摘要：但愿该篇《中国古代科学家的故事5篇》对各位同学的作文写作有参考借鉴作用。如果你想查看更多作文范例，请点击这里！
篇一：中国古代科学家的故事_2400字
中国古代科学家的故事
李时珍——中国古代卓越的药物学家。
（公元1518年）生于湖北一个世医家庭。少年时代，常跟父亲和哥哥采集草药，或帮父亲抄写药方，听父亲讲解药物学知识。当时科举盛行，他14岁中了秀才。但他热爱医药事业，对八股文不感兴趣。因此，考举人三次落榜后，放弃了科举入仕的道路，一心做医生。
在行医当中，他发现当时的本草书收药不全，名称混乱，多有谬误。于是，下决心编写一部新的本草书。他详细研究了古代有关的本草学、医学等各类书籍，长期深入民间向广大劳动群众学习，到深山老林采集药材，开辟药园栽培药物，通过27年的埋头苦干，终于在61岁时写成举世闻名的《本草纲目》。该书不仅对我国古代本草学作了一次历史性总结，也将以前的化学知识予以系统化，并使之达到一个新的认识水平。该书载药1 892种，其中无机物达266种，而且药物的分类更详细，对一些较为混乱的物质命名加以更正。
葛洪--中国古代的炼丹家
中国是炼丹术出现最早的国家。虽然炼丹家以追求炼制长生不老之仙丹为目的，但采用的方法和使用的原料使他们成为最先开始进行化学实验和化学研究的人。在我国历史上研究炼丹术的人中，最著名的要算晋朝的葛洪（约281～361）。
葛洪自号抱朴子，出生于一个没落的官僚贵族家庭。13岁时，父亲去世，家境每况愈下。但是，他发奋读书，无钱买纸笔，就用木炭练字。他博览群书，对经书、史书、医书、百家之言等都认真学习研究，因此成为一个学识渊博的人。他一生对炼丹感兴趣。虽做过“关内侯”的官，但最终还是辞官不做，专事炼丹、制药，兼做医生。他长期远离尘世，从事炼丹研究，了解了许多化合物如铜青（硫酸铜）、矾石（明矾）、密陀僧（氧化铅）的性质，并进行包括炼丹、炼汞等在内的许多化学转变。除炼丹外，他还把炼丹中观察到的化学变化详细予以记载。他一生著作颇多，有《抱朴子》内外篇共一百六十篇，还有《金匮药方》一百卷，《时后要急方》四卷。其中《抱朴子·内篇》是他的主要炼丹著作。
张衡
张衡(公元78—139年)，字平子，南阳西鄂人(今河南省南阳市石桥镇夏村)，曾任尚书和河间相等职。
是我国东汉时期伟大的科学家、文学家、发明家和政治家，在世界科学文化史上树起了一座巍巍丰碑。
在地震学方面，他发明创造了“地动仪”(公元132年)，是世界上第一架测定地震及方位的仪器，比欧洲早1700多年。在天文学方面，他发明创造了“浑天仪”(公元117年)，是世界上第一台用水力推动的大型观察星象的天文仪器，著有《浑天仪图注》和《灵宪》等书，画出了完备的星象图，提出了“月光生于日之所照”的科学论断。在文学方面，他是我国文学史上一颗光辉灿烂的明星。
数学家祖冲之
祖冲之（公元429-500年）是我国南北朝时期，河北省涞源县人．他从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍，勤奋好学，刻苦实践，终于使他成为我国古代杰出的数学家、天文学家．
祖冲之在数学上的杰出成就，是关于圆周率的计算．祖冲之在前人成就的基础上，经过刻苦钻研，反复演算，求出π在3.1415926与3.1415927之间．并得出了π分数形式的近似值，取为约率 ，取为密率，其中取六位小数是3.141929，它是分子分母在1000以内最接近π值的分数．比外国科学家得出的结论早了一千多年。
祖冲之博览当时的名家经典，坚持实事求是，他从亲自测量计算的大量资料中对比分析，发现过去历法的严重误差，并勇于改进，在他三十三岁时编制成功了《大明历》，开辟了历法史的新纪元．
鲁班
鲁班，山东人，现在被人们尊称为建筑业的鼻祖， 这远远不够，鲁班不光在建筑业，而在航天业，他发明的飞鸢是人类征服太空的第一人；在军事科学，鲁班发明的云梯（重武器）、钩钜（人们现在还在使用）及其它攻城的武器，是一位伟大的军事科学家；在机械方面，鲁班很早就被称为机械圣人；此外，还有很多民用、工艺等方面的成就。鲁班对人类的贡献可以说是前无古人，后无来者，是中国当之无愧的科技发明之父。
黄道婆
元代棉纺织革新家。又称黄婆。生卒年不详。松江府乌泥泾（今属上海）人。元贞年间，她将在崖州（今海南岛）学到的纺织技术进行改革，制成一套扦、弹、纺、织工具（如搅车、椎弓、三锭脚踏纺车等），提高了纺纱效率。在织造方面，她用错纱、配色、综线、花工艺技术，织制出有名的乌泥泾被，推动了松江一带棉纺织技术和棉纺织业的发展。元至元三年（1337）为她立祠院，1957年又在上海为她建墓园并立纪念碑。
李春
安济桥横跨在河北省赵县城南二点五公里的济水上，由隋朝工匠李春建於大业年间，全部用石料砌筑，是我国现存最古老的石桥。桥长五十点八米，宽九点六米，由二十八道净跨三十七点四七米，厚一米的石拱券并列组合而成。石券矢高七点二三米，仅是净跨的五分之一，圆弧为半圆的一部分。在两端近桥堍处还各有两个小石券，使桥面坡度平缓，既利於车马通行，又减少桥身自重和洪水的冲击。结构科学合理，造型美观新颖。石桥两侧的望柱栏板上雕有龙兽，形态生动，线条流畅，雕工精细，是隋代石雕中的精品。
印刷之父毕昇
活字印刷术是我国古代四大发明之一。据沈括的＜梦溪笔谈＞记载，活字印刷术是北宋庆历间（1045━1048），由布衣毕昇发明的.
蔡伦
蔡 伦， 汉 造 纸 术 发 明 家，字 敬 仲。 桂 阳（今 湖 南 郴 州 市）人。 明 帝 永 平 十 八 年 （75）入 宫 为 宦。 东 汉 章 和 元 年 （87）， 任 尚 方 令。 元 兴 元 年 （105） 发 明 造 纸 术。 他 总 结 前 人 经 验， 始 有 树 皮、麻 头、破 布、旧 渔 网 等 原 料 经 过 挫、捣、抄、烘 等 工 艺 造 纸， 称 “蔡 侯 纸”， 对 改 革 和 推 广 造 纸 术 有 很 大 贡 献， 后 世 传 为 造 纸 术 的 发 明 者。
造 纸 术 是 中 国 古 代 四 大 发 明 之 一， 对 世 界 文 化 的 传 播、发 展， 作 出 巨 大 的 贡 献。
篇二：中国近当代科学家的故事_3900字
中国近代科学家的故事
1.詹天佑(1861～1919)近代铁路工程师
詹天佑，字眷诚，原籍安徽婺源。 11岁考取容闳所招出洋留学生习技艺，次年赴美，为中国首批留美官费生。清德宗光绪四年(1878)入耶鲁大学工学院土木建筑科，三年后毕业。归国后，奉派赴福州水师学堂习驾驶，第二年以优异成绩调派赴扬武兵舰服务。光绪十年(1884)应两广总督张之洞之聘任广东博学馆教席，两年后完成测绘广东沿海险要图。从十四年(1888)起献身铁路工程，任工程师，先后主持塘沽天津段、滦河铁桥、津芦段、萍乡至醴陵、潮汕铁路、京张铁路等建筑工程。民国8年(1919)奉命至海参崴、哈尔滨参加协约国西伯利亚铁路监管会。因北方严寒，加以公务繁忙，操劳过度而患病，不久逝世于汉口
2.冯如(l883～1912)中国第一个飞机设计师、制造者和飞行员
冯如，广东恩平人。幼时家贫，12岁赴美国，当童工。工作之余勤于钻研技术。在旅美华侨支持下，曾在旧金山创办广东飞行器公司。溥仪宣统六年(1909)设计并制成飞机，亲自驾驶，试飞成功。后造新飞机一架，航程、时速、高度均达当时世界先进水平，在国际飞行协会举办的飞行竞赛大会上获奖。宣统三年(1911)，拒绝外国重金聘请，返回广州，并带回两架自制的飞机，辛亥革命爆发，参加广东革命军，被孙中山任命为广东革命军陆军飞行队长。 中华民国元年 (1912)八月二十五日在广州作飞行表演时失事牺牲，年仅29岁。
3.李四光(l889～1971)地质学家
原名仲揆，1889年10月26日出生，地质学家。蒙古族。湖北黄冈人。1919年和1927年分别获英国伯明翰大学硕士和博士学位。1949年以前，长期担任中央研究院地质研究所所长。1949年10月19日，尚是漂泊国外之时，他已被任命为中国科学院副院长。归国后，他长期担任着政府地质部部长和中国科学技术协会主席。中国地质学会创始人之一。早年对蜓科化石及其地层分层意义有精湛的研究。提出了中国东部第四纪冰川的存在。用力学观点研究地壳运动及其与矿产分布的规律，建立了新的边缘学科“地质力学”和“构造体系”概念。提出新华夏构造体系三个沉降带有广阔找油远景的认识并为大庆、胜利等油田的发现所证实。开创了活动构造研究与地应力观测相结合的预报地震途径。晚年发表的“天文、地质、古生物资料”对我国学科大交叉的倡导产生深刻影响。对中国地质教育、地质科学和地质事业的发展作出了巨大的贡献。
4.竺可桢(l890～1974)气象、地理学家
竺可桢是中国近代气象事业主要奠基人。1890年3月7日生于浙江绍兴东关镇，1910年赴美，1918年以论文《关于台风中心的几个新事实》获博士学位后回国。在开创中国气象教育事业，筹划组建早期的中国气象观测网，特别是创设高山、边远地区的气象站，开展中国高空探测和天气预报业务，组织编印中国气候资料等方面，作出了卓越的贡献。20世纪20年代，他创建了气象研究所。30年代，竺可桢研究中国气流的运行，特别是东南季风和中国雨量的关系。首
先指出，夏季季风带来的水汽，是中国大陆上雨泽的主要来源；又指出，季风强盛时，长江流域主旱，华北主涝，季风不强时则相反。他还研究物候和天气的关系，组建中国物候观测网，注意物候知识在农业中的应用。竺可桢长期搜集整理古代有关物候的文献，并依据历代物候记载，研究中国五千年来的气候变迁，其成果对气候变化研究有重要贡献。
竺可桢共发表论著 270余篇，属于气象方面的重要论著还有：《中国气候区域论》、《中国气流之运行》、 《 东南季风与中国之雨量》、 《中国气候概论》、 《历史时代世界气候的波动》、《论我国气候的几个特点及其与粮食作物生产的关系》、《中国近五千年来气候变迁的初步研究》、《物候学》等。
中国当代科学家小故事
1、著名数学家华罗庚在1946年应聘到美国讲学，很受学术界器重。当时，美国的伊利诺大学以一万美元的年薪，与他订立了终身教授的聘约。华罗庚的生活一下子舒适起来了，不仅有了小洋楼，大学方面还特地给他配备了四名助手和一名打字员。新中国成立后，一些人总以为华罗庚在美国已功成名就，生活优裕，是不会回来的了。然而，物质、金钱、地位并没有能羁绊住他的爱国之心。1950年2月，华罗庚毅然放弃了在美国“阔教授”的待遇，冲破重重封锁回到祖国。途经香港时，他写了一封《告留美同学的公开信》，抒发了他献身祖国的热情。他满腔热忱地呼吁：“为了国家民族，我们应当回去！”“锦城虽乐，不如回故乡；梁园虽好，非久留之地。”
2、著名地质学家李四光早年在英国伯明翰大学苦读六年，取得了地质学硕士学位。他的老师鲍尔敦教授劝他留下深造，获得博士学位后再回国。李四光谢绝了老师的好意，他回答说：“不，我想把我学到的知识，尽快贡献给我的祖国。”1920年回国工作，直到1937年抗日战争爆发为止。后来，一度出国，在国外仍坚持地质学的研究工作。到1950年，他放弃国外优厚条件，在新中国百废待兴之际，毅然从英国绕道回国，作为新中国的地质部长为我国石油事业立下卓越功勋。
3、我国“两弹”元勋邓稼先，在美国获得博士学位后，美国要给他很好的条件和优厚的待遇，希望他能长期在美国工作。但是，邓稼先并未因高官厚禄而动摇他回祖国工作的决心。1950年，他胸怀报国之志，回到了祖国，为“两弹”的研制成功作出了卓越的贡献。
4、中国当代著名物理学家周培源，在1945年受邀参加美国战时科学研究与发展局的研究工作。伴随第二次世界大战的结束，美国海军部成立了海军军工试验站，并希望周培源到该站工作，待遇甚优。但海军部是美国的政府部门，在海军部所属单位任职便成为美国政府的公务员，外籍人员须加入美国籍才能参加。周培源当即向美方提出三条件：第一，不加入美国籍；第二，只承担临时性的研究任务；第三，可以随时离去。1947年2月，周培源毅然带着妻儿离开美国回到了自己祖国的怀抱。
5、我国原子能科学事业创始人钱三强，1937年赴法国留学研究原子理论，被小居里夫妇认为他是最优秀的科研人员。1948年，钱三强和夫人何泽慧提出回国，导师和同事们都再三劝说、挽留。国民党政府驻法大使恶狠狠地威胁说：“看他能上得了大陆的岸，那才怪呢！”这意思很明白。如果钱三强坚持要回祖国，国民党特务就会在半路上下毒手。钱三强不顾个人安危，置生死于不顾，与夫人抱着刚刚半岁的女儿，果断而机智地回到祖国怀抱，为发展我国原子能事业做出了重大贡献，被誉为中国“核弹之父”。
6、被誉为“中国现代火箭之父”的钱学森，是著名的航天工程和空气动力专家。他早年留学美国，在冯•卡门教授的指导下，在火箭研究中取得了重大进展，为反法西斯的胜利做出了重大贡献。1947年，刚刚36岁的钱学森被聘请为美国麻省工学院的终身教授。新中国成立的喜讯传到钱学森那里，他想：“我是一个中国人，我可以放弃这里的一切，但不能放弃祖国。我应早日回到祖国去，为建设新中国贡献自己的全部力量。”为了报效新生而落后的祖国，钱学森从1950年起在美国向其当局正式提出回国申请。但是，美国当局却百般阻挠并加以迫害，没收了钱学森的各种资料和书籍，并诬蔑陷害他为“间谍”，对他进行审讯和监禁，将他关押在一个孤岛上，仅半个月，就使他的体重减轻了14公斤。当时美国当局声称，只要钱学森放弃了回国念头，就照常给他提供实验室和仪器设备。可是，钱学森宁死也要回国，始终没有屈服。通过五年的艰苦斗争，在周恩来总理的亲切关怀下，钱学森于 1955年9月17日踏上了归国的路程。回国后，钱学森为新中国的航天事业跃入世界前列立下了不朽的功勋。
7、著名数学家苏步青早年留学日本，1931年获得博士学位。日本不少名牌大学以高薪聘请他，但他想到出国留学是为了掌握科学、报效祖国，就一一辞谢，毅然回国。回国后，他在浙江大学执教，竟一连四个月领不到工资，穷得连饭都难以吃饱，而当时日本帝国大学还答应保留他半年的工资。贫贱难移爱国心，苏步青毫无再去日本之意。抗日战争爆发后，日本帝国大学又发来电报，请他前往任教。出于民族大义，他一口回绝道：“我要留在自己的祖国。祖国再穷，我也要为她奋斗，为她服务！”
8、中国核物理学家王淦昌早年为了支持抗日战争，把日本侵略者早日赶出去，他就将自己家中积蓄的白银、首饰全都献给了祖国。1961年，当国内出现了严重的自然灾害，钱财十分短缺时，身在苏联的王淦昌就将自己省吃俭用节约下来的十四万卢布（约合人民币2至3万元）交给中国驻苏大使馆转赠给祖国和人民。1982年，王淦昌又将自己荣获国家自然科学一等奖的奖金三千元全部都捐赠给了小学。
9、国家最高科学技术奖获得者——吴文俊
如果不是亲眼所见，你也许无法想象眼前这位鹤发童颜、乐观开朗的老先生，就是年逾8旬的著名数学家：步履矫健，连小伙子有时都赶不上；思维敏捷，稍不留神就跟不上他的思绪。
2001年2月19日，82岁的吴文俊从国家主席江泽民手中接过国家最高科学技术奖证书，这位平时十分低调的科学家顷刻间成为举世瞩目的新闻人物。
10.袁隆平，他是中国杂交水稻育种专家，中国工程院院士，被誉为“杂交水稻之父”。经过6年多的时间跑遍了大半个中国，最后在海南岛找到了雄性不育植株。然后又因为“十年动乱”差点断送了他的全部实验成果，幸好他的助手帮他藏了4钵稻苗，还可以进行研究，最后研究出了“杂交水稻。报纸上曾引述农民的话说：“我们吃饱饭，靠的是两„平‟，邓小平和袁隆平。”袁隆平的水稻南优2号，比以前的水稻单产增产20％，于1973年研究成功，1976年开始推广。八十年代，国际组织给他的奖项多得像米粒一样。中国有九亿农民，他一个人，相当于干了两亿农民的活。有人预估，他的种子共创造效益5600亿美元。假设其中分零头给他，那么他的资产就会大致与世界首富卡洛斯·斯利姆·埃卢590亿美元相当。
篇三：发明家名人故事：古代科学家张衡的故事_1200字
张衡是中国古代科学家、文学家、发明家，他发明了“地动仪”，这是世界上第一架测定地震及其方位的仪器。他还发明了“浑天仪”、“候风仪”等仪器。
