行的，不過那時發行紙幣只是權宜之計，並不是作為真正的貨幣。
6、水密艙壁：宋代的戰船已普遍採用水密艙壁技術，提高了不沉性。可以保護船隻，免得進水而沉沒，至今仍是船舶設計中重要的結構形式。南海一號的發現，證明了中國是最早發明這項技術的國家。
7、復閘形式的運河船閘：984年，淮南轉運使喬維岳負責治理淮河，創建的二斗門，是復閘形式的運河船閘，從而提高了河運能力。後影響世界。
8、算盤：張擇端在《清明上河圖》中畫有一算盤，可見，早在北宋我國就已普遍使用算盤這一計算工具了。珠算的正式出現並推廣應用是在宋元時期。
9、火槍：最早發源、改進於中國，傳承於阿拉伯世界，發揚光大於歐洲。世界上已知最早的火槍是宋朝的竹製槍管的突火槍，在明朝焦玉所著的《火龍經》中就有記載。13世紀元朝出現了鐵製槍管與最早的手槍（手銃、手炮）。）
10、太極圖：古《太極圖》繪在3000多年前的夏商之際或更早的陶器上。圓圈內畫有s型曲線，黑白陰陽點是以後添上的。如今的《太極圖》，一般認為是北宋周敦頤所制。
11、商標：據載北宋濟南有家劉氏鋼針店舖，該店舖產的鋼針質優價廉，在當地頗負盛名，店主為了使生意能夠持續紅火，別出心裁地制了一種「白兔兒」銅板，銅板上有畫也有字，銅板呈方形，中間繪有白兔搗藥圖。畫兩側書有店名「濟南劉家針鋪」以及宣傳語「認門前白兔兒為記」這是中國歷史上最早的專用商標。宋朝人在各個行業都有名牌商標，如制墨業有名震一時的「潘谷墨」。
12、廣告：在宋朝的商業運作中還出現了銅板印刷的廣告，比西方的廣告要早三百多年。
13、足球：蹴就是「踢」，鞠是「球」。蹴鞠就是用腳踢球，被認為是現在足球的雛形，國際足球協會（fifa）在2004年初公開確認足球起源於中國。
14、煙花：主要用於軍事、盛大典禮或表演，而現代全球能在同天同活動裡施放煙花的活動大致則為跨年（除夕夜）活動。
15、象棋：宋代開始定型，除了因火藥的發明增加了「炮」之外，還增加了「士」、「像」。宋代的《事林廣記》裡記載著中國目前所能看到的最早的象棋譜，比西方的國際象棋譜早200多年。
武器、火藥武器的發明改造：
16、雙節棍（宋太祖趙匡胤創始的，原稱大盤龍棍（近代北方又稱大掃子）和小盤龍棍（小掃子）。但當時的大盤龍棍一端較短，一端較長，專用來掃擊敵軍馬腳，破甲兵或硬兵器類，使之喪失戰鬥力。後來這種兵器由南傳至菲律賓，由東傳至日本。由於歷史的變遷，雙節棍被改為現在的樣子）
17、救生圈（宋代韓忠武曾派部將王權到金山去，同時命令他不要用船渡江。於是王權就給每一個士兵發一個「浮環」，讓他們渡過江去，終於完成了這一任務。當時王權所用的這種「浮環」，就是現代救生圈的前身。）
18、地雷（地雷被應用在1277年宋人與蒙古人的戰爭中，宋軍使用埋設於地面的「火藥炮」（即鐵殼地雷），後來在元朝進一步發展。）
19、手榴彈（最早發明於中國，公元1000年，宋朝出現了稱為「火球」或「火炮」的火器，其原理與現代手榴彈相同，1044年出版的兵書《武經總要》中，已載有霹靂火球、蔟藜火球、毒藥火球、煙球、引火球等多種可手投彈藥，這可以看作是最早的手榴彈雛形。13世紀，中**隊中已出現了鐵殼制爆炸武器「震天雷」，這與現代手榴彈已相差無幾。）
20、毒氣彈（毒藥煙?，由於此煙?的主要作用在以毒氣熏炙敵人，故配方中除了可以達到爆炸燃燒效果的硫黃、焰硝、木炭末外，滲入了多種有毒的物質如芭豆、狼毒、砒霜等以見其效。）
21、火焰噴射器（宋人將雙活塞應用到油泵中，以連續噴射火焰。武經總要有記載火焰噴射器的構造圖）
22、炸彈（公元1000年，一個名叫唐福的人發明了火蒺藜，在黑火[河蟹]藥方子裡加入砒霜、瀝青、鐵蒺藜等製成原始的炸彈。）
23、火箭：開寶三年（970年），兵部令史馮繼升獻火箭法，五年後，火箭就用於與南唐的戰爭。
24、三弓床弩：又稱「八弩」，需百餘人絞軸張弦，箭矢「木干鐵翎」世稱「一槍三劍箭」，大概狀如標槍，三片鐵翎就像三把劍一樣。床弩也可發射「踏橛箭」，成排成行地釘在城牆上。攻城兵士藉以攀緣而上。魏丕曾對床弩作了改進，射程又大為提高。《宋史?魏丕傳》記：「舊床子弩射止七百步，令丕增造至千步。」宋代一步合1.536米，千步有1536米，這是古代射遠武器所達到的射程最高記錄之一。）
手工業生產技術：
25、套版彩色印刷術：套版彩色印刷術是世界上最早的彩色印刷術，它是在雕版印刷術的基礎上發展起來的一種複雜、高精度的印刷技術。根據歷史記載，北宋時期已出現了銅版印刷的青、藍、紅三色。
26、報時機器人：銅壺漏刻令人最神奇的是有一個會報時的機器人（鐃神），它每隔一刻鐘會自動擊鐃8下報時。雖然銅漏刻在中國已有數千年的發明與應用歷史，形狀大小不一，計時方法和原理卻相同。
27、水晶透鏡：蘇洵的同鄉和朋友史沆在擔任執法官處理案卷的時候就曾使用水晶放大鏡。）
28、銀鹽變黑顯影技術：定影原理的發現，最早就見於蘇軾的《物類相感志》：「鹽鹵窗紙上，烘之字顯。」
29、旋作（「旋作」中裝備的簡易車床，專事金屬切削和加工。北宋初年機床使用已經比較普遍機床的使用，是機械加工史上具有里程碑性質的重大進步。）
30、鏈式傳動裝置（中國人於976年發明了鏈式傳動裝置??鏈式傳動帶；歐洲人到1770年才開始使用鏈式傳動帶，比中國晚了800年左右。）
31、煉焦（南宋時期，中國發明了煉焦和用焦炭冶煉金屬，這樣冶煉成的金屬純度大大提高。歐洲人直到18世紀初才知道煉焦並把焦炭用於冶金，比中國晚了400多年。）
32、膽土煎銅法（此法僅見於信州鉛山場。據《宋會要輯稿?食貨》卷33刪載：鉛山場「古坑……無水處為膽土。膽土煎銅，工多利少，其土無窮」。這是指先採取膽土，再引水淋土，從而獲得膽水。由於淋出的膽水濃度很低，必須烹煎濃縮後才能用來浸銅。）
33、凸輪（中國人於公元983年發明凸輪，並應用於借水力提升的重型鏈。同一時間，在西方意大利塔斯坎民的一座漿洗作坊中應用了凸輪。）
34、軸架整經法（較之唐代耙式整經法效率更高，並導致織物結構從平紋向斜紋、從經顯花向緯顯花的過渡。）
35、拉桿活塞式風箱：據李約瑟博士考證，成書於1280年的一本題為《演禽斗數三世相書》卷二中有拉桿活塞式風箱的最早的圖畫。這種風箱輕便省力而且功效高，很快得到普及和發展。活塞式風箱正逆行程都作有用功，每行程中一端排氣鼓風，一端同時吸取等量空氣，因而能提供連續風流，提高鼓風效率，是鼓風技術上的重大進步。
36、大紡車：結構由加捻捲繞、傳動和原動3部分組成，原動機構是一個和手搖紡車繩輪相似的大圓輪，輪軸裝有曲柄，需專人用雙手來搖動。