我们在小学语文课本里学习过“数星星的孩子”，这个孩子就是我国古代科学家张衡。张衡的故事家喻户晓，他的成就世人皆知。
张衡是东汉时候杰出的科学家。他从小就爱想问题，对周围的事物，总要寻根究底，弄个水落石出。
在一个夏天的晚上，张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上，仰着头，呆呆地看着天空，还不时举手指指划划，认真地数星星。
张衡对爷爷说：“我数的时间久了，看见有的星星位置移动了，原来在天空的，偏到西边去了。有的星星出现了，有的星星又不见了。它们不是在跑动吗？”
爷爷说道：“星星确实是会移动的。你要认识星星，先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星，连在一起就像烫衣服的熨斗，很容易找到……”
“噢！我找到了！”小张衡很兴奋又问：“那么，它是怎样移动的呢？”
爷爷想了想说：“大约到半夜，它就移到地平线上，到天快亮的时候，这北斗就翻了一个身，倒挂在天空……”
这天晚上，张衡一直睡不着，多次起来看北斗。夜深人静，当他看到那闪烁而明亮的北斗星时，果然倒挂着，他感到多么高兴啊！他想：这北斗为什么会这样转来转去，是什么原因呢？天一亮，他便赶去问爷爷，谁知爷爷也讲不清楚。于是，他带着这个问题，读天文书去了。
后来，张衡长大了，皇帝得知他文才出众，把张衡召到京城洛阳担任太史令，主要是掌管天文历法的事情。
为了探明自然界的奥秘，年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究，还常常站在天文台上观察日月星辰。他想，如果能制造出一种仪器，能够上观天，下察地，预报自然界将要发生的情况，这对人们预防灾害，揭穿那些荒诞的迷信鬼话，该是多么好啊！
于是，张衡把从书本中和观察到的材料，进行分析研究，开始了试制“观天察地”仪器的工作。他把研究的心得先写成一本书，叫做《灵宪》。在这本书里，他告诉人们：天是球型的，像个鸡蛋，天就像鸡蛋壳，包在地的外面，地就像蛋黄，就叫做“浑天说”。
接着，张衡根据这种“浑天说”的理论，开始设计、制造仪器了。不知经过多少个风雨晨昏，熬过多少个不眠之夜，一个当时世界上最先进的天文仪器－－浑天仪诞生了。这个大铜球很像今天的地球仪，它装在一个倾斜的轴上，利用水力转动，它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在这个人造的天体上，可以准确地看到太空中的星象。张衡说：“天上的星星，能见的共有二千五百颗，但我们经常能看到的却只有一百二十颗。”
后来，张衡经过努力钻研，又发明创造了世界上第一架能预报地震的仪器－－地动仪。这个地动仪也是钢铸造的，形状像个酒坛子，四周铸着八条龙，每条龙口里含着一个小铜球。只要哪一条龙口中的铜球吐了出来，就预示着那个方向发生地震了。测试非常灵验，没有一次不准。
张衡在科学上的创造发明是伟大的，这是由于他从小就爱科学，勤奋地学习钻研和不懈地观察实验，而且能把书本知识和实践经验结合起来，通过自己刻苦研究、创造才获得的。
篇四：中国古代科学家_8800字中国古代科学家
官农——王祯王祯的科学成就，主要体现在他的《王祯农书》一书中。
《王祯农书》是王祯呕心沥血的代表作。全书约有13万多字，图版300多幅，共分36卷（另有22卷本，文字全同），内容丰富，条理分明，是古代中国一部对农业生产作出完整系统论述的著作。《农书》全文分为《农桑通诀》、《百谷谱》、《农器图谱》三大部分。
《农器图谱》
《农器图谱》是《农书》全书的重点，也是最能展现王祯科技思想精华之所在。在《王祯农书》以前，论述农具的书有唐代陆龟蒙的《来耙经》，其中所介绍的农具以江东犁为主，兼及耙、砺泽等几种水田耕作农具，没有图。南宋曾之谨的《农器谱》（该书已经失传）所收的农具，不仅数量不及王祯的“农器图谱”多，而且也没有图。在《王祯农书》以后的重要农书，如《农政全书》、《授时通考》等，虽然也有“农器图谱”，但是它们多抄自《王祯农书》，没有增加多少新内容。由此可见。《王祯农书》中的“农器图谱”是王祯在古农书中的一大创造。
关于土地翻治农具，《农器图谱》介绍了犁、犁刀、耙耢等，其中的犁刀别具特色。犁刀是一种很像镰刀而背比较厚的农具，能够与犁配合起来使用，耕地时犁刀先把草根割断，犁再把土翻起，这样可以使耕作时更为省力、快捷。
《农器图谱》重点介绍的播种农具是接耧车。耧车在汉代就发明了，到了元代又有了两项重要的创新：一是增加了一个肥料箱，使得播种与施肥能同时进行；二是增加了砘车装置，使得播种后能马上掩土，可大大提高种子的发芽率。
对于农业灌溉器械，王祯一方面把传统的龙骨水车创新为用水力来推动，大大节省了人力与畜力，是古代少有的“自动化”机械。王祯还创制了一种名为“高转筒车”的灌溉机械，能够把水提高到33米高的地面进行灌溉。两部筒车相接，就可以把水提高66米。这在古代是一个很了不起的创造，而且它的结构又那么简单，对许多地高水低地区的作用尤为显著这个简车的动力，既可以是人力或畜力，在具备较高流速与较大水量的地区也可以是水力。
农产品的加工机械方面，王祯最著名的创新发明是“水轮三事”。他在传统的普通水力磨上对这个机械装置加以改进后，使它具备了能够同时进行磨面、答稻与碾米3种功能。与“水轮三事”异曲同工的，是他所发明的“水转连磨”。这是在江西地区茶磨的基础上加以更新而制成的，用一个立式的大水轮，再通过一系列的齿轮传动装置，能同时使9个磨盘旋转工作，轮下男装有水难
，可用于春米。据说用这个装置一天装上水筒，还能用来进行田地灌溉。这两个创新充分显示了王祯对机械设计的掌握已达到了相当的水平，同时对水功能的认识又是如此全面与深刻。他在“利用门”一节中介绍的水力农机达14种之多，还不包括水力灌溉机械。看了这些水力农机，对他所创造的“水轮三事”与“水转连磨”就不会感到突兀了。
从整个《农器图谱》的机械与图谱中，可以明显看到王祯既是卓越的农学家，更是杰出的机械制造家。他对于绳轮、齿轮、曲柄、连杆等传动装置的运用已驾驭自如，得心应手。在许多机械部件与整体机械原理上，也同样显示出他确实有着深人的研究与极高的造诣。《农器图谱》中多达三百幅的插图，也是以前的农书中所绝无仅有的。正是靠着这些图谱，我国古代的许多农业机械器具才得以保存下来。一幅图所给予人们的形象、构造，往往是几百甚至几千个字也替代不了的。王祯以后的许多农书，如《农政全书》、《授时通考》以及《古今图书集成》中的农器图谱，大都是移用王祯《农书》的。可以说，王祯的《农书》显然是古代中国农器图谱的公认“鼻祖”，而这也正是王祯机械制造大家的标志与象征之一。
鲁班其人
鲁班，姓公输，名般，鲁国人，
鲁班一生的发明创造很多。在《事物绀珠》、《物原》、《古史考》等不少古籍都有所记载。木工使用的不少工具器械都是他发明的。象木工使用的曲尺（也叫矩），是鲁班创造的，所以又名鲁班尺。又如墨斗、刨子、钻子，以及凿子、铲子等工具，传说也都是鲁班发明的。
据《世本》上记载，石磨也是鲁班发明的。鲁班不只是土木工匠的“祖师”，还是一个很高明的机械发明家。他制造的锁，外面不露痕迹，机关设在里面，必须借助配合好的钥匙才能打开。在《墨子．鲁问篇》还有这样的记载：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。”就是说鲁班制作的木鸟能乘风力飞上高空，三天不降落。据传说，鲁班还改进过车辆的构造，制成了机动的木车马。这种木车马由木人驾御，装有机关，能够自动行走。后世有不少科技发明家，如三国时候的马钧、晋朝的区纯、北齐的灵昭、唐朝的马待封、清朝的黄履庄等，都受这个传说的影响，相继朝这个方向探索过。现在看来，说木鸟可以飞三天，木车木马可以自动跑得不见踪影，未免过于夸张，带有神话色彩。但是这也说明鲁班的技巧在当时确是相当杰出的。作为我们后人，在要实现前人的美好梦想时，也要考虑当时的科技水平和自身的实际能力，避免受一些虚无飘渺的传说
所误导，耽误自己的大好前程。
据说，鲁班在兵器方面也有一定的造诣。据《墨子．公输篇》记述，鲁班曾经为楚国制造攻城用的“去梯”和水战用的“钩强”（又名“钩拒”），
出身于世代工匠家庭的鲁班在建筑和雕刻方面的贡献也很多。《述异记》上说，鲁班刻制过立体的石质九州地图。《列子．新论．知人篇》中关于鲁班雕刻凤凰的故事，更表现了他不怕讥讽、刻苦钻研的精神。故事说，鲁班想雕刻一只凤凰，还没有雕成，就受到别人的讥笑，但是他没有因此而停止工作，反而更加努力，终于刻出了神态逼真、栩栩如生的凤凰。那些曾经讥笑过他的人，终于不得不佩服鲁班的高超技艺和顽强努力的精神。
东汉大科学家张衡
东汉时期，也就是距今约一千八百多年前（公元117年），一台利用水力推动自动运转的大型天文仪器――“水运浑象”（连接到科学里程碑漏水转浑天仪）在东汉的京都洛阳制造成功了。仅仅相隔了二十年（公元138年），安置在京都洛阳的又一台仪器――“候风地动仪”准确地报告了西方千里之外发生的地震。这标志着人类开始了用仪器记录研究地震的新纪元。这两台著名仪器的发明者就是张衡--我国东汉时期伟大的科学家、文学家。张衡对中国古代的天文学、地震学和机械力学作出了杰出的贡献。传说他还制造过指南车、记里鼓车等，因其机械制造水平很高，被尊称为“木圣”。
张衡小传
张衡，字平子，章帝建初三年（公元78年），诞生于南阳郡西鄂县石桥镇（今河南省南阳市城北五十里）一个破落的官僚家庭。祖父张堪是地方官吏，曾任蜀郡太守和渔阳（今河北省蓟县一带）太守。张衡幼年时候，家境已经衰落，有时还要靠亲友的接济。“自古英才多贫贱，从来纨绔少伟男” ，正是这种贫困的生活对他的成长起到了很好的作用。当时的南阳是经济和文化都很发达的地区，有“南都”之称。张衡在这样的环境熏陶下，加上他自幼刻苦好学，在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础。
张衡根据自己对天体运行规律的认识和实际观察，认真研究了这三种学说，认为浑天说比较符合观测的实际。他继承和发展了前人的浑天理论，在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上创制了一个能够精确在表演浑天思想的“浑天仪”。他精通天文、历算，具有很强的革新思想，先后写出了《灵宪》、《灵宪图》、《浑天仪图注》等天文学著作，成为东汉中期浑天学说的代表人物之一。
《灵宪》
张衡一生所著的天文学著作，以《灵宪》最为著名。这是一部阐述天
地日月星辰生成和它们的运动的天文理论著作，代表了张衡研究天文的成果。它总结了当时的天文知识，虽然其中也有一些错误，但还是提出了不少先进的科学思想和独到见解。例如，在阐述浑天理论的时候，虽然仍旧保留着旧的地平概念，并且提出了“天球”的直径问题，但是张衡进一步明确提出在“天球”之外还是有空间的。他说：“过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷。”就是说，我们能够观测到的空间是有限的，观测不到的地方是无穷无尽，无始无终的宇宙。这段话明确地提出了宇宙在时间和空间上都是无穷无尽的思想，是十分可贵的。
张衡在《灵宪》中指出月亮本身并不发光，月光是反射的太阳光。他说：“夫日譬犹水，火则外光，水则含景。故月光生于日之所照，魄生于日之所蔽；当日则光盈，就日则光尽也。”（景就是影，魄指月亮亏缺的部分。）他生动形象地把太阳和月亮比做火和水，火能发光，水能反光，指出月光的产生是由于日光照射的缘故，有时看不到月光，是因为太阳光被遮住了。他这种见解在当时是十分新鲜的，也是正确的。同时，张衡还进一步解释了月食发生的原因。他说：“当日之冲，光常不合者，蔽于地也，是谓暗虚。在星则星微，遇月则食。”这段话的意思是：“望月”时，应该能看到满月，但是有时看不到，这是因为日光被地球遮住的缘故。他将地影的暗处叫做“暗虚”，月亮经过“暗虚”时就发生月食，精辟地阐述了月食的原理。至于“在星则星微”一句，说的是星星碰上“暗虚”就隐而不见了。现在看来这种说法是不正确的。由于星星距地球极为遥远，又大都是发光的恒星，不象月球一样属于行星，因此没有任何一个星星会进入地球的影子之中而失去了光芒。这是张衡的不足之处。这也可以看出在当时的水平下，古人的研究不可能作到尽善尽美。今人也一样，做任何事情的时候都不可能将事情作的绝对正确，但一定要最大程度的正确反映客观现实。
此外，张衡在《灵宪》中还算出了日、月的角直径，记录了在中原洛阳观察到的恒星二千五百颗，和近代天文学家观察的结果是相接近的。在他的另一部天文著作《浑天仪图注》里还测定出地球绕太阳一年所需的时间是“周天三百六十五度又四分度之一”，和近代天文学家所测量的时间三百六十五天五小时四十八分四十六秒的数字十分接近，说明张衡对天文学的研究已经达到了比较高的水平。北宋大科学家沈括
沈括小传
在我国北宋时代，有一位非常博学多才、成就显著的科学家，
他就是沈括──我国历史上最卓越的科学家之一。他精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学；他还是卓越的工程师、出色的军事家、外交家和政治家；同时，他博学善文，对方志律历、音乐、医药、卜算等无所不精。他晚年所著的《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学达到的辉煌成就。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也有重要的地位。
沈括晚年在梦溪园认真总结自己一生的经历和科学活动，写出了闻名中外的科学巨著《梦溪笔谈》和《忘怀录》等。宋哲宗绍圣二年（公元1095年）逝世。他一生著作多达几十种，但保存到现在的，除《梦溪笔谈》外，仅有综合性文集《长兴集》和医药著作《良方》等少数几部了。《梦溪笔谈》是中国科学史上的坐标，是沈括一生社会和科学活动的总结，内容极为丰富，包括天文、历法、数学、物理、化学、生物、地理、地质、医学、文学、史学、考古、音乐、艺术等共600余条。其中200来条属于科学技术方面，记载了他的许多发明、发现和真知灼见。
杰出的天文学家
沈括还是一个杰出的天文学家。熙宁五年（公元1072年），也就在沈括负责汴河水建设时，沈括还负责领导司天监，在任职期间，他先后罢免了六名不学无术的旧历官，不计出身，破格推荐精通天文历算、出身平民的准南人卫朴进入司天监，主持修订新历的重要工作。沈括和卫朴治学态度认真，对旧历官凭借演算凑数的修历方法非常不满，主张从观测天象入手，以实测结果作为修订历法的根据。为此，沈括首先研究并改革了浑仪、浮漏和影表等旧式的天文观测仪器。
浑仪是测量天体方位的仪器。经过历代的发展的演变，到宋朝，浑仪的结构已经变得十分复杂，三重圆环，相互交错，使用起来很不方便。为此，沈括对浑仪作了比较多的改革。他一方面取消了作用不大的白道环，把仪器简化、分工，再借用数学工具把他们之间的关系联系起来（“省去月道环，其侯月之出入，专以历法步之”）；另一方面又提出改变一些环的位置，使它们不挡住观测视线。沈括的这些改革措施为仪器的发展开辟了新的途径。后来元朝郭守敬于元世祖至元十三年（公元1276年）创制的新式测天仪器──简仪，就是在这个基础上产生的。
漏壶是古代测定时刻的仪器，由几个盛水的容器装置成阶梯的形式，每一容器下侧都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器没有孔，里面装置有刻着时间标度的“
箭”，随着滴漏水面升高，“箭”就慢慢浮起，从显露出来的刻度可以读出时刻。沈括对漏壶也进行了改革。他把曲筒铜漏管改做直颈玉嘴，并且把它的位置移到壶体下部。这样流水更加通畅，壶嘴也坚固耐用多了。
此外，沈括还制造了测日影的圭表，而且改进了测影方法。