37、水轉大紡車：南宋後期出現以水為動力驅動的水轉大紡車，元代盛行於中原地區，主要用於加工麻紗和蠶絲，是當時世界上先進的紡織機械。一晝夜可紡紗100多斤，比西方水力紡織機械約早400多年。
38、繅車：11世紀的中國人已經開始使用皮帶驅動的紡織機。秦觀的著作《蠶書》中詳細記載了繅車的結構、幾個關鍵部件及用法，通過腳踏板產生動力，絲被纏繞在線軸上。該書是有關繅車的最早記載。
39、高爐煉鐵：是現鋼熔爐的前身，通過鼓冷風反覆鍛造，來達到脫碳的目的。）
數學成就：
40、數學九章：秦九韶著《數學九章》，提出「大衍求一術」，創「聯立一次同余式」解法，比歐洲數學家尤拉和高斯的相關研究要早500年
41、隙積術：隙積術是求解垛積問題的方法，解決的是高階等差級數的求和問題。
42、開方作法本源圖：是一個三角形數表，實際上就是指數為正整數的二項式定理的係數表，比西方阿爾?卡西的同類成果約早四百年，數學史上稱為賈憲三角（因出現在楊輝書中，也稱楊輝三角）。賈憲根據開方作法本源圖，創建了增乘開放法，提供了求解任何告辭彌合高次方程正實根近似值的方法。）
43、增乘開方法：賈憲的「增乘開方法」的提出比意大利的魯尼和英國的霍納要早800年。
44、九歸捷法：珠算乘除的各種運算法。
45、天元術：李冶著《測圓海鏡》和《益古演段》，是率先系統論述「天元術」即一元高次方程）的著作，同樣領先歐洲數百年。
46、垛積術：楊輝在沈括「隙積術」的基礎上提出了「垛積術」，推動了高階等差級數的研究。
47、組合數學中高階縱橫圖的構成規律（楊輝）
48、籌算算法歌訣：有助於捷算法的應用與推廣。
天文曆法：
49、蓮花漏：燕肅在1030年發明的蓮花漏，首次使用了漫流系統，前所未有的提高了漏壺的計時精度。
50、水運儀象台：蘇頌在1092年研製成功的水運儀象台，實現了渾儀、渾象與報時三位一體、協調運作的構想，既能觀察天象、演示天象，又能計時、報時，已具有近世天文台開啟式圓頂、望遠鏡轉儀鍾與機械鐘的科學結構原理。堪稱世界上最早的「天文鐘」。
51、新儀象法要：星圖繪製上，蘇頌有傑出的貢獻。他的天文學名著《新儀象法要》附有五篇星圖，首次採用了較科學的全天星空表示法。
52、靈台秘苑：1049－1054年，天文學家周琮主持了重測二十八星宿與周天恆星的工作，這次實驗的結果，編製了三百四十五個星官距星的入宿度與去極度，這一星表收入《靈台秘苑》，所收星數超過了前代。
53、恆星圖：1078－1085年的恆星測量精度更高，其星圖以刻石形式保存下來，此即現存蘇州博物館的石刻《天文圖》，上半部為星圖，下半部為碑文，是研究宋代全天星空的珍貴文物。
54、統天歷：寧宗時，楊忠輔主持修成的《統天歷》所測定的回歸年長度為365.2425日，與現行公歷所用之完全一致，但比西方格列高利早了將近400年。）
55、十二氣歷：沈括重修了曆法，提出了比較科學的新曆法，即以《十二氣歷》代替農曆，這比英國天文學家肖納伯制定的與《十二氣歷》類似的曆法要早900多年。
56、麥卡托投影：是一種等角的圓柱形地圖投影法。940年，中國人發明了麥卡托投影,1568年英國才有人用麥卡托投影，比中國晚了600年左右。
57、賈憲三角形：又稱楊輝三角形，帕斯卡三角形，是二項式係數在三角形中的一種幾何排列。
58、二十四節氣定年法：此種農時以正四序調勻的二十四節氣新曆法，對於農事耕作方面又極為有利。
59、地磁偏角（沈括通過精確測量子午圈，發現了地磁偏角的存在，比歐洲早了四百年。）
60、生物固基技術（利用海洋生物獨有的生態特徵，建造了許多跨江、跨海的大橋。在福建省泉州市的洛陽江入海口建造的跨海石樑大橋寬5米，長1000米。這座氣勢恢弘的大橋已有950年歷史，至今人們還在上面行走。）
造船：
61、車船：最大的長36丈（約110米），裝有24個轉輪和6具「拍竿」，載士卒1000餘人。
62、裝甲船：1203年，秦世輔造的載重1000斛（約60噸）的「鐵壁鏵嘴平面海鶻」戰船，艙壁裝有鐵板，是裝甲的先河，船首裝有形似鏵嘴的犀利鐵尖，用以在水戰中衝擊犁沉敵船，較沖角破壞力更大。
63、低重心流體減震裝置：船在每個艙室底部都有一個帶蓋的小孔，船舶技術專家稱之為「水眼」，航行中，雨水或濺落在船上的浪花，可以通過「水眼」流入船底一個連通的夾層艙室，夾艙中的水降低了船體重心，使船行駛更加穩定。由於夾艙中水的慣性和內摩擦，會部分抵消由於風浪產生的船體起伏晃動。
64、虹橋：是無柱木樑拱橋（即壘梁拱）達到了我國古代木橋結構的最高水平。
65、船塢：指在岸邊以人工建設，作為造船和修理船舶的地方，亦可用作船隻的停泊。船塢可以分為干船塢、灌水船塢及浮水船塢等不同類別。船塢是中國宋朝人張平發明的。
66、籐舟：深廣沿海州軍，難得鐵釘桐油，造船皆空板穿籐約束而成。於籐縫中，以海上所生茜草，干而窒之，遇水則漲，舟為之不漏矣。其舟甚大，越大海商販皆用之。
67、中國帆船：浮南海而南，舟如巨室，帆若垂天之雲，?長數丈，一舟數百人，中積一年糧，豢豕釀酒其中，置死生於度外又大食國更越西海，至木蘭皮國，則其舟又加大矣。一舟容千人，舟上有機杼市井，或不遇便風，則數年而後達，非甚巨舟，不可至也。」最大的中國船有12根桅桿，而小船則有3根。
68、模數制（木結構建築採用了「材」為標準的模數制和工料定額制，使建築設計施工達到了一定程序的規範化。）
農業生產技術、農副產品加工及其他：
69、泡菜：1178年《嶺外代答》已記有用陶壇隔水密封儲藏的技術，是為泡菜壇儲藏食品見於記載始。
70、風磨：利用風力轉動的磨。
71、暗棚濾沙技術：增加了萬傾良田。
72、糖霜譜：王灼著，世界上第一部關於制糖術的專著。
73、踏犁：一種人力犁，減少了對牲畜的依賴。
74、犁鏡：給犁裝上犁鏡，便於翻土，從而提高了農業產量。
75、馬：新工具的出現也讓農作物產量大幅成長。
76、稻麥一年二熟制：所謂「稻麥二熟」即指在同一塊田中，水稻收穫之後種麥子，麥子收穫之後種水稻。它的實現，提高了土地利用率，還增加了農民的收入，是技術和經濟的一大進步。
77、架田：1149年架田建造見於陳?《農書》記載，是為我國最早的人造耕地。使用深耕凍垡,熏土暖田的措施利用冷浸田。
78、肥料積制技術：1127年－1279年，石灰、硫黃、鐘乳粉等礦物已作肥料施用。1149年前出現漚肥、火糞、餅肥發酵等肥料積制技術。設置糞屋保存肥效。
79、培育水稻壯秧技術：1149年前南方水田耕作已採取深耕、曬垡、凍垡、田面重土等措施，促進土壤熟化。已出現培育水稻壯秧技術。且懂得掌握氣候變化規律，適時播種，防止爛秧。