沈括在《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》等三篇论文中介绍了他的研究成果，详细说明改革仪器的原理，阐发了自己的天文学见解，在是我国天文学史上的具有重要的作用。物理学家+化学家+数学家
沈括对物理学研究的成果也是极其丰富而珍贵的。《梦溪笔谈》中所记载这方面的见解和成果，涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著。沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到磁针的偏角问题。在光学方面，沈括通过亲自观察实验，对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他对我国古代传下来的所谓“透光镜”（一种在背面能看到正面图案花纹的铜镜）的透光原因也做了一些比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。此外，沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。
沈括在数学方面也有精湛的研究。他从实际计算需要出发，创立了“隙积术”和“会圆术”。沈括通过对酒店里堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究，提出了求它们的总数的正确方法，这就是“隙积术”，也就是二阶等差级数的求和方法。沈括的研究，发展了自《九章算术》以来的等差级数问题，在我国古代数学史上开辟了高阶等差级数研究的方向。此外，沈括还从计算田亩出发，考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系，提出了我国数学史上第一个由弦和矢的长度求弧长的比较简单实用的近似公式，这就是“会圆术”。这一方法的创立，不仅促进了平面几何学的发展，而且在天文计算中也起了重要的作用，并为我国球面三角学的发展作出了重要贡献。
墨子和墨家学派
墨子是墨家学派的创始人，战国初期伟大的思想家，政治家，也是一位有卓越贡献的自然科学家。在春秋战国时期，百家争鸣，诸子创说，学术空气十分活跃。涌现出了许多思想家和科学流派。墨家就是其中一个非常重要的学派。
相传墨子初学于儒术，但由于不满儒术所提倡的繁琐的“礼”，因而自立新说，创建了墨家学派。墨子的学说对当时的思想界影响很大，与儒家并称“显学”，墨家学派是儒家学派的主要反对派。墨子的门徒很多，大多来自社会的下层。他们组成了一个组织严密的
政治性团体，纪律要求非常严格。这些人能够吃苦耐劳，勤于进行实验，作战十分勇敢，平时从事生产劳动。墨子及其门人为人们做好事，即使是牺牲了个人性命也在所不惜。因此《淮南子》中说：“墨子服役者百八十人，皆可使赴火蹈刃，死不还踵。”而且他们功成不受赏，施恩不图报，过着极其简朴和艰苦的生活。
。《墨经》
墨家学派著作的总汇是《墨子》。《墨子》原本一共七十一篇，但留传至今的只有五十三篇，其中《经上》，《经下》、《经说上》、《经说下》等四篇合起来称为《墨经》。这四篇加上《大取》和《小取》两篇，称为《墨辩》。也有人把这六篇叫做《墨经》。
《墨经》是《墨子》一书中的主要组成部分。这是一部内容丰富、结构严谨的科学著作。书中不仅涉及到认识论、逻辑学、经济学等社会科学范畴的广阔内容，还包含有时间、空间、物质结构、力学、光学和几何学等自然科学方面的多种知识，其中有些问题阐述严密，说理透彻，立论准确，具有十分重要的科学价值。《墨经》在古典哲学和自然科学著作中是一部不可多得的珍品，是我国科学发展史上的一座里程碑。
《墨经》中的力学
力学是现代物理的重要分支，是研究机械运动的科学。《墨经》中记述了丰富的力学知识。《墨经》中提出了关于机械运动的正确定义：“动，域徙也”。意思是说，机械运动的本质是物体位置的移动。这与现代机械运动的定义完全一致。在墨经中进一步阐述了平动、转动和滚动等几种不同的机械运动形式。《墨经》中对这些运动形式的定义是非常科学的，例如在书中将平动定义为“俱止、动”，意思是说一个物体的所有部分要静止就全部静止，要动就全部都动。
《墨经》中写道：“刑（形）之大，其沉浅也，说在衡。”就是说，形体大的物体，在水中沉下的部分浅，是因为物体重量被水的浮力平衡的缘故。这些认识说明墨家不仅定性的认识到浮力同重力的平衡关系，而且有定量的概念。这从一个侧面可以看出，我国人民早在春秋战国时代就已经认识到了浮力原理，并开始在生产中加以应用。
《墨经》中讨论了杠杆平衡问题。在《墨经》中将砝码叫做“权”，将悬挂的重物叫做“重”。支点的一边叫做“标”（力臂），另一边叫做“本”（重臂）。如果两边平衡，杠杆必然是水平的。在平衡状态下，加重其中一边，必将使这边下垂。这时要想使两边恢复平衡，应当移动支点，使“本”缩短，“标”加长。而在“本”短“标”长的情况下，假若再在两边增加相等的重量，那么“标”
这一端必定下垂。
《墨经》不仅清楚的叙述了种种杠杆实验的结果，更难能可贵的是对这些实验做了正确的解释。例如，它解释上面讲的“标”一端下垂的实验现象，认为是由于力臂和砝码的联合作用大于重臂和重物的联合作用的缘故。这个解释不仅考虑到力或重的多少，而且还考虑了距离和平衡的关系，虽然没有得出明确的定量关系，但是实际上提出了力学中“力矩”的概念。所以可以说，墨家已经发现了杠杆平衡原理。
《墨经》中的光学
在《墨经》中还记载了丰富的几何光学知识。墨子在当时就已知道光是沿直线传播的。墨子和他的学生做了世界上最早的“小孔成像”实验，并对实验结果作出了精辟的见解。在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔，人对着小孔站在屋外，屋里相对的墙上就会出现一个倒立的人影。为什么会这样呢？《墨经》中写道：“景光之人煦若射，下者之入也高，高者之入也下。”这句话的意思是：因为光线象射箭一样，是直线行进的。人体下部挡住直射过来的光线，射过小孔，成影在上边；人体上部挡住直射过来的光线，穿过小孔，成影在下边，就成了倒立的影。这是对光沿直线传播的第一次科学解释。
《墨经》中还利用光的直线传播原理解释了物体和投影的关系。墨家认为，光被遮挡就产生投影，物体的投影并不会跟随物体一起移动。飞翔的鸟儿，它的影子仿佛也在飞动着，实际上并不然。墨家指出飞鸟遮住了直线前进的光线，形成了影子。一瞬间后，飞鸟移动了位置，原来光线照不到的地方，现在照到了，旧影就消失了，而在新的地方，出现了新的影子。这就是说，鸟在飞翔中，它的影子并不跟着移动，而是新旧投影不断更新。在二千多年前，能这样深入细致的研究光的性质，解释影的动和不动的关系，是非常不容易的。
墨家在研究了两个光源同时照射一个物体和成影现象以后指出：一个物体有两种投影，是由于它受到两个光源照射的缘故；如果只有一个光源照射一个物体，则只会产生一个投影。这些论述与现代光学中的“本影”，“半影”描述非常吻合。
墨子家对凸面镜生虛像的原理也很了解。《墨经》记载：“景之臭无数，而必过正，故同处其体俱然。”意思是说：物体影子由物体距离镜子距离的远近来确定，任何一处都可成影，所以说影无数，但這些影子都必然通过焦点，即过“正”。在我们知道的所有能成像的物体中，太阳是最远的，所以它成像在焦点上。而物体离镜面愈近，成像的位置愈远；如果物体和太阳一样远，则影像也在焦点上，所以说，
“同处，其体俱然”。
墨家已经知道凹面镜成倒实像的現象，《墨经》說：“临镜而立，景到。”意指物体经过凹面鏡的反射，所成的影像是倒的，“到”就是倒的意思。书中对这种现象给出了解释：“足敝下光，故成景于上；首敝上光，故成景于下。”
从《墨经》中的记载可以看出墨家对光的性质以及凹凸面鏡成像現象相当了解。不难推测在墨家所处的时代，我国已经出现了凹面鏡及凸面鏡。而且墨子及其弟子一定做了很多次实验，并针对这些实验进行了认真的观察和思考才能得出这些结论。
在我国浩如烟海的经史著作中，《墨经》是唯一一本对我国古代几何光学发展进行系统性论述的典籍。
《墨子》中的声学
据《墨子.备穴篇》中记述，在当时人们为防御敌人攻城，设计了一种地下声源探测装置。具体的方法是，沿城墙根每隔一定距离挖上一口井，挖到地下水位以下约两尺为止，然后在井下放置一个容量七八十升的陶瓮，瓮口蒙上皮革，做为地下共鸣箱。让听觉灵敏的人伏在瓮口仔细听，当有敌人挖坑道攻城时，就可以根据陶瓮响声的大小来确定敌人的方向位置，以便出兵迎击。
《墨经》中的数学
《墨经》在数学方面，提出了一些几何学的定义，这表示我国在战国时期就已经产生了理论几何学的萌芽。例如：
“平，同高也。”说的是平的定义，指出高低相同就是平。
“直，相参也。这里参就是三。三点共一线就是直，这是直线的定义。
“同长，以正相尽也。”是说两个形体相比较，恰好相尽就是长度相同。
“中，同长也。”说的是形体的对承重心的定义。
“圆，一中同长也。”这是《墨经》中对圆的定义。这与近代数学中圆的定义“对中心一点等距离的点的轨迹”是完全一致的。
此外，《墨经》中还提出了“端”、“尺”、“区”、“穴”等概念，大致相当于近代几何学上的点、线、面、体。书中写道：“端，体之无厚而最前者也。”“端，是无间也。”“端”字原意是植物初出土的芽尖，整个植株由它长成。这里借用来描写几何学上的没有厚度也没有间隙、无法间断的“点”，这种思想虽然在现在看来还不是十分准确，但在当时的文明程度下，还是非常难能可贵的。
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中国古代科学家
“衣被天下” ——黄道婆
黄道婆，又名黄婆，我国元代著名的棉纺织革新家。元贞年间， 她将在崖州（今海南岛）生活三十余年所学到的纺织技术进行改革，制成了一整套扦、 弹、纺、织工具（如搅 车、椎弓、三锭脚踏纺车等），极大地提高了当时的纺纱效率。在织造方面，她用错纱、配色、综线、花工艺技术，织制出有名的乌泥泾被，推动了松江一带棉纺织技术和棉纺织业的发展，使松江在当时一度成为全国棉纺织业的中心，对当时植棉和纺织技术的发展起到了很大的推动作用。
离乡背井苦学艺
黄道婆生于南宋末年淳祐年间（约公元1245年），是松江府乌泥泾镇（今上海县龙华公社）人。南宋末年是一个多灾多难的年头，战乱频仍，民不聊生。江南地区人民长期蒙受统治者的掠夺与压榨，遇到旱涝之年，人们纷纷逃荒。在“男尊女卑”、“三从四德”等封建礼数盛行的社会中，妇女更是如牛马般在苦水中煎熬。黄道婆十二三岁时，为生活所迫，给人家当童养媳，而偏偏又遇上刻薄的婆婆、蛮横的丈夫。一天，由于劳累过度，她织布时速度慢了一些，公婆、丈夫以此为借口，将她毒打一顿，锁在柴房里不给她饭吃，不让她睡觉。黄道婆无处诉苦，便横下一条心，在房顶掏了一个洞，逃上了停靠在黄浦江上的一艘帆船，随船到了海南岛南端的崖州，从此开始了不平凡的生活道路。
我国是纺织业的发祥地，湖南长沙马王堆一号西汉古墓出土的200多件织工考究、色彩斑斓的丝麻织品（图 06.jpg（湖南长沙马王堆汉墓出土的素纱蝉衣）），说明在2000多年前人们就掌握了相当先进的纺织技术。宋朝时纺织业在内地逐渐发达起来，海南岛在11世纪（北宋中期）为满足人们日用之需，已经开始大面积地植棉。赵汝适《诸蕃志》说黎族“妇人不事蚕桑，惟织吉贝花被、缦布、黎幕。”方勺《泊宅编》记载“闽广一带纺绩……摘取出壳，以铁杖捍尽黑子，徐以小弹弓，令纷起，然后纺绩为布，名曰吉贝。”相对来说，当时内地的纺织产量不高，因此布匹的质量低劣，不能成为人们主要的衣着用品。而海南岛一带生产的棉织物，品种繁多，织工精细，质量、色彩均居全国之首，作为“贡品”进入都城临安（今杭州一带，南宋时定都于此）的各类棉布就有20余种。棉
布比之丝织物有着许多长处，王祯《农书》里说它“无采养之劳，有必收之效；免绩缉之工，得御寒之益。可谓不麻而布，不茧而絮。”黎族人民还能织出坚厚的兜罗棉、番布、吉贝等纺织品，染成各种色彩的黎单、黎棉、鞍搭等，销往全国各地。
黄道婆就是在这样一种特定的历史条件下，来到海南岛的。她与黎族人民一起日出而作，日落而息，在共同的劳动生活与交往中，努力学习和掌握当地先进的棉纺织技术。黎族同胞的细心传授，黄道婆自己虚心刻苦的学习，使她了解并熟悉了各道棉和织布工序。在实践中黄道婆还融合吸收了家乡织布技术的长处，逐渐成为有着精湛技术的纺织能手。
日月如梭，物换星移。在海南生活劳作的黄道婆不觉已度过了20多个春秋。中年之后，思乡情最切。桑梓故园之思，桑榆晚景之感，叶落归根之情，使“有志复赤子”的黄道婆在元成宗元贞年间（公元1295-1297年），带着黎族人民的深情厚意和祝福，身背踏车、椎弓等纺织工具，踏上了北归的路途。
穷心竭力求革新
随着时代的前进，生产力也必然要向前发展。棉纺织业简陋的生产条件和落后的技术水平的改变，发生在宋末元初这一历史时期，黄道婆对这一重大变革作出了巨大贡献。
黄道婆重返故乡的时候，植棉业已经在长江流域大大普及，但是纺织技术仍然很落后。她回乡后，看见妇女仍然用红肿的手剥棉籽，男人依旧用小竹弓弹棉花，而且织出来的布还像从前一样粗糙，就致力于改革家乡落后的棉纺织生产工具。据陶宗仪《 耕录》记载，“乌泥泾初无踏车椎弓之制，率用手剖去籽，线弦竹孤，置案间振掉成剂”，操作起来十分辛苦，生产效率又极低。黄道婆先改革了纺织工具，“乃教以做造捍弹之具，至于错纱配色，综线絮花，各有其法”，然后将黎族人民先进的棉纺织生产经验与汉族纺织传统工艺结合起来，系统地改进了从轧籽、弹花到纺纱、织布的全部生产工序，并创造出新的生产工具，把自己掌握的精湛的织造技术毫无保留的传授给了故乡人民，将松江地区的棉纺织技术提高到了一个相当高的水平。
黄道婆首先从棉纺织的第一道工序“轧棉去籽”着手，她最初教人用铁杖来擀尽棉籽，以代替原始的用手剖去籽的方法。后来黄道婆又把黎族人民用的搅车介绍过来。搅车又名轧车，是由装置在机架上的两根辗轴组成，上面的是一根小直径的铁轴，下面的是一根直径比较大的木轴，两轴靠摇臂摇动，向相反方向转动。把棉花喂进两轴间的空隙辗轧，棉籽就被挤出来留在后方，棉纤维（皮棉）被带动前方。
应用搅车后，完全改变了当时用手剥籽或用铁杖擀去籽的落后状况，大大提高了生产效率，是当时皮棉生产中一件重大的技术革新。
然后，黄道婆认为原先弹松棉花的操作太原始粗糙。经过试验她不仅把原来的小弓改成1米多长的大弓，用粗绳弦代替细绳弦，而且还用檀木做的椎子击弦弹棉。这样既比以前用手指弹拨的小竹弓提高了效率，又使弹出的棉花均匀细致，不留杂质，提高了纱线的质量。
在纺纱这道工序上，黄道婆所用的心力最多。她发现当时人们使用的旧式单繀（一个纺锭）手摇纺车，功效很低，要三四个人纺纱才能供上一架织布机的需要，对加快织布速度障碍很大。黄道婆就与木工师傅一起，经过反复的试验和不断的改进，终于研制出了一种三繀式（3个纺锭）的棉纺车，使纺织效率一下子提高了两三倍，操作也比原先方便省力。黄道婆创造性地发明了三繀脚踏纺车，代替了沿袭了几千年的单繀手摇纺车，这是棉纺织史上的一次重大革新，是黄道婆对棉纺织业的卓越贡献。这种新式纺车很快被人们接受与运用，在江南一带推广普及后，生产的棉布在数量和质量上都大为改观。这种纺车成了当时世界上最先进的纺织工具。元初著名农学家王祯在《农书》中介绍了这种纺车，其中的《农器图谱》还对木棉纺车进行了详细的绘图说明。这是我国古代棉纺织技术处于世界领先地位的有力证明，同时也显示出黄道婆不但在中国，而且在国际棉纺织史上所具有的崇高地位。
另外，黄道婆还充分利用和改进了传统的丝绸生产工具和技术，精益求精的提高了整丝和织布工艺质量，使当地人民能用纱线织出各种色彩的棉布，其绚丽灿烂的程度能与丝绸相媲美。王桢在《农书》中记载当时已用拨车、线架等纺织工具来分络各色棉纱，还记载了织布机与丝绸机的相同之处。这是黄道婆与劳动人民一起，把丝织生产经验运用于棉纺织业，改进了原先所使用的投梭织布机的又一革新创造。
热心无私广传技
黄道婆的历史功绩，还在于她把从海南岛人民那里学来并掌握的织造技术，结合自己的实践经验，向乌泥泾人民介绍并推广了织造崖州被面和其他精美棉织品的方法。她总结了一套比较先进的“错纱配色，丝线絮花”的织布技艺，推广运用后，使当地的棉纺织业形成了全新的格局，当时乌泥泾地区以棉织业为生的增至千余家。经过黄道婆的热心传授，乌泥泾人民能织出宽幅的被、褥、带等多种棉纺织品，上面织有传统的折枝、团凤、棋局、字样等“桀然若写”的生动图案。“乌泥泾被”一时成为名闻全国的产品，附
近地区都竞相仿效，“尽传其法”，产品不胫而走，蜚声各地。
黄道婆根据自己几十年丰富的纺织经验，和广大劳动人民一起，对当地落后的棉纺工具做了大量改革，创造了一整套的“擀、弹、纺、织”工具。
由于黄道婆对棉纺织技术做出了这样巨大的贡献，当地劳动人民都深情地热爱她，怀念她。她死后大家把她公葬了，并且还在镇上替她修建了祠堂，叫先棉祠，以后其他地方也都先后为她兴建祠堂，表达了人民对这位纺织工人的先驱者的感激和怀念。
黄道婆去世后不久，松江一带就成为全国的棉纺织业中心，历数百年之久而不衰。明朝正德年间（公元1506-1521年），当地的棉纺织业达到高峰，织出的棉布一天就有上万匹。松江棉布远销各地，还出口到欧美，深得各个国家人们的赞赏，赢得了极高的声誉。从此，内地的衣着用品逐渐以棉布代替了丝麻，棉织业迅速在全国发展起来。“衣被天下”的松江布是广大劳动人民智慧和汗水的结晶，更蕴含着黄道婆这位棉纺织革新家的心血和精力。正是由于黄道婆的不懈努力和非凡创造，拓展了我国棉纺织业的广阔天地，谱写了纺织科学的崭新篇章，其遗风所及，至今犹存，泽福后人，永垂青史。
棉纺织技术革新家黄道婆的伟大实践和贡献，人民是永志不忘，一首上海地区世代流传的民谣表达了人民群众对这位杰出妇女的赞颂和铭记：
黄婆婆，黄婆婆，
教我纱，教我布，
二只筒子，两匹布。……
疏导岷江水——李冰
治理沫水
李冰是我国古代最著名的水利专家。他是战国时期的秦国人，有关他的生卒年月、家世故里、生平事迹等详情，由于史料的缺乏，如今已大都无从知晓。现在能见到的，只在《华阳国志·蜀志》与《水经注·江水》中略有记载。根据记载可知李冰在秦昭王时（公元前256年-251年）被任命为蜀郡守。据说他“能知天文地理”，极有学识与才能。他到任以后所做的实事都与治水有关，如主持了沫水航道的治理等。
中国古代的战国时期，各诸侯国为富国强兵都大力发展经济，而兴修水利就是一项很重要的举措。许多国家在当时都搞了一些很有名的工程，也涌现出了一批著名的水利专家，而其中最负盛名的就是李冰。
李冰上任后即治理了沫水（今青衣江），这是岷江的一条支流，发源于蒙山，因为江中有一个大礁离碓（亦名离堆、涵崖等），加之江水流速漂疾，严重地影响了舟船的航行。李冰主持将离碓凿除后，使得航道畅通无阻，极大地方便了沫水上的航行。
兴建都江堰
设计、建造都江
堰水利工程是李冰对子孙后代的伟大科学贡献。与沫水治理相比，都江堰工程显然要复杂得多而其地位与价值也高得多。都江堰历史上曾先后被称为浙棚、浙堰、金堤、都安大堰等，唐代称“楗尾堰”，到宋代才有了“都江堰”的名称。
都江堰是岷江中游的一项大工程。岷江从岷山发源，一路急流而下，到灌县地域又进人了平川地界。这里地形复杂，加之泥沙淤积，使得航行十分困难，而且江水在洪水季节常常泛滥。令人感到奇怪的是，西边遭受洪水肆虐的时候，东边却因缺水而受旱灾之苦。
李冰到任以后，听到了大量的民众呼声，亲临实地考察后不久就开始实施这项规模浩大的工程。近现代的人们所见到的都江堰工程，从上游数起，主要有百丈堤、都江鱼嘴、内外金刚堤、飞沙堰、人字堤、宝瓶口，其中最重要的是都江鱼嘴、飞沙堰与宝瓶口。现在可以肯定这3项主要工程都是李冰所主持修筑的。
都江鱼嘴，又名分水鱼嘴，是人工筑起的一条纵向的大堰，因为头部像鱼头，所以称为“鱼嘴”。又因为它的作用在于把上游流下来的江水分为内、外两股（堤左西面的为外江，是岷江的主流；堤右东面的为内江，是灌溉东面田地的总渠），所以称为“分水鱼嘴”。
在修筑这条分水堤堰的时候，开始采用向江心抛掷石块的办法，但由于江流过急而始终没有成功。后改用竹子编成的长10米、宽0.6米的特大竹笼装满大块的卵石沉人江底，才终于筑成了这条大堤堰。这条分水堤堰，也就是《华阳国志·蜀志》与《水经注·江水》所记载的“壅江作堋”的“堋”。这个分水鱼嘴和灵渠上的铧嘴、沱江官渠的平水梁很相似，它们之间究竟是否存在承继或学习启迪的关系，是许多专业学者们仍在继续深入研究的。
分水鱼嘴筑成以后，使得岷江水得以分流，既可以使干流外江的水量不致太大，从而大大降低了洪水季节泛滥成灾的概率，同时又使东面内江能灌溉灌县的田地，免除了灌县旱灾的产生。鱼嘴的分水量有一定的比例，大致是外江占4成，内江占6成，为了避免洪水季节内江也产生涝灾，又修筑了飞沙堰。
飞沙堰的修筑方法与鱼嘴分水堰相同，也是用特大竹箱装满卵石而堆筑成功的。这条堰的难点与关键，在于它的高度必须正好适宜，才能使内江的水位在达到一定高度后，江水会漫过堤堰而流人外江。在内江水位过高、水量特大、水速过急时，更会把堤堰冲垮，内江的水直泄外江，更可以确保内江整个灌区的安全。这条堤堰所以取名为飞沙堰，还因为它与宝瓶口配合，能产生排沙作用。
分水鱼嘴与飞沙堰
所采用的竹笼填石法，是一个既简便又高效的创新，可就地取材，施工方便，费用低廉，实用高效。在建筑学上，人们对此有十六字的高度评价——重而不陷、击而不反、硬而不刚、散而不乱。如此高明的创造，是否为李冰首创，目前还未能肯定，但就目前所知在李冰之前还从没发现，所以很可能是李冰发明并在如此大型的工程中予以使用的，但也很可能是他吸取了民间的或前人的经验而加以发展的。
宝瓶口工程，实际是整个都江堰工程的第一步，李冰最先就是把阻碍江水东流的玉垒山劈开。这项工程开始也不怎么顺利，工程进度很慢。后来，李冰在富有经验的民工们的建议下，采用了火烧山岩、让岩山爆裂的方法，使得工程进度加快，最终把工垒山劈开了20米左右宽的大口。因为它的形状像瓶口，就命名为宝瓶口。把分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口联合起来，就使得岷江在这里成功地实现了分流，也就实现了既消除西面水患、又消除东面旱灾的缺陷，一举两得，功德无量。
石人镇江
为了控制内江的水量，李冰还刻了3个石人，设置在“玉女房下白沙邮”（在都江堰工程区域中）。如果水位浅到石人的脚部，用于灌溉的水量就有可能不足，也就预示着会发生旱灾；如果水位升到石人的肩部，就表示水量已经过多，也就预示着会发生洪灾。这个以足、肩作为水量不足与过多的标志，是在长期经验积累的基础上建立起来的，史籍记载为“竭不至足，盛不没肩”。
1974年、1975年，在外江的金刚堤、安澜索桥一带出土了东汉时期刻凿的二尊李冰石像。一尊题字为“故蜀郡李府君讳冰”、“建宁元年闰月戊申朔二十五日都水掾尹龙长陈壹造三神石人珍（镇）水万世焉”；一尊题字已模糊而不可辨。这很可能是仿照李冰所立石人而制，既可纪念李冰，又可以作水位衡量的标志。出土的李冰像高达2.9米，折合古尺在一丈有余， 这个高度很可能是兼有水位标示作用的。
“深淘滩，低作堰”
相传李冰还制作过石犀，埋在内江中，作为每年治理时淘挖泥沙的深度标准。当时李冰所定的岁修原则是“深淘滩，低作堰”，也就是说每年淘挖江底淤积的泥沙要深，可以使江水水量有适当的保证；飞沙堰的堤堰不能筑得较高，以免影响内江江水的外溢与泄洪，可以保证内江不发生洪灾。李冰所制定的这六字要诀，后人极为重视。在内江东岸修筑的纪念李冰父子的二王庙石壁上，就赫然刻着六字要诀与解释这六字要诀的治水三字经。
在《华阳国志·蜀志》与《水经注·江水》等文献典籍中，还记载着李冰父子治理过管江
、汶井江、洛水、绵水，以及建索桥、穿盐井等事迹。这些传说中难免有附会依托的成分，很难全部相信。但这些传说的产生，也正是因为李冰父子修筑都江堰而享有了极高的声誉，后人才会把蜀地的诸多水利工程与善事都归到李冰父子的名下，这也反映出了李冰父子在历史上的地位与盛名。
以今天的科学水平来回顾2000多年前的都江堰工程，仍然可以看到这个工程从规划、施工到最终的效果都是十分科学和正确的。因此，这项工程能够成功地控制内、外江水量，解决西涝东旱的弊病，把原来的灾害地区变成“天府”粮仓。如果以现代的科技水平来从事这项工程，可能在施工手段、设备材料、工程进度上有所提高，而就最终的效果来说，则差距并不很大。因此，我们不得不由衷地对2000多年前这项杰出的工程与工程的主持人李冰表示钦佩。
官农——王祯
在中国这样一个农业国，为官一方，搞好农业是根本。但不懂“农作之事”，“安能劝人”。王祯作为一介小小县尹，以其对农业的精通钻研和对老百姓的关爱，赢得了当地人民的称赞。他的诸多农业著作也得以流传后世。
王祯的科学成就，主要体现在他的《王祯农书》一书中。
中国先秦的农书，只在《吕氏春秋》中保存了一些片断；汉代的《范胜之书》只残存了3700字，已经无法见到它的全貌。后魏的《齐民要术》虽然具有农业全书的性质，但在整体性和系统性上不如《王祯农书》，它在总论方面，只有“耕田”和“收种”两篇，在粪田和灌溉等方面都没有专篇论述。至于“农器图谱”就更是缺了。早于《王祯农书》40年成书的《农桑辑要》是元初宫撰的农书，主要摘录元代以前农书的资料编辑而成，新的创造较少，并且主要是适应北方需要的农书。
《王祯农书》是王祯呕心沥血的代表作。全书约有13万多字，图版300多幅，共分36卷（另有22卷本，文字全同），内容丰富，条理分明，是古代中国一部对农业生产作出完整系统论述的著作。《农书》全文分为《农桑通诀》、《百谷谱》、《农器图谱》三大部分。
《农桑通诀》
《农桑通诀》是王祯对农业科学（包括农、林、牧、副、渔及水利）综合性的总结。它开头以“农事起本”、“牛耕起本”、“蚕事起本”为题，叙述了农事和蚕桑的起源，将王祯所处时代的农业同历史的农业联系了起来，把元代的农业作为历史农业的一部分，使它成为承前启后、继往开来的纽带。接下来以“顺天之时、因地之宜、存乎其人”这一“三才”理论为指导思想，全面而系统地论述了狭义农业的各个方面。
首先，它以“授时”和“地利”两篇探讨了农业生产客观环境的复杂性和规律性，强调了农业生产中“时宜”和“地宜”的重要性。在尊重天时、地利等自然规律的条件下，全面系统地阐述了人事的各个方面，其中包括垦耕、耙劳、播种、锄治、粪壤、灌溉、收获等专篇，概述了农业种植中的各项问题。由于王祯对天时与地利格外重视，所编绘的“援时指掌活法之图”与“天下农种总要图”既颇具创造性，又富有实用性，使农夫们便于运用（可惜其中的“天下农种总要图”已经失传，这是一个很大的损失）。难能可贵的是王祯并不为已总结出来的农业科学技术知识所框死，比如他认为农作物的生长地域并不是死板而一成不变的，只要有适宜的条件，即使是南方的作物也可以引种到北方。这样富于创造性的见解，在古代是极为罕见的。
“农桑通诀”还分列了“种植”、“畜养”、“蚕级”等专篇，阐述林、牧、副、渔等广义农业各个方面的内容。它还以“孝弟力田”、“劝助”、“蓄积”等篇，宣扬了封建官府的重农思想和劝农措施。读完“农桑通诀”之后，使人们对广义农业的内容和范围，以及农业生产中客观规律性和主观能动性的各个方面，都能有个清晰明了的认识。这是《王祯农书》的一大特色。
《百谷谱》
《王祯农书》中的“百谷谱”中阐述的是各种农作物的品种、特性、栽培、种植、收获、贮藏、利用等技术知识，所介绍的农作物共有80多种，王祯将它们分为谷、蔬、果、杂类等6个大类，这已经具备了对农作物实行分类学的初步萌芽。这一部分同其他古农书比较，多了植物性状的描述，这也是《王祯农书》的一项创举。如谷属中的粱，就有“其禾，茎叶似粟，其粒比粟差大，其穗带毛芒”的描述；谷属中的蜀黍，有“茎高丈余，穗大如帚，其粒黑如漆、如蛤眼”的描述；瓜属中的冬瓜，有“其实生苗蔓下，大者如斗而更长，皮厚而有毛，初生正青绿，经霜则白如涂粉，其中肉及子亦白”的描述，瓜属中的芋，有“叶如荷，长而不圆，茎微紫，乾之亦中空，根白，亦有紫者，其大如升，食之味甘，旁生子甚多，拔之则连茹而起”的描述；成属中的芡，有“叶如荷，皱而有刺，花开向日，花下结实”的描述；蔬属中的巍，有“叶似韭而阔，本丰而白深”的描述；蔬属中的韭，有“丛生、丰本、叶青、细而长、近根处白”的描述。
《农器图谱》
《农器图谱》是《农书》全书的重点，也是最能展现王祯科技思想精华之所在。在《王祯农书》以前，论述农具的书有唐代陆龟蒙的《来耙经》
，其中所介绍的农具以江东犁为主，兼及耙、砺泽等几种水田耕作农具，没有图。南宋曾之谨的《农器谱》（该书已经失传）所收的农具，不仅数量不及王祯的“农器图谱”多，而且也没有图。在《王祯农书》以后的重要农书，如《农政全书》、《授时通考》等，虽然也有“农器图谱”，但是它们多抄自《王祯农书》，没有增加多少新内容。由此可见。《王祯农书》中的“农器图谱”是王祯在古农书中的一大创造。
《农器图谱》具体分为田制、杷扒、蓑笠、杵臼、仓廪、鼎釜、舟车、灌溉、利用、蚕桑、织纤、扩絮、麻芒等20门，总共介绍了257种农业机械工具，共绘有图谱306幅，每幅图都有文字说明。
关于土地翻治农具，《农器图谱》介绍了犁、犁刀、耙耢等，其中的犁刀别具特色。犁刀是一种很像镰刀而背比较厚的农具，能够与犁配合起来使用，耕地时犁刀先把草根割断，犁再把土翻起，这样可以使耕作时更为省力、快捷。
《农器图谱》重点介绍的播种农具是接耧车。耧车在汉代就发明了，到了元代又有了两项重要的创新：一是增加了一个肥料箱，使得播种与施肥能同时进行；二是增加了砘车装置，使得播种后能马上掩土，可大大提高种子的发芽率。
对于农业灌溉器械，王祯一方面把传统的龙骨水车创新为用水力来推动，大大节省了人力与畜力，是古代少有的“自动化”机械。王祯还创制了一种名为“高转筒车”的灌溉机械，能够把水提高到33米高的地面进行灌溉。两部筒车相接，就可以把水提高66米。这在古代是一个很了不起的创造，而且它的结构又那么简单，对许多地高水低地区的作用尤为显著这个简车的动力，既可以是人力或畜力，在具备较高流速与较大水量的地区也可以是水力。
收获农具有粟鉴、辕、衫等。特别是收割养麦用的推镰，能达到整齐、干净、得穗率高的效果，而且还大大方便了后来的捆扎工序。王祯把麦钛、麦绰、麦笼等配合起来做成的快速收麦器，是效率极高的收割农具，相传一人一天能收割麦田十多亩，这在古代确实已经是很了不起的效率了。
在农产品的加工机械方面，王祯最著名的创新发明是“水轮三事”。他在传统的普通水力磨上对这个机械装置加以改进后，使它具备了能够同时进行磨面、答稻与碾米3种功能。与“水轮三事”异曲同工的，是他所发明的“水转连磨”。这是在江西地区茶磨的基础上加以更新而制成的，用一个立式的大水轮，再通过一系列的齿轮传动装置，能同时使9个磨盘旋转工作，轮下男装有水难，可用于春米。据说用这个装置一天装上
水筒，还能用来进行田地灌溉。这两个创新充分显示了王祯对机械设计的掌握已达到了相当的水平，同时对水功能的认识又是如此全面与深刻。他在“利用门”一节中介绍的水力农机达14种之多，还不包括水力灌溉机械。看了这些水力农机，对他所创造的“水轮三事”与“水转连磨”就不会感到突兀了。
从整个《农器图谱》的机械与图谱中，可以明显看到王祯既是卓越的农学家，更是杰出的机械制造家。他对于绳轮、齿轮、曲柄、连杆等传动装置的运用已驾驭自如，得心应手。在许多机械部件与整体机械原理上，也同样显示出他确实有着深人的研究与极高的造诣。《农器图谱》中多达三百幅的插图，也是以前的农书中所绝无仅有的。正是靠着这些图谱，我国古代的许多农业机械器具才得以保存下来。一幅图所给予人们的形象、构造，往往是几百甚至几千个字也替代不了的。王祯以后的许多农书，如《农政全书》、《授时通考》以及《古今图书集成》中的农器图谱，大都是移用王祯《农书》的。可以说，王祯的《农书》显然是古代中国农器图谱的公认“鼻祖”，而这也正是王祯机械制造大家的标志与象征之一。
实践者——李时珍
读万卷书，行万里路，是中国有作为的学者传统的做学问的方法。李时珍就是一个这样的实践者。
出生于世代行医的家庭，李时珍自幼喜爱医学。年轻时，在父亲的坚持下，他数次参加科举考试，但屡试不中。22岁的一次乡试失败后，他便决意放弃功名仕途，继承祖辈的事业，终于成为著名的医生。在行医的同时，他致力于传统的医学理论与医药科学——本草学的学习、研究与实践。经过近30年的辛勤耕耘，完成了一部在中国科学史上，乃至在世界科学史上都具有重要地位、规模空前、极富科学价值的医药学与博物学巨著《本草纲目》。
负责的医生和诚实的学者
李时珍是一个医术高明的医生，曾治愈过不少疑难杂症。他在诊断与用药方面常常有独到的见解与处方。为了治疗疾病，他不断地研究各种药物。在医疗实践与药物研究中，他发现中国传统的药物学著作虽然内容广博、知识浩翰，是一座蕴藏丰富的宝藏，但也存在着诸多的缺陷与失误：
一是药物的分类，基本沿用一两千年前的著作《神农本草经》的三品说，陶弘景以后虽然兼依药物的自然形态分类，但仍很粗疏，不能完整系统地概括众多药物的类属，科学性、系统性受到影响。
二是一些本草学的研究者对于药物的名称、种类、性质、功用等的描述，缺少亲身的经历与考察，往往是转述前人的著作，以讹传讹
，造成许多混乱。例如硝是本草中常用到的药物之一，有硝石与朴硝两类。前者主要成分是硝酸钾，后者主要成分是硫酸钠。它们的提纯物，依各自纯度的不同，会有细芒状与长条结晶状的不同形态，因此分别有芒硝与马牙硝的名称。而硝石易燃，是火药的主要成分，因此又称火硝；朴硝易溶于水，又称水硝。然而在历代本草书中，有的只笼统地提硝石一名；有的则杂出硝石、朴硝、芒硝、马牙硝、水硝、火硝等名称。或者举而不全，或者异名重出，水火互注，混乱而矛盾，令读者莫衷一是。其他还有李时珍的儿子李建元后来在《进本草纲目疏》一书中所列举的一些例子等等。对于药物的记载、描述、认定存在种种错误，从而严重地影响了药物的医疗效果与整个医疗水平的提高。
三是有关新药物或者药物新性状、功用的发现没有记载，如中医特效伤药三七是产于云南的一种药物，明代始在云贵及广西地方的军队中普遍使用，但历代本草书中都没有记载。
作为一个医生，李时珍认为不能凭借这样混乱的药物书籍来作处方。作为一名药物学研究者，他感到有必要、有责任来纠正这些错误的记载。他要做一个负责任的医生，做一个实事求是、严肃认真的本草学的研究者。于是，他开始了毕生的药物研究生涯。
追求真知的旅程
中国传统的药物学称为本草学，本草的本义指植物。然而中医的药物除了植物以外，还包括动物以及广泛存在于自然界中的各种有机物与无机物。因此，李时珍研究的对象存在于广阔的天地之间，这就需要极强的科学性与实践性。李时珍在他的巨著《本草纲目》中所体现出来的精神，正是一种追求真知、实事求是、实地考察的科学精神。以他自己的话来说，他具体的研究方法是“通考据”与“询野人”。
“通考据”，即认真研究、继承前人的著作与经验，详尽地占有文献资料，以科学的方法进行整理考证，纠正旧说的错误，求得正确的认识。
“询野人”，即走出书斋，走出研究室，到社会中去，到大自然中去，进行实地实物的考察，进行社会调查和科学试验。
数十年间，李时珍研读了近千家的著作，“上自坟典，下至传奇，凡有相关，靡不采收”。这在《本草纲目》的论述中得到了充分的反映。每辨证一物一名，李时珍常常要引用三五种以至十多种文献，反复地进行校勘、考据、诠释、引证等，以作出确证。
李时珍的科学考察，从地域方面说，除了自己家乡外，足迹遍及河北、河南、山东、山西、安徽、福建、浙江、江苏、湖南、广东和广西等省，还深入穷山僻
壤，荒山野岭，到过许多少数民族地区。
为了考证一种被描绘得很神奇的仙果，李时珍多次专程爬上武当山，采集标本，亲自咀嚼品尝，最终确定这不过是普通梅子的一种。在山里，他还亲手解剖了一只穿山甲，从胃中翻出一升多蚂蚁，从而证明了穿山甲吞食蚂蚁的特性。
考察中，李时珍兴趣广泛。在西南地区，他见到一种少数民族使用的“不灰木”火把，经过仔细研究它的结构材料，发现它实际上是由草叶束成，中间夹裹松脂一类耐燃物，一夜只燃一二寸，十分耐用。
在对药物进行考察和试验时，李时珍往往不顾个人的安危。曼陀罗花是一种有毒的植物，前人本草书上说，此花能麻醉人，使人发笑，华陀的麻沸散可能就是以此花籽为主要原料制成的。李时珍真的用曼陀罗花籽泡了酒，亲自喝下去，验证了这种说法。
实地考察使李时珍获益匪浅：一是结识了许多为他提供实践知识的朋友，如樵夫、渔夫、猎人、士兵、医生等；二是实地辨识了药物，纠正了前人多年没有认识到的疑误；三是发现了一批新的药物，如三七等。这些考察研究为李时珍的科学巨著打下了坚实的基础。
与迷信的战斗
上古时代，医术是巫术的附庸。后代医术逐渐独立，并且将巫术驱逐了出去，但巫术的幽灵与影响却始终缠夹在医术身上。著名的医学专家孙思邈本身就是道士，炼丹家葛洪也擅长医药。因此，历代本草著作中夹杂着很多的迷信谬说。明代的皇帝中相信方士的很多，大多沉浸在炼丹服药、求仙访道的妖妄气氛中，既伤身体，又误国事。作为一个实事求是的医药学家，李时珍在他的医学实践和科学著作中，与这些迷信谬说进行了坚决的斗争。
有一种菌桂，是桂树的一种。其中生于岩石间的中岩桂，依花色的红白黄分别叫做丹桂、银桂、金桂，有的春季开花，有的四季开花。花可以泡茶、浸酒、盐渍食用。皮薄不能入药。李时珍经过认真仔细的考察研究，将各种桂树的外形、性状、习性都分析得清清楚楚。葛洪的《抱朴子》却说将菌桂与竹沥混合龟脑吞食，坚持7年，就能在水面上行走，长生不死；还煞有介事地说：“赵佗子服桂二十年，足下生毛，日行五百里。”这显然是信口乱说。唐慎微的《证类本草》竟一本正经地介绍了这种方士的胡言。
李时珍在科学地分析了菌桂的性状后，严厉地批驳了葛洪的谬说；对作为药物学家的唐慎微转述方士的迷信之说尤其愤怒。他在《本草纲目》中写道：“方士谬说，类多如此，唐氏收入本草，恐误后人，故详记之。”又大声疾呼：“方士固不足道，本草
其可妄言哉!”铮铮之言，体现了李时珍严肃认真、一丝不苟的科学精神。
《本草纲目》——中国古代的百科全书
《本草纲目》是李时珍科学精神与科学实践的结晶，是他倾注毕生心血的成果。全书共52卷，190多万字，收药1890余种，绘图1109幅，附药方1．1万余个，规模空前，是中国医药史上的一座丰碑。
书中对传统的药物分类法作了革命性的变化，彻底放弃了传统的、不甚科学的依药性分类的三品法，而改依药物的自然形态分类法，即既按物质进化的阶梯，从无机界（水、火、金、石等）到有机界（植物、动物），又按从植物到动物、从低等动物到高等动物、从动物到人的顺序进行排列，基本符合近代科学进化论的观点与三界进化的原则，获得世界科学界的推崇与赞扬。
《本草纲目》将中国药物学从先秦到明代的发展进行了一次全面系统的总结，纠正了前人的众多失误，丰富了其内容与经验，奠定了近古医药学发展的基础。《本草纲目》对于医学理论与医学实践的贡献也是很大的。例如，书中主张“脑为无神之府”，在中国历史上第一次指出脑是思维的器官；改“命门即肾说”为“命门位于两肾之间说”，奠定了中医的新命门学说；首次记录了以“涿付”（猪膀胱）插翎管治疗尿储留的古代导尿术；提出了用冰外敷以降低高烧病人体温的方法，用蒸气消毒病人的衣物来预防瘟疫，注意食品添加剂的安全卫生等医药卫生主张，在中国医学史上都具有首创的意义。
《本草纲目》还是中国古代一部杰出的博物学巨著，一部大型百科全书，是我国古人关于医学、植物学、动物学、矿物学、物理学、化学气象学、解剖学、生理学等知识的一座宝库。
《本草纲目》在李时珍去世后一年才得以出版发行，从此成为学习和研究中国医学的人必读的一部中医药学经典。出版不久，它就陆续传入朝鲜、日本，以后又传入法、英、德、俄等国，成为世界人民的共同财富。
李时珍生前以顽强的、不知疲倦的科学精神，为祖国的医药学事业奋斗了一生。他辉煌的科学巨著，为自己，也为祖国的医学事业铸就了一座丰碑。
旅行家——徐霞客
一个奇人，一本奇书，我国明代著名旅行家和地理学家徐霞客（1586－1641）以他的双脚丈量人生，同时也书写了一个千古传奇。
《徐霞客游记》作为徐霞客一生的主要成就，以日记体裁详细地记录了他一生旅行生涯中的所见所闻，包括山川河流、气候植被、风俗人情等，既富有文学色彩，又具有重要科学价值，由他的好友季梦良整理而成。书中对我国石灰岩地区岩溶
地貌的记述，详尽系统，是世界上较早的一本关于岩溶地貌的论著。
饱尝河山美 收尽天下奇
初春的江南，虽然大地回春，万物萌生，微风吹来，却不免还带有一丝寒意。这季节交替之时，正是出外旅行的大好季节。生活在江南水乡的徐霞客衣冠整齐，身背行装，踏上了外出旅游的征程。这时的徐霞客血气方刚，年仅22岁。
徐霞客生活在缙绅富贵之家，自幼受到良好的家庭教育，从小就特别喜爱看历史、地理和游记一类的书籍。书中的一切深深打动了徐霞客幼小的心灵。他暗暗地下定决心，将来要干一番自己所喜爱的事业。然而事不由人，徐霞客毕竟出身于当时中国封建官僚家庭，祖上几代为官，到了他的父辈虽然“不喜冠带交”，隐迹田园。但是，当时皓首穷经，走达官仕途之路，仍然是一股不可抗拒的社会风尚和历史潮流。徐霞客无力也不可能完全摆脱时代的羁绊，然而仕途的大门并没有向徐霞客打开。当他应举失败之后，就下定决心挣脱科举的枷锁，重新埋头于他真正感兴趣的书籍之中，并奔向自己向往已久的世界——外出旅游，去探索大自然的奥秘。
万历三十五年（公元1607年）是徐霞客迈向旅游生涯的开端。这一年，他肩负背囊，手持油伞，告别了家人，徒步南行，被誉为“江南明珠”的太湖成了他第一个出游的地方。碧波万顷的湖面，银光粼粼。远处的山峦，郁郁葱葱，真可谓山清水秀，初出茅庐的徐霞客大饱眼福。他一鼓作气，游览了斜插在太湖中的西山和东山，然后满载着内心的喜悦回到了自己的家乡。
至此以后，徐霞客差不多每年都要外出旅游考察，历时30余年。他北历燕冀，南涉闽粤，西北直攀太华之巅，西南远达云贵边陲，足迹遍及当时14个省，即现在的江苏、浙江。山东、山西、陕西、河南、河北、安徽、江西、福建、广东、广西、湖南、湖北、贵州、云南16个省和北京、天津、上海等地。徐霞客在外出旅游考察过程中，得到了他母亲的大力支持。母亲激励他说：“志在四方，男子事也。”徐霞客的母亲甚至不顾70岁高龄，还满怀豪情伴同徐霞客游览了荆溪、勾曲（今江苏宜兴一带）。每次当徐霞客旅游考察归来，向母亲和家人谈起所见所闻、各地风土人情以及灵怪惊险之举时，母亲总是发出朗朗笑声，从心底里感到满足和高兴。
怀着自己的宏伟志向，加上家庭的大力支持，徐霞客不畏寒暑，游历了泰山、天台山、雁荡山、黄山、武夷山、嵩山、华山、五台山、落迦山、太和山、恒山、罗浮山、盘山，又邀游了大渡河、金沙江、澜沧江、星宿海（现青海省境内）等
，中华大地名山大川尽收眼底，真可谓“饱尝河山美，收尽天下奇”。徐霞客在应举成风的时代，不入世俗，以考察大自然为己任，可算得上我国亘古第一人也。
不避风雨 不惮虎狼
崇帧九年（1636年）是徐霞客外出旅游考察具有转折性的一年。当时，徐霞客已51岁。在此之前，他虽然多次外出旅游考察，但大多短期而归，因为他时刻眷恋着自己的母亲。这一年，当他母亲去世以后，徐霞客少了一种难以割舍的牵挂，可以无忧无虑地外出远游了。于是他从家乡出发，途经江苏、浙江、江西、湖南、广西、贵州到了此次旅游和考察最远的地方——云南，历时5个春秋。这次外出考察，也是徐霞客一生中最后一次和为期最长的一次。
他长年累月，不分寒暑，攀山越岭，奔波在荒山野林之中，不仅接受着大自然的严酷考验而且还时时受到种种人为因素的挑战。在这次考察旅行途中，徐霞客曾经三次遇盗，四次绝粮，到了“身无寸丝”、饥肠辘辘的境地。但是，这些困难都没能动摇徐霞客的意志和信念。他仍以坚忍不拔的精神完成了考察祖国大西南的宿愿。在极度困难的情况下，一些好心人曾善意地规劝徐霞客不要再冒着风险继续进行考察了，还是尽早回去为好。如果他回故乡的话，他们可以为其备好行装。徐霞客则以事业为重，毫不动摇地说：“我如果遇到困难就结束考察返回故乡，以后若想重新出来进行考察，妻子和儿女必定不会同意。我继续考察的意志不能改变。”
他甚至作好了牺牲一切的打算，豪言壮语道：“我已背着挖土的工具，什么地方不能埋我的骨头？”为了克服考察途中所遇到的困难，他不耻向乡里人借贷，或用别人惠赠给他的物品向村妇换得数筒粮食，或变卖几个零钱作为自己继续考察的经费。为了探寻自然界的奥秘，徐霞客猎奇而从，见险而行，登山必登最高之巅，下洞必到最深之地。他不信邪，不信鬼，无论是“神龙精怪”，还是巨蟒猛兽，都无所畏惧。
一次他在湖南茶陵欲考察麻叶洞时，消息传出，轰动了周围的乡亲，短时间里砍柴的拿着镰刀，种田的拿着锄耙，烧饭的停下烟火，织布的停住机梭，甚至连十几岁牧童也十分好奇地赶来，密密麻麻地把洞口包围起来。当徐霞客准备下洞时，围观的人群一下子沸腾起来了，有人说：“洞中有神龙。”有人说：“洞中有精怪，不会法术的人是不能降服这些东西的。”众人你一言，我一语，探头下望，没有一个人不为徐霞客担心。然而徐霞客却毫不畏惧。他从容地脱下衣服，拿着火把下洞进行探察。在洞中，他不仅没有遇到人们传说的各
种神龙精怪，反而亲身感受了“石幻异形，肤理顿换，片窍俱灵”的另一番大千世界。
当徐霞客考察完毕回到洞口时，充满着疑虑、焦急地守候在洞口的近百人一下子将他围了起来，他们的疑惑和担心烟消云散，无不对徐霞客的惊人之举投以敬佩的目光。
我国宋代文学家王安石曾经说过：“世之奇伟瑰怪非常之观，常在于险远，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也。”徐霞客所具备的“途穷不忧，行误不悔，瞑则寝树石之间，饥则啖草木之实，不避风雨，不惮虎狼”的大无畏精神，正是他取得成功的根本所在，并且也为在科学上作出诸多贡献所必备的最为可贵的品格。
“药王”——孙思邈
做事难，做人更难；为医难，为名医更难。要为名医，医术和医德必须兼备。中国隋唐时期的著名医药学家孙思邈（581－682），以他高尚的医德和杰出的医术，为后世百姓传颂。
巍巍堂堂 百代之师
孙思邈出生在京兆华原（今陕西耀县）一个生活丰裕的家庭。但是，童年的孙思邈体弱多病，家里为了给他治病，四方求请名医，为筹汤药之款而倾家荡产，陷入贫困。
少年时期的孙思邈经常见到穷苦的老百姓生了病没有钱医治，只有悲惨地死去，加上自己的切身体会，于是从小就下定决心，要成为一个医生，为天下的穷人看病救命。二十来岁时，孙思邈便开始为乡邻治病，以后医术日益高明。他本人所患的疾病，也由自己治愈。这是他从10岁开始花了整整十年的时间刻苦攻读医书、钻研医学的结果。
与此同时，他博览群书，精通儒、道、佛和诸子百家的学术思想，在当时学术界享有很高的声望，被誉为“圣童”。隋唐两代皇帝都曾召他为官，他因辞不受，隐居山中一边行医，一边撰写医药学著作。
孙思邈不但精于内科，而且擅长外科、妇产科、儿科、五官科以及按摩、卫生保健、饮食治疗法、老年病学等，同时具有相当高明的针灸技术和渊博的药物学知识。所著《千金要方》和《千金翼方》两部医药学著作，是中国医药学史上的重要典籍，对唐朝以后医药学的发展和日本、朝鲜等国医药学的发展，都有着极其重大的影响。
孙思邈同时又是一个出色的炼丹化学家，他所编著的《丹经内伏硫黄法》一文，记载了我国早期的火药配方。30岁时，孙思邈曾长途跋涉，隐居太白山，研究炼丹术，并成功地炼成了太一神精丹。这种丹药，是用雄黄、雌黄、曾青、慈石，经升华而得的，其色“皎洁如雪”，其实这就是氧化砷。孙思邈用砷剂治疗疟疾，是一种很有效的方法。后来这种方法经阿拉伯西传，
在欧洲曾有较大影响。
公元628年，孙思邈以101岁的高龄去世。由于他一生刻苦钻研医学，注重实践，受到人民的尊敬，被后世尊称为“药王”，将他隐居过的五台山称为药王山，还在山上建立了药王庙。而唐太宗曾亲撰“赐真人孙思邈颂”说：“凿开径路，名魁大医。羽翼三圣，调和四时。降龙伏虎，拯衰救危。巍巍堂堂，百代之师。”
人命至重 救死扶伤
孙思邈之所以能在医药学上取得卓越的成就，从根本上来说，是因为他志存高远，方向明确，把救死扶伤、治病救人看作是学医的最崇高目标。他在解释自己的两本医药学著作为什么要取名《千金要方》和《千金翼方》时，曾这样说：“人命至重，有贵千金，一方济之，德逾于此，故以为名也。”这就是说，人的生命是世界上最重要的东西，比千斤黄金还要珍贵得多。如能用一剂方药来拯救人的生命，所积的大德真要远远超出千金黄金的价值了。所以要用“千金”两个字来命名自己的医学著作。正是这种把人的生命价值放在医学的首位，把维护和保障人的生命和健康作为医学研究最终目标的思想，给了孙思邈从事医学研究源源不断的动力，造就了他堪为万世楷模的崇高医德。
为要真正达到救死扶伤、治病救人的目的，孙思邈从年轻时起就刻苦地钻研医术，不断地提高自己的医疗水平。他一方面从书本上学习，熟读了当时所能读到的所有医药学典籍；另一方面则从实践中学习，并善于从实践中总结经验，推陈出新。凡是有人在切脉、诊候、开方、采药等各个环节有一点点强于他的地方，他都要不远千里去请教学习。对于一些切实有效的民间秘方，他则不惜花重金去求取到手。通过理论结合实际的不断探索，孙思邈的医术水平越来越高，远近百姓来找他看病的也越来越多。
有一次，一个病人来看病，自述患有呕吐。孙思邈经过望、闻、问、切的全面诊断，确定他得的是脚气病，并根据诊断开了药方。可是病人怎么也不相信自己患的是脚气病，认为自己从没有脚肿的现象，而其他医生都说是食物中毒，怎么会是脚气病呢？他坚持不肯服孙思邈开的药方，结果不出10天就死去了。其实脚气病并不能单纯地以是否脚肿来判定，有一种冲心型脚气病，患者的脚并不肿，但小腹麻痹、呕吐不止，这叫做脚气人心。如不及时治疗，病人危在旦夕。这个病例，反映了孙思邈理论和实际相结合的高明诊治水平。
孙思邈不仅善于总结前人以及当时医家的医学成果，而且能在这个基础上灵活应用、大胆创新，从而使他在医药学领域的许多方面都有新的建树，最
终成为医学史上的一代大家。例如，他最早提出妇科应从内科中分离出来而单独设科，这个主张以后在宋代时终于得以实现；他对“消渴病”（即糖尿病）有着深刻的认识，指出消渴病人的尿是甜的，这在临床诊断上极有价值；他最早描述了下颌骨脱臼的手法复位，其步骤和要领一直沿用到现在；他用葱叶成功地为病人实行导尿手术，这在古代医学史上也是没有先例的，等等。孙思邈在中国医学史乃至世界医学史上创造了许许多多的“最早”和“第一”，用其一生的医药学成就，实现了自己“人命至重”、救死扶伤的崇高目标。
崇高医德 流芳百世
孙思邈不仅具有高超的医术，而且具有高尚的医德。他在《千金要方》中专门写了“大医习业”和“大医精诚”两篇文章，详细地论述了作为一个医生所必须具有的医疗态度和医学品德。他自己则以身作则，身体力行，在行医过程中时刻以这些道德规范来严格要求自己。在中国医学史上，孙思邈的医德美名有口皆碑，流芳百世。
首先，孙思邈认为，作为一个医生在行医的过程中应态度认真、一丝不苟。病家把身体和生命托付给医生，医生对此负有重大责任，怎么可以敷衍了事、马马虎虎呢？所以一个真正的“大医”，必须做到“省病诊疾，至意深心；详察形候，丝毫勿失；处判针药，无得参差”。从诊断治疗到处方开药，自始至终他都要做到兢兢业业，小心谨慎。孙思邈最恨那些“庸医”，既不认真察看，又不仔细分析，没问几句就草率定论,胡乱开方，对病家毫不负责，还自以为诊治迅速，以此为荣。结果往往药不对症，反而加重了病家的病情，有的甚至断送了病家的性命。孙思邈痛斥道，这简直是草菅人命，庸医杀人！
其次，孙思邈认为，医生对于凡来求治的病家应该不分贵贱，一视同仁。病人无论是地位高的还是地位低的，是有钱的还是贫穷的，是年老的还是年幼的，是漂亮的还是难看的，是聪明的还是愚蠢的，是朋友还是冤家，是汉人还是少数民族，医生都必须一视同仁，把他们看成是自己的家人一样。看到病家的痛苦，就好像是自己的痛苦，哪怕自己再劳累，再饥渴，也要赶紧救治，不得耽搁；也不能瞻前顾后，患得患失，自虑吉凶，护惜身命。孙思邈认为，像这样的医生才可以称为“苍生大医”，否则的话，就是“含灵巨贼”。
再次，孙思邈还认为，作为一个“大医”应该具备不避脏臭、不贪财物的品德。例如对一些患有疮痍、痢疾的病人，尽管其“臭秽不可瞻视”，但医生决不可存一点嫌弃之心，应该不避脏臭，照样认真诊治。如到富贵
人家治病，则不能贪看人家的倚罗，贪吃人家的酒菜，贪拿人家的财物，因为这种贪财的行为，“乃人神之所共耻，至人之所不为”。
除此之外，孙思邈在其著作中还要求医生谦虚谨慎、博览好学，不骄傲自满、沽名钓誉等等，全面论述了一个好医生所应有的道德品质。他自己也严格地按照这些要求去做，真正做到了言行一致。例如，他对于那些“人所恶见”的麻风病人也不嫌弃，曾亲手治疗麻风病600多例，“莫不一一亲自抚养”，同病人相互配合，使一些麻风病患者恢复了健康。
总之，孙思邈的崇高医德是中国医学史上的伟大典范。他的许多思想和精神直到今天仍有着重要的现实意义。
木工祖师——鲁班
在东周中期以前，土木工匠们一直从事着原始的、繁重的劳动。直到有一位伟大的发明家利用他的智慧创造出许多灵巧的工具，他们才从那些枯燥乏味的劳动中解脱出来，他就是鲁班。鲁班是我国古代优秀的土木建筑工匠之一，也是一个相传有许多创造的杰出发明家。二千多年以来，一直被土木工匠尊奉为“祖师”，受到人们的尊敬和纪念。
当你看到家里使用的墨斗、刨子、钻子，以及凿子、铲子等木工工具时，你或许会觉得这没有什么，但是在两千多年前的奴隶社会时期，这都是了不起的发明，也正是由于这些发明的出现，才使得木工工匠的劳动效率成倍提高，土木工艺出现了崭新的面貌。
鲁班其人
鲁班，姓公输，名般，鲁国人，由于“般”和“班”同音，古时通用，因此人们常称他为鲁班。鲁班大约生于周敬王十三年（公元前507年），卒于周贞定王二十五年（公元前444年）以后。是我国奴隶制社会经济高度发展的时期，也是奴隶制向封建制转变的历史时期。当时，城邑建筑和水利工种都有了相当的规模，铁器已经逐步推广到各个社会生产领域，大大推进了社会生产的发展。社会生产的发展为奴隶制的瓦解和封建制的形成提供了物质基础。奴隶主贵族的统治日趋没落，奴隶起义和暴动此起彼伏。奴隶主控制的官府手工业被冲破了，很多手工业奴隶获得了解放，于是独立的个体手工业者出现了。据说鲁班就是这个时期得到解放的奴隶工匠，并且因此有了游走各地、到处做工的自由。
锯的发明
大家可能还熟记着小学课本中的那篇关于鲁班发明锯的文章吧。传说，有一年鲁班接受了一项很大的任务——建筑一座大宫殿。这需要很多木料，但是工程限期很紧。鲁班的徒弟们每天都上山砍伐木材，但是当时还没有锯子，只有用斧子砍，效率实在是太低了，而且徒弟们每天累得精疲力
竭，可是木料还是远远不够，耽误了工程的进度。那个年代，完成不了奴隶主的任务是要受重罚的，鲁班心里非常着急，就亲自上山察看。上山的时候，他偶尔拉了一把长在山上的一种野草，一下子手就被划破了。鲁班很奇怪，小小的一根草为什么这样锋利？他把草折下来细心观察，发现草的两边都长有许多小细齿，他的手就是被这些小齿划破的。既然小草的齿可以划破我的手，那带有很多小齿的铁条应该可以锯断大树吧。于是，在他的想法加上金属工匠的帮助下，鲁班做出了世界上的第一把锯——一把带有许多小齿的铁条。他用这个简陋的锯去锯树，果然又快又省力，锯就这样发明了。不管这个故事是真是假，从这个故事都可以得到这样的一个启发：实践出真知，钻研出智慧。
每个人的成功都是有着内部和外部的影响的。鲁班工艺的不断进步离不开自己的努力和家人的帮忙。鲁班出身于世代工匠的家庭，从小就跟随家人参加过许多土木建筑工程劳动,逐渐掌握了生产劳动的技能，积累了丰富的实践经验。
“班母”与“班妻”
你知道吗：弹墨线用的小钩又被称为“班母”，刨木料时顶住木头的卡口又叫做“班妻”，这是为什么呢？原来，鲁班的母亲和妻子也都从事生产劳动，并对鲁班有很大的帮助。据说“班母”的由来是这样的：鲁班做木工活，用墨斗放线的时候，原来是由他母亲拉住墨线头的。后来经过多次实验，母子俩在墨线头上拴了一个小钩，放线的时候，用小钩钩住木料的一端，就可以代替用手拉线，一个人操作就行了。从此，弹墨线不用再请母亲帮忙了。后世木工便把这个小钩取名为“班母”，以纪念这个创造。“班妻”的由来传说是因为鲁班刨木料起初是由他的妻子扶着木料，后来才改用卡口的缘故。
讲述一个小插曲，根据《玉屑》上的记述：鲁班成年累月在外给人盖房，雨淋日晒，十分辛苦。他的妻子云氏就动脑筋做了一把伞，让鲁班出门做工的时候带上，可以遮日避雨。直到今天，伞仍然是人们日常生活中不可缺少的用具。可见，鲁班家庭还是对鲁班有很大的影响的。
鲁班的其他发明
鲁班一生的发明创造很多。在《事物绀珠》、《物原》、《古史考》等不少古籍都有所记载。木工使用的不少工具器械都是他发明的。象木工使用的曲尺（也叫矩），是鲁班创造的，所以又名鲁班尺。又如墨斗、刨子、钻子，以及凿子、铲子等工具，传说也都是鲁班发明的。
据《世本》上记载，石磨也是鲁班发明的。磨，最初叫石岂（wei），汉代才叫做磨，是把米、麦、豆等加工成面的机械。人类
进入农业社会以来，去掉谷物壳皮、破碎豆麦就成为人们日常的烦琐劳作。早期采用的方法是用石头把谷物压碎或者碾碎，后来人们又把谷物放在石臼里面用杵来春捣。这虽然是古代粮食加工工具的一大进步，但是仍然比较费时费力。接着，人们又发现与捣碎相比，研碎效果又好又省力。传说鲁班在劳动人民智慧的启示下，用两块比较坚硬的圆石，各凿成密布的浅槽，合在一起，用人力或畜力使它转动，就把米面磨成粉了。这就是两千多年以来我国各地广泛使用的磨。磨的发明把杵臼的上下运动改变做旋转运动，使杵臼的间歇工作变成连续工作，大大减轻了劳动强度，提高了生产效率，是一个很大的进步。鲁班究竟怎样发明磨的真实情况已经无从查考，但是从考古发掘的情况来看，距今六千到六千五百年前后的仰韶文化时期，已经有石辗棒和石制研磨盘。龙山文化时期（距今四千年左右）已经有了杵臼。因此，到鲁班的时代发明磨，是有可能的。
鲁班不只是土木工匠的“祖师”，还是一个很高明的机械发明家。他制造的锁，外面不露痕迹，机关设在里面，必须借助配合好的钥匙才能打开。在《墨子．鲁问篇》还有这样的记载：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。”就是说鲁班制作的木鸟能乘风力飞上高空，三天不降落。据传说，鲁班还改进过车辆的构造，制成了机动的木车马。这种木车马由木人驾御，装有机关，能够自动行走。后世有不少科技发明家，如三国时候的马钧、晋朝的区纯、北齐的灵昭、唐朝的马待封、清朝的黄履庄等，都受这个传说的影响，相继朝这个方向探索过。现在看来，说木鸟可以飞三天，木车木马可以自动跑得不见踪影，未免过于夸张，带有神话色彩。但是这也说明鲁班的技巧在当时确是相当杰出的。作为我们后人，在要实现前人的美好梦想时，也要考虑当时的科技水平和自身的实际能力，避免受一些虚无飘渺的传说所误导，耽误自己的大好前程。
据说，鲁班在兵器方面也有一定的造诣。据《墨子．公输篇》记述，鲁班曾经为楚国制造攻城用的“去梯”和水战用的“钩强”（又名“钩拒”），在战争中都发挥了比较大的作用。后来他受了墨子的影响，不再制作这类战争的工具，专门从事生产和生活上的创造发明，造福于人民。
出身于世代工匠家庭的鲁班在建筑和雕刻方面的贡献也很多。《述异记》上说，鲁班刻制过立体的石质九州地图。《列子．新论．知人篇》中关于鲁班雕刻凤凰的故事，更表现了他不怕讥讽、刻苦钻研的精神。故事说，鲁班想雕刻一只凤凰，还没有雕成
，就受到别人的讥笑，但是他没有因此而停止工作，反而更加努力，终于刻出了神态逼真、栩栩如生的凤凰。那些曾经讥笑过他的人，终于不得不佩服鲁班的高超技艺和顽强努力的精神。
二千四百多年来，人们世世代代传颂着鲁班发明创造的故事。人们为了表达对他的热爱和敬仰，把古代劳动人民的集体创造和发明也都集中到鲁班的身上。因此，有关他的发明和创造的故事，事实上就是我国古代劳动人民发明创造的故事。他的名字实际上已经成为劳动人民勤劳和智慧的象征。
东汉大科学家张衡
东汉时期，也就是距今约一千八百多年前（公元117年），一台利用水力推动自动运转的大型天文仪器――“水运浑象”（连接到科学里程碑漏水转浑天仪）在东汉的京都洛阳制造成功了。仅仅相隔了二十年（公元138年），安置在京都洛阳的又一台仪器――“候风地动仪”准确地报告了西方千里之外发生的地震。这标志着人类开始了用仪器记录研究地震的新纪元。这两台著名仪器的发明者就是张衡--我国东汉时期伟大的科学家、文学家。张衡对中国古代的天文学、地震学和机械力学作出了杰出的贡献。传说他还制造过指南车、记里鼓车等，因其机械制造水平很高，被尊称为“木圣”。
张衡小传
张衡，字平子，章帝建初三年（公元78年），诞生于南阳郡西鄂县石桥镇（今河南省南阳市城北五十里）一个破落的官僚家庭。祖父张堪是地方官吏，曾任蜀郡太守和渔阳（今河北省蓟县一带）太守。张衡幼年时候，家境已经衰落，有时还要靠亲友的接济。“自古英才多贫贱，从来纨绔少伟男” ，正是这种贫困的生活对他的成长起到了很好的作用。当时的南阳是经济和文化都很发达的地区，有“南都”之称。张衡在这样的环境熏陶下，加上他自幼刻苦好学，在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础。
由于家中的经卷典籍慢慢地不能满足张衡的求知欲望了，于是从十六岁开始，他便离乡游学，广结学者名流。他曾到汉朝故都长安一带，游览了当地的名胜古迹，考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情。后来他又到了当时的首都洛阳，就读于最高学府―大学。并成为学识比较渊博的学者。当时，地方上曾经推举他做“孝廉”，公府也多次招聘他去做官，但都被他拒绝了。
张衡自幼就对文学有特殊的爱好和研究。他的文学作品很多，风格也各不相同。有的形式短小，重在抒情，如《归田赋》。有的气势磅礴，广写景物，如《二京赋》；有的特色突出，独树一格，如《四愁诗》、《同声歌》等。
和帝永元十二年（公元100年），二十三岁的张衡应邀回乡出任南阳太守鲍德的主簿，掌管文书工作。并在办理政务之余，潜心于文学创作。他以游学长安和洛阳的见闻作为素材，先后花了十年功夫，于安帝永初元年（公元107年）写成著名的文学著作《东京赋》和《西京赋》，总称为《二京赋》。文中，张衡以很大的篇幅无情揭露讽刺了当时京师中帝王贵族“取乐今日，遑恤我后，既定且宁，焉知倾”的腐败寄生生活，受到人民的欢迎而传诵于世。
后来，鲍德调任，张衡便辞职回家。掌握朝政的皇亲邓骘为了笼络士人，几次派人邀请张衡作他的幕僚，以增强自己这一派的势力。但张衡一方面厌恶外戚专权，一方面想专心钻研学问，都坚决地拒绝了。
在张衡三十四岁的时候，他的研究兴趣逐渐转到哲学和自然科学方面。他很喜爱扬雄（公元前53—公元18年）的哲学著作《太玄经》。《太玄经》的内容涉及天文、历法、数学等方面，引起了他很大的兴趣。《太玄经》里的一些朴素的唯物主义观点也给了张衡以很大的启发。
安帝永初四年（公元111年），张衡应征进京，先后任郎中、太史令、公车司马令等低、中级官职。其中担任太史令时间最长，前后达十四年之久。太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律（计量和音律）等事务的官员。在他任职期间，对天文历算进行了精湛的研究，做出了重大的贡献。
汉朝时，关于天体运动和宇宙结构的学说已经出现了三种：盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说创立最早，它认为天在上，地在下，天象一个半圆形的罩子，大地是平的，或者象一个倒扣着的盘子。浑天说主张天是浑圆的，日月星辰会转入地下。至于大地，早期的浑天说认为大地是平的，东汉三国时期的陆绩（公元187－219年）等进一步提出了大地是球形的概念，使浑天学说臻于完备。宣夜说却认为天没有一定的形状，而是无边无际的充满气体的空间，日、月、五星（金、木、水、火、土五大行星）等都飘浮在气体中。
张衡根据自己对天体运行规律的认识和实际观察，认真研究了这三种学说，认为浑天说比较符合观测的实际。他继承和发展了前人的浑天理论，在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上创制了一个能够精确在表演浑天思想的“浑天仪”。他精通天文、历算，具有很强的革新思想，先后写出了《灵宪》、《灵宪图》、《浑天仪图注》等天文学著作，成为东汉中期浑天学说的代表人物之一。
张衡之所以能够在科学上做出杰出成就，成为伟大的科学家，和他坚持唯物观点、反对唯心
主义和迷信思想有密不可分的联系。张衡一生为我国的科学文化事业作出了卓越的贡献，是我国古代伟大的科学家之一。他谦虚谨慎、勤学不倦，在所从事的事业中表现出了一丝不苟、精益求精、不畏强权、勇于进取的研究风格。而他不慕名利的高尚品德更值得我们学习。
永和四年（公元139年），张衡请求告老还乡不准，又被调到朝中做尚书，但只任职一年就与世长辞了，终年六十一岁。
《灵宪》
张衡一生所著的天文学著作，以《灵宪》最为著名。这是一部阐述天地日月星辰生成和它们的运动的天文理论著作，代表了张衡研究天文的成果。它总结了当时的天文知识，虽然其中也有一些错误，但还是提出了不少先进的科学思想和独到见解。例如，在阐述浑天理论的时候，虽然仍旧保留着旧的地平概念，并且提出了“天球”的直径问题，但是张衡进一步明确提出在“天球”之外还是有空间的。他说：“过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷。”就是说，我们能够观测到的空间是有限的，观测不到的地方是无穷无尽，无始无终的宇宙。这段话明确地提出了宇宙在时间和空间上都是无穷无尽的思想，是十分可贵的。
张衡在《灵宪》中指出月亮本身并不发光，月光是反射的太阳光。他说：“夫日譬犹水，火则外光，水则含景。故月光生于日之所照，魄生于日之所蔽；当日则光盈，就日则光尽也。”（景就是影，魄指月亮亏缺的部分。）他生动形象地把太阳和月亮比做火和水，火能发光，水能反光，指出月光的产生是由于日光照射的缘故，有时看不到月光，是因为太阳光被遮住了。他这种见解在当时是十分新鲜的，也是正确的。同时，张衡还进一步解释了月食发生的原因。他说：“当日之冲，光常不合者，蔽于地也，是谓暗虚。在星则星微，遇月则食。”这段话的意思是：“望月”时，应该能看到满月，但是有时看不到，这是因为日光被地球遮住的缘故。他将地影的暗处叫做“暗虚”，月亮经过“暗虚”时就发生月食，精辟地阐述了月食的原理。至于“在星则星微”一句，说的是星星碰上“暗虚”就隐而不见了。现在看来这种说法是不正确的。由于星星距地球极为遥远，又大都是发光的恒星，不象月球一样属于行星，因此没有任何一个星星会进入地球的影子之中而失去了光芒。这是张衡的不足之处。这也可以看出在当时的水平下，古人的研究不可能作到尽善尽美。今人也一样，做任何事情的时候都不可能将事情作的绝对正确，但一定要最大程度的正确反映客观现实。
此外
，张衡在《灵宪》中还算出了日、月的角直径，记录了在中原洛阳观察到的恒星二千五百颗，和近代天文学家观察的结果是相接近的。在他的另一部天文著作《浑天仪图注》里还测定出地球绕太阳一年所需的时间是“周天三百六十五度又四分度之一”，和近代天文学家所测量的时间三百六十五天五小时四十八分四十六秒的数字十分接近，说明张衡对天文学的研究已经达到了比较高的水平。
和迷信作战
东汉封建统治者为了加强他们的统治地位，把谶纬神学作为正统思想，强迫人们信奉。“谶纬”是以封建迷信来解释经书典籍，穿凿附会、用来预卜吉凶的一种学说。它的基本思想是宣扬“王权神授”、“天人感应”等唯心思想，因此很受统治者推崇，被尊为朝章国典。这些腐朽的唯心主义思想理所当然地受到了当时一些进步的思想家如扬雄、桓谭、王充等人的坚决反对。之后，张衡也积极投入到了反谶纬神学的斗争。安帝延光二年（公元123年），一场关于历法的大辩论掀起了：梁丰等人借口当时实行的四分历不合图谶，提出废除四分历，恢复太初历。四分历源于太初历，是对旧历在根据天体运行的实测资料修改后得来的，自章帝元和二年（公元85年）开始使用，是当时比较精密的历法。张衡和另一天文学家周兴坚决反对恢复古历。他们根据自己多年对天象的观测，对各种历法作了深入的研究、比较，认为四分历比较精密。在辩论中，他们所就观测到的现象以及这些现象产生的原因进行了深入的讲解，驳得梁丰等人张口结舌，“或不对，或言失误”，终于使四分历得以继续沿用。这是我国历法史上唯物主义对唯心主义斗争的一个胜利。
北宋大科学家沈括
沈括小传
在我国北宋时代，有一位非常博学多才、成就显著的科学家，他就是沈括──我国历史上最卓越的科学家之一。他精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学；他还是卓越的工程师、出色的军事家、外交家和政治家；同时，他博学善文，对方志律历、音乐、医药、卜算等无所不精。他晚年所著的《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学达到的辉煌成就。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也有重要的地位。
沈括，字存中，生于浙江钱塘（今浙江杭州市）一官僚家庭。他的父亲沈周（字望之）曾在泉州、开封、江宁做过地方官。母亲许氏，是一个有文化教养的妇女。沈括生于宋仁宗天圣九年（公元1031年），他自幼勤
奋好读，在母亲的指导下，十四岁就读完了家中的藏书。后来他跟随父亲到过福建泉州、江苏润州（今镇江）、四川简州（今简阳）和京城开封等地，有机会接触社会，对当时人民的生活和生产情况有所了解，增长了不少见闻，也显示出了超人的才智。他二十四岁开始踏上仕途，最初做海州沭阳县（在今江苏省）主簿，以后历任东海（在今江苏省）、宁国（在今安徽省）、宛丘（今河南省淮阳县）等县县令。三十三岁考中进士，被任命做扬州司理参军，掌管刑讼审讯。三年后，被推荐到京师昭文馆编校书籍。在这里他开始研究天文历算。宋神宗熙宁五年（公元1072年），兼任提举司天监，职掌观测天象，推算历书。接着，沈括又担任了史馆检讨，熙宁六年（公元1073年）做集贤院校理。因职务上的便利条件，他有机会读到了更多的皇家藏书，充实了自己的学识。1075年曾出使辽国，进行边界谈判，次年任翰林学士，权三司使。
宋神宗熙宁二年（公元1069年），地主阶级革新派的代表王安石被任命做宰相，开始进行大规模的变法运动。沈括积极参预变法运动，受到王安石的信任和器重，担任过管理全国财政的最高长官三司使等许多重要官职。熙宁九年（公元1076年），王安石变法失败。沈括被诬劾贬官，出知宣州（今安徽省宣城一带）。三年后，为抵御西夏，改知延州（今陕西省延安一带），兼任（鹿+右耳刀）延路经略安抚使。因守边有功，元丰五年（公元1082年），升龙图阁直学士。但是不久又遭诬陷，降职做均州（今湖北省均县）团练副使。哲宗元 二年（公元1087年），沈括花费十二年心血编修的《天下州县图》完成，被特许亲自到汴京进呈。次年，定居润州（今江苏省镇江东郊）梦溪园，在此安度晚年。
沈括晚年在梦溪园认真总结自己一生的经历和科学活动，写出了闻名中外的科学巨著《梦溪笔谈》和《忘怀录》等。宋哲宗绍圣二年（公元1095年）逝世。他一生著作多达几十种，但保存到现在的，除《梦溪笔谈》外，仅有综合性文集《长兴集》和医药著作《良方》等少数几部了。《梦溪笔谈》是中国科学史上的坐标，是沈括一生社会和科学活动的总结，内容极为丰富，包括天文、历法、数学、物理、化学、生物、地理、地质、医学、文学、史学、考古、音乐、艺术等共600余条。其中200来条属于科学技术方面，记载了他的许多发明、发现和真知灼见。
沈括治水
沈括十分重视发展农业生产和兴修水利。早在他青年时期任沭阳县主簿的时候，就主持了治理沭水的工程，组织几万民工，修筑渠堰不仅解除了当地人民的
水灾威胁，而且还开垦出良田七千顷，改变了沭阳的面貌，那时他只有24岁。在任宁国县令的时候，他积极倡导并且主持在今安徽芜湖地区修筑规模宏大的坚固的万春圩，开辟出能排能灌、旱涝保收的良田一千二百七十顷，同时还写了《圩田五说》、《万春圩图书》等关于圩田方面的著作。
熙宁五年（公元1072年），沈括主持了汴河的水利建设。为了治理汴河，沈括亲自测量了汴河下游从开封到泗州淮河岸共八百四十多里河段的地势。他采用“分层筑堰法”，测得开封和泗州之间地势高度相差十九丈四尺八寸六分。这种地形测量法，是把汴渠分成许多段，分层筑成台阶形的堤堰，引水灌注入内，然后逐级测量各段水面，累计各段方面的差，总和就是开封和泗州间“地势高下之实”。这在世界水利史上是一个创举。仅仅四五年时间里，就取得引水淤田一万七千多顷的显著成绩。在对地势高度计算时，其单位竟细到了寸分，可见，沈括的治学态度是极其严肃认真的。
杰出的天文学家
沈括还是一个杰出的天文学家。熙宁五年（公元1072年），也就在沈括负责汴河水建设时，沈括还负责领导司天监，在任职期间，他先后罢免了六名不学无术的旧历官，不计出身，破格推荐精通天文历算、出身平民的准南人卫朴进入司天监，主持修订新历的重要工作。沈括和卫朴治学态度认真，对旧历官凭借演算凑数的修历方法非常不满，主张从观测天象入手，以实测结果作为修订历法的根据。为此，沈括首先研究并改革了浑仪、浮漏和影表等旧式的天文观测仪器。
浑仪是测量天体方位的仪器。经过历代的发展的演变，到宋朝，浑仪的结构已经变得十分复杂，三重圆环，相互交错，使用起来很不方便。为此，沈括对浑仪作了比较多的改革。他一方面取消了作用不大的白道环，把仪器简化、分工，再借用数学工具把他们之间的关系联系起来（“省去月道环，其侯月之出入，专以历法步之”）；另一方面又提出改变一些环的位置，使它们不挡住观测视线。沈括的这些改革措施为仪器的发展开辟了新的途径。后来元朝郭守敬于元世祖至元十三年（公元1276年）创制的新式测天仪器──简仪，就是在这个基础上产生的。
漏壶是古代测定时刻的仪器，由几个盛水的容器装置成阶梯的形式，每一容器下侧都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器没有孔，里面装置有刻着时间标度的“箭”，随着滴漏水面升高，“箭”就慢慢浮起，从显露出来的刻度可以读出时刻。沈括对漏壶也进行了改革。他把曲筒铜漏管改做直颈玉嘴，并且把它的位置
移到壶体下部。这样流水更加通畅，壶嘴也坚固耐用多了。
此外，沈括还制造了测日影的圭表，而且改进了测影方法。
沈括在《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》等三篇论文中介绍了他的研究成果，详细说明改革仪器的原理，阐发了自己的天文学见解，在是我国天文学史上的具有重要的作用。
沈括和卫朴的一系列革新活动遭到守旧势力的攻击和陷害。在沈括和卫朴的坚决斗争下，卫朴主持修订的奉元历终于在熙宁八年（公元1075年）修成颁行。但是，由于守旧势力阻挠和破坏，比较先进的奉元历只实行了十八年就被废止了。但是沈括并不因此而灰心，在晚年又进一步提出了用“十二气历”代替原来历法的主张。我国原来的历法都是阴阳合历，而“十二气历”却是纯粹的阳历。它以十二气作为一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三个月，并且按节气定月份，立春那天算一月一日，惊蛰算二月一日，依此类推。大月三十一天，小月三十天，大小月相间，即使有“两小相并”的情况，不过一年只有一次。有“两小相并”的，一年共有三百六十五天；没有的，一年共三百六十六天。这样，每年的天数都很整齐，用不着再设闰月，四季节气都是固定的日期。至于月亮的圆缺，和寒来署往的季节无关，只要在历书上注明“朔”、“望”就行了。沈括所设计的这个历法是比较科学的，它既符合天体运行的实际，也有利于农业活动的安排。他预见到他的这一主张必定会遭到顽固守旧派的“怪怒攻骂”，极力阻挠，而暂时不能实行，但是，他坚信“异时必有用予之说者”。果然，近八百年后，伟大的农民革命政权──太平天国所颁行的天历的基本原理和沈括的“十二气历”是完全一致的。现在世界各国采用的公历，也就是阳历，其实在分月上还不如沈括的“十二气历”合理。
物理学家+化学家+数学家
沈括对物理学研究的成果也是极其丰富而珍贵的。《梦溪笔谈》中所记载这方面的见解和成果，涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著。沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到磁针的偏角问题。在光学方面，沈括通过亲自观察实验，对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他对我国古代传下来的所谓“透光镜”（一种在背面能看到正面图案花纹的铜镜）的透光原因也做了一些比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。此外，沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。
在化学方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延
州时候曾经考察研究漉延境内的石油矿藏和用途。他利用石油不容易完全燃烧而生成炭黑的特点，首先创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺。他已经注意到石油资源丰富，“生于地中无穷”，还预料到“此物后必不行于世”，这一远见已为今天所验证。另外，“石油”这个名称也是沈括首先使用的，比以前的石漆、石脂水、猛火油、火油、石脑油、石烛等名称都贴切得多。在《梦溪笔谈》中有关“太阴玄精”（石膏晶体”的记载里，沈括形状、潮解、解理和加热失水等性能的不同区分出几种晶体，指出它们虽然同名，却并不是一种东西。他还讲到了金属转化的实例，如用硫酸铜溶液把铁变成铜的物理现象。他记述的这些鉴定物质的手段，说明当时人们对物质的研究已经突破单纯表面现象的观察，而开始向物质的内部结构探索进军了。
沈括在数学方面也有精湛的研究。他从实际计算需要出发，创立了“隙积术”和“会圆术”。沈括通过对酒店里堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究，提出了求它们的总数的正确方法，这就是“隙积术”，也就是二阶等差级数的求和方法。沈括的研究，发展了自《九章算术》以来的等差级数问题，在我国古代数学史上开辟了高阶等差级数研究的方向。此外，沈括还从计算田亩出发，考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系，提出了我国数学史上第一个由弦和矢的长度求弧长的比较简单实用的近似公式，这就是“会圆术”。这一方法的创立，不仅促进了平面几何学的发展，而且在天文计算中也起了重要的作用，并为我国球面三角学的发展作出了重要贡献。
地理学家+医学家
沈括在地学方面也有许多卓越的论断，反映了我国当时地学已经达到了先进水平。他正确论述了华北平原的形成原因：根据河北太行山山崖间有螺蚌壳和卵形砾石的带状分布，推断出这一带是远古时代的海滨，而华北平原是由黄河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所携带的泥沙沉积而形成的。当他察访浙东的时候，观察了雁荡山诸峰的地貌特点，分析了它们的成因，明确地指出这是由于水流侵蚀作用的结果。他还联系西北黄土地区的地貌特点，做了类似的解释。他还观察研究了从地下发掘出来的类似竹笋以及桃核、芦根、松树、鱼蟹等各种各样化石，明确指出它们是古代动物和植物的遗迹，并且根据化石推论了古代的自然环境。这些都表现了沈括可贵的唯物主义思想。在欧洲，直到文艺复兴时期，意大利人达．芬奇对化石的性质开始有所论述，比沈括晚了四百多年。沈括视察河北边防的时候，曾
经把所考察的山川、道路和地形，在木板上制成立体地理模型。这个做法很快便被推广到边疆各州。熙宁九年（公元1076年），沈括奉旨编绘《天下州县图》。他查阅了大量档案文件和图书，经过近二十年坚持不懈的努力，终于完成了我国制图史上巨作《守令图》。这是一套大型地图集，共计二十幅，其中有大图一幅，高一丈二尺，宽一丈；小图一幅；各路图十八幅（按当时行政区划，全国分做十八路）。图幅之大，内容之详，都是以前少见的。在制图方法上，沈括提出分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等九法，这和西晋．裴秀著名的制图六体是大体一致的。他还把四面八方细分成二十四个方位，使图的精度有了进一步提高，为我国古代地图学做出了重要贡献。
沈括对医药学和生物学也很精通。他在青年时期就对医学有浓厚兴趣，并且致力于医药研究，搜集了很多验方，治愈过不少危重病人。同时他的药用植物学知识也十分广博，并且能够实际出发，辨别真伪，纠正古书上的错误。他曾经提出“五难”新理论；沈括的医学著作有《良方》等三种。现存的《苏沈良方》是后人把苏轼的医药杂说附入《良方》之内合编而成的。
唯物主义者
沈括具有朴素的唯物主义思想和发展变化的观点。他认为“天地之变，寒暑风雨，水旱螟蝗，率皆有法”，并指出，“阳顺阴逆之理，皆有所从来，得之自然，非意之所配也。”就是说，自然界事物的变化都是有规律的，而且这些规律是客观存在的，是不依人们的意志为转移的，而且这些规律是客观存在的，是不依人们的意志为转移的。他还认为事物的变化规律有正常变化和异常变化，不能拘泥于固定不变的规则。正是这些比较正确的思想观点，促使他取得了那个时代在科学技术方面达到的高度成就。沈括曾提出已知的知识是有限的，人的认识是无限的观点，对科学的发展产生了很大的影响。
唯物主义的思想倾向，还表现在沈括十分重视劳动群众的实践经验和发明创造上，他不断地从劳动人民那时汲取智慧和力量。他曾说：“至于技巧器械，大小尺寸，黑黄苍赤，岂能尽出于圣人！百工、群有司、市井田野之人，莫不预焉”。为了探求医药知识，他“所至之处，莫不询究，或医师，或是巷，或小人，以至士大夫之家，山林隐者，无不求访”。在《梦溪笔谈》中，他以敬佩的态度记载了宋朝劳动人民在科学技术上的许多卓越贡献。例如布衣毕（上日+下升）发明活字印刷术，民间匠师喻皓的建筑成就和编著的《木经》，河工高超创造的合龙堵口的先进方法，平民天文数学
家卫朴修历的事迹，以及河北工作炼钢、福建农民种茶等许多无名英雄在生产斗争中取得的宝贵经验，等等。正是由于沈括的详细记述，才使得不少作出贡献的劳动人民的业绩得以保存流传下来。
唯物主义的思想倾向，决定了沈括对于自然现象和科技成就的记述具有一定的科学性。他观察和描述事物非常细致、具体、准确，没有封建时代一般文人虚词浮夸的坏习惯。因此，通过他的记述，我们能够明确地判断他那个时期生产技术和自然科学所达到的水平。例如，沈拓有关雷电、海市蜃楼、龙卷风、地震以及陨铁等自然现象的记载，非常细致贴切而生动形象，使人们仿佛亲临现场。
沈括能够用发展变化的观点研究客观事物，得出正确的结论。他在论述有关数学、气象、医药等许多问题的时候，多次强调要因地因时制宜。例如古代规定二月和八月是采药的季节， 是沈括指出，草药生长由于受自然条件和栽培情况的影响，同时采药又有取根、取叶、取芽、取花、取实等不同的要求，因此，要根据不同情况选下采药时间，不可死板地“拘以定月”。沈括的这一见解是十分合理的。
沈括对一些自然现象并不停留在表面的观察上，他还努力探求它的科学道理，提出对事物发展变化规律性的解释。象对雁荡山诸峰和华北平原的形成原因、二十八宿的位置、化石的形成等许多问题的说明，是符合近代科学原理的。为了弄清阳燧（凹面镜）成像的道理，他观察空中飞鸟的影子情况，并亲自移动自己的手，来比较成像的区别，终于作出了比较正确的解释.这些都是他在科学事业上能够获得成功的重要原因。
文武双全
沈括文武双全，不仅在科学上取得了辉煌的成绩，而且为保卫北宋的疆土也做出过重要贡献。北宋时期，阶级矛盾和民族矛盾都十分尖锐。辽和西夏贵族统治者经常侵扰中原地区，掳掠人口牲畜，给社会经济带来很大破坏。沈括坚定地站在主战派一边，在熙宁七年（公元1074年）担任河北西路察访使和军器监长官期间，他攻读兵书，精心研究城防、阵法、兵车、兵器、战略战术等军事问题，编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作，把一些先进的科学技术成功地应用在军事科学上。同时，沈括对弓弩甲胄和刀枪等武器的制造也都作过深入研究，为提高兵器和装备的质量做出了一定贡献。
木结构大师喻皓
在过去的几千年来，中国古人建造了许多气势磅礴、庄严宏伟、规划严谨、设计精巧的宫殿、亭台楼阁、寺庙、宝塔和桥梁等建筑，其中的一些建筑虽然经历了成百上千年的漫长岁月，却仍屹立巍
然，完好无损，成为我们民族古代科学文化伟大成就的象征。在那些为发展我国古代建筑技术而做出了重要贡献的名师巧匠中，北宋初年的木结构专家喻皓就是一位突出代表。
喻皓小传
喻皓生活的年代正是五代末、北宋初。他是浙江杭州一带人，是一位出身卑微的建筑工匠，他的生卒年代因历史上的记载缺乏，只知道他在北宋初年当过都料匠（掌管设计、施工的木工），长期从事建筑实践。在这长期的实践中，他勤于思索、并善于向别人学习，因而在木结构建造技术方面积累了丰富的经验，尤其擅长建筑多层的宝塔和楼阁。
宝塔是随着佛教的传入而进入中国的，是一种宗教象征的高层建筑。我国悠久的建塔历史是从东汉末年佛教传入中国以后才开始的。古代劳动人民和匠师，无论是在材料的选用，还是在设计的选取中，都创造性地建造了多种形式的高塔。在用材上，有砖、石、砖木、木等不同结构；在设计上，有方形、五角形、六角形、八角形、十二角形等各种形式，玲珑剔透，精巧美观，显示出科学和艺术的精美结合。喻皓继承并发扬了前人的建塔技术，尤其是建造木结构高塔方面更有创造性的发展。
木结构建筑是我国古代的代表性建筑。经过长期的经验积累，到了宋朝，木结构技术已经达到了很高的水平，并且形成了我国独特的建筑风格和完整的体系。但是当时这种技术主要靠师徒传授的办法来传播，还没有一部专书来记述和总结这些经验，以致许多技术得不到交流和推广，甚至失传。为此，喻皓决心把历代工匠和本人的经验编著成书。据说他每天深夜睡到床上，还把手交叉地放在胸口，搭成木结构的形状，考虑怎样进行总结。经过几年的努力,终于在晚年写成了《木经》三卷。《木经》的问世不仅促进了当时建筑技术的交流和提高，而且对后来建筑技术的发展产生了很大的影响。
喻皓能取得这样高的造诣是与他刻苦钻研、谦虚学习的精神所分不开的。当时京城里有一座相国寺，是唐朝人建造的。它的门楼的卷檐造得非常巧妙。喻皓每次经过门楼，都要仰起头，仔细观察，研究它的造法。为了弄清卷檐的奥秘，喻皓有时坐下来，甚至躺在地下进行观察和研究。
尽管喻皓在木建筑的设计和制造技术上成就卓越。但在封建社会里，喻皓只是一个出身卑微的建筑工匠，他的成就和著作同其他劳动人民的创造发明一样，根本得不到统治者重视。后来《木经》失传了，喻皓的事迹也没有被准确的记载如史书中。喻皓辛劳一生为我国木制建筑所做的卓越的贡献为他自己建立了高大的丰碑。
喻皓的小
故事
一、北宋初年，中国还没有完全统一。当时占据杭州一带的吴越国王钱（单立人+叔）（音处，chu）派人在杭州梵天寺建造了一座方形的木塔。当这座塔才建好两三层的时候，钱（单立人+叔）登上去，感到塔身有些摇晃，便问是什么原因。主持施工的工匠自信的回答说：“因为塔上还没有铺瓦，上面太轻，所以有些摇晃。”可是等塔建成铺上瓦以后，人们登上去，塔身还是摇摇晃晃。这个工匠一时没有办法，生怕被那位吴越国王责备，后来听说喻皓对建造木塔很有研究，便让妻子前去请教喻皓。喻皓笑着说：“这个问题很容易解决，只要每层都铺上木板，用钉子钉紧就行了。”那个工匠照这办法去做，果然塔身稳定，人走上去不再摇晃了。喻皓提出的办法非常是符合科学道理。当各层都钉好木板以后，整个木塔就连接成一个紧密的整体。人走在木板上，压力分散，并且各面同时受力，互相支持，塔身自然就稳定了。从这个小例子可以看出，喻皓对于木结构的特点和受力情况有比较深刻的认识。虽然他没有亲临现场，但依然能准确地指明问题的关键，说明他的实践经验是很丰富的。
二、宋太宗想在京城汴梁（今河南省开封市）建造一座大型宝塔，从全国各地抽调了一批名工巧匠和擅长建筑艺术的画家到汴梁进行设计和施工。喻皓也在其中，并且受命主持这项工程。为了建好宝塔，他事先造了个宝塔模型。塔身是八角十三层，各层截面积由下到上逐渐缩小。当时有一位名叫郭忠恕的画家提出这个模型逐层收缩的比率不大妥当。喻皓很重视郭忠恕的意见，对模型的尺寸进行了认真研究和修改，才破土动工。在广大劳动工匠的辛勤努力下，端拱二年（公元989年）八月，建成了雄伟壮丽的八角十三层琉璃宝塔，这就是有名的开宝寺木塔。塔高三百六十尺（宋朝一尺大约合30.72厘米），是当地几座塔中最高的一座，也是当时最精巧的一座建筑物。可是塔建成以后，人们发现塔身微微向西北方向倾斜，感到奇怪，便去询问喻皓是怎么回事。喻皓向大家解释说：“京师地平无山，又多刮西北风，使塔身稍向西北倾斜，为的是抵抗风力，估计不到一百年就能被风吹正。”原来这是喻皓特意这样做的。可见喻皓在搞设计的时候，不仅考虑到了工程本身的技术问题，而且还注意到周围环境以及气候对建筑物的影响。对于高层木结构的设计来说，风力是一项不可忽视的荷载因素。在当时条件下，喻皓能够做出这样细致周密的设计，是一个很了不起的创造。可惜的是，这样一座建筑艺术的精品，在宋仁宗庆历年间（公元1041－1048年）的一次火
灾中被烧毁了，没有能够保存下来。
李诫和《营造法式》
李诫小传
李诫，字明仲，北宋郑州管城县（今河南省新郑县）人。生年不详，卒于宋徽宗大观四年（公元1110年），大约只活了四十多岁。李诫出身于官吏家庭，父亲李南公曾经做过户部尚书。公元1092年，李诫开始在北宋主管土木建筑工程的机构—将作监供职，前后共达十三年，主持营建了不少有名的城门、宫殿、府邸、寺庙等大型土木建筑工程。绍圣四年（公元1097年）宋哲宗下旨任命李诫主持编修《营造法式》。
李诫是个博学多能的人。他精通书法，善于绘画，喜欢著书立说除了《营造法式》外，他还著有《续山海经》十卷，《续同姓名录》二卷，《琵琶录》三卷，《马经》三卷，《六博经》三卷，《古篆说文》十卷。在书法上，篆、籀、草、隶，无所不能。据说他家藏的几万卷书中有几午卷是他亲手抄成的。他的绘画颇得古代名画家笔法，曾绘《五马图》进呈给宋微宗。可惜这些都已佚失了。流传下来的只有《营造法式》一种。李诫一生除主要在将作监任职外，还一度当过虢州知州，并且很有政绩。
王安石变法和《营造法式》编撰
《营造法式》的编写和当时的北宋宰相王安石变法有直接关系。在王安石变法以前，北宋王朝一直奉行“不抑兼并”的政策，纵容大地主肆意兼并土地，还给以免税、免役等各种特权。这不仅加剧了农民同地主阶级的矛盾，而且使国家赋税来源日益缩小。加上为了抗拒辽和西夏的不断骚扰，军费开支浩大，致使北宋政府财政拮据，出现了巨额的亏空。为了挽救政治、经济危机、宋神宗于熙宁二年（公元1069年）任命王安石做宰相，实行变法革新。
王安石变法的主旨是“整军强兵”和“理财节用”。他认为理财是当务之急。为了达到理财的目的，他一方面积极鼓励发展生产，另一方面制定了一系列法令、制度，希望能抑制豪强地主的恶性兼并和官吏的贪污活动。这些措施在一定程度上缓和了当时的阶级矛盾，促进了生产和科学技术的发展。
当时，由于北宋统治者腐败奢侈，大肆建筑宫殿、苑囿、府邸和寺观，耗费巨大。再加上建造规模、建筑材料和工时定额等都缺乏标准，因此常常造成很大的损失浪费,一些官吏也乘机舞弊贪污。王安石从理财节约的考虑出发，为了统一营造规范，推行标准设计，防止贪污浪费，保证建筑质量，在推行新法的熙宁年间，下令将作监编修《营造法式》。
这部《营造法式》于宋神宗熙宁年间（公元1068－1077年）开始编写，到哲宗元佑六年（公元1091年）完成，大约用了二十年时
间，称为《元佑法式》。在这期间，由于保守派重新上台，废除新法，使这部书的编纂受到很大影响，后来也没有真正施行。宋哲宗亲政后，恢复新法，绍圣四年（公元1097年），敕令当时任将作
监丞的李诫重新编修《营造法式》
当时的李诫已经在将作监供职很长时间，主持过许多建筑工程，在工程的规划、组织、管理等方面有丰富的经验。同时他又是个好学不倦，肯于钻研的人，对于建筑技术有深刻的了解。他看到当时有些主管营建工程的官吏根本不懂建筑技术，对于工程设计又缺乏必要的核算和检查，以致浪费极大，弊端百出，深有感触。他认为作为一个工程主持者，不懂技术，连本职工作都做不好，还怎么能谈得上消除弊政、进行改革呢？因此，他平时十分注意努力学习和钻研建筑技术，经过多年努力，终于成为了建筑工程的行家。
为了编好《营造法式》，李诫一方面广泛参阅前人的《考工记》、《木经》等有关建筑方面的史书和专著，一方面认真重视当时工匠的实际经验，经常同经验丰富的工匠一起研究规矩，分析比较儿歌中建筑营造方法的有缺点，努力寻早构件尺寸之间的相互比例关系，以求指定合理的、科学的规范制度。经过辛勤的努力，终于完成了《营造法式》的编修工作。徽宗崇宁二年（公元1103年）颁布实行。
墨子和墨家学派
墨子是墨家学派的创始人，战国初期伟大的思想家，政治家，也是一位有卓越贡献的自然科学家。在春秋战国时期，百家争鸣，诸子创说，学术空气十分活跃。涌现出了许多思想家和科学流派。墨家就是其中一个非常重要的学派。
墨子名翟，生卒年不详。近代学者一般认为，墨子生于公元前476年左右，卒于公元前390年左右，也有人考证说墨子大约出生在周敬王四十年（公元前480年）左右，卒于周威烈王六年（公元前420年）左右。
墨子出生何地，也有争议。《史记．孟荀列传》说他是宋国的大夫，《吕氏春秋．当染》则认为他是鲁国人。也有文章相传他原为宋国人，但后来长期居住在鲁国。墨子可能出生于当时的“士”阶层，但他本人曾经当过制造器具的工匠，具有丰富的生产工艺技能。据说，他制作守城器械的本领比历史上最著名的巧匠鲁班还要高明，曾经在楚惠王面前与鲁班互比攻守城池的技术，结果斗败了鲁班。
相传墨子初学于儒术，但由于不满儒术所提倡的繁琐的“礼”，因而自立新说，创建了墨家学派。墨子的学说对当时的思想界影响很大，与儒家并称“显学”，墨家学派是儒家学派的主要反对派。墨子的门徒很多，大多来自社会的下层
。他们组成了一个组织严密的政治性团体，纪律要求非常严格。这些人能够吃苦耐劳，勤于进行实验，作战十分勇敢，平时从事生产劳动。墨子及其门人为人们做好事，即使是牺牲了个人性命也在所不惜。因此《淮南子》中说：“墨子服役者百八十人，皆可使赴火蹈刃，死不还踵。”而且他们功成不受赏，施恩不图报，过着极其简朴和艰苦的生活。
墨子的一生都是在为扶危济困的正义事业而奔忙，班固《答宾戏》中说：“孔席不暖，墨突不黔”，就是说墨子像孔子一样为天下事而终日奔劳，连将席子坐暖和将炉灶的烟囱染黑的功夫都没有。他“日夜不休，以自苦为极”，长期奔走于各诸侯国之间，宣传他的政治主张。相传他曾阻止强大的楚国进攻弱小的宋国，实施“兼爱、非攻”的主张。后来鲁阳文君要攻打郑国，墨子知道后又前去说之以理，说服鲁阳