80、果樹遠緣嫁接技術：1067年果樹遠緣嫁接獲得成功。
使用「竹蔑箍樹」、「食鹽塗樹」等方法采收銀杏、橄欖。茄秧嵌硫黃，蔬菜栽培開始使用微量元素。
81、桑樹嫁接技術：大約在北宋中晚期，兩浙地區發明了桑樹嫁接技術，這是桑樹栽培史上的一次革命，極大地推動了兩浙蠶桑業的發展。
82、摧花早放術：1232年－1298年出現催花早放的「唐花」術。
83、家禽人工孵化技術：1174年出現家禽人工孵化技術。鵪鶉已養為籠鳥。
84、獸醫院：1007年設監養病馬，是為中國設立獸醫院的開端。
85、馴養金魚：1214年金魚由野生轉向人工馴養。1243年利用機械裝置運輸活魚。魚苗長途運輸技術已有詳細記載。
醫學方面：
86、《太平聖惠方》：收錄中醫處方16834個，比唐代《干金方》多出1萬多個。
87、人痘接種：北宋丞相王旦的長子死於天花，王丞相不希望別人再染上這種病，就從全國各地請來名醫、術士，試圖發現某種治療和預防的方法。一位從峨眉山來的道姑獻出一張處方：將一種毒性減弱了的人痘痘苗，通過鼻腔黏膜為健康人「接種」，從而使人獲得對天花的免疫能力。
88、醫學分科（醫學部亦增分為九科：1.內科2.風科（如中風病）3.兒科4.眼科5.耳鼻喉齒科6.皮膚及骨科7.產科8.針灸9.創傷及咒禁科）
89、解剖存真圖：著名醫家及詩人楊介，總結對處死犯人的解剖經驗，描繪成圖譜《存真圖》，使到當時醫學生對解剖學的認識加深。
90、三因極病證方論：將複雜的病因歸為三類：內因、外因及不內外因。這種分類雖與漢代張仲景所述略同，但內容有所發展，即對各類病因概括得更具體，其範圍亦較全面，更符合臨床應用。三因分類的原則，一直為後世醫家遵循。
91、針灸圖：王惟一鑽研前人著作，結合自身經驗，詳定經穴位置，編成《針灸圖》，天聖五年（1027年），他奉命在此基礎上鑄造針灸用的銅人兩具，對針灸學的教學、臨床與考試都極為便利，他也將自己的著作改名為《銅人腧穴針灸圖經》。
92、《小兒藥證直訣》：被稱為「幼科之鼻祖」，對兒科醫學的形成與發展頗有影響。
93、《婦人大全良方》：南宋陳自明著，分婦科三門，產科五門論述了婦產科臨床與理論諸問題，中醫史上最系統最全面的婦科專著。
94、《聖濟總錄》：宋徽宗時期編纂，堪稱醫藥史上的一部百科全書，彙集了前代和宋世診斷、處方、用藥、針灸等方面的大量理論和實踐成果，其中刊載藥方近2萬個，為歷代之最。
95、區希范五臟圖：最早的人體局部解剖圖。
96、《洗冤錄》：南宋宋慈著，是世界上第一部系統的法醫學專著，宋慈被尊為法醫學之父。
97、金石學：近代考古學傳入中國前，以古代銅器和石刻為主要研究對象的學問。近似歐洲的銘刻學，被視為中國考古學的前身。形成於北宋，至清代正式有「金石之學」的命名。
98、太祖長拳：宋太祖長拳，古稱「宋太祖三十二勢長拳」，亦稱做「太祖拳」，為中國武術界六大名拳之一。
99、迷蹤拳：原名燕青拳。由滄縣移居到河北省靜海縣的霍姓一族，稱此拳為迷蹤藝，子孫代代相傳，後出名於霍元甲，迷蹤藝遂聲名大振。
100、快遞：一種高速為軍事目的服務的快速軍郵制－－急腳遞，就在這時應運而生。這種急腳遞，有步遞，有馬遞，有急腳遞。急腳遞最快，日行400里。遞鋪之間相距不一，有10里，有20里。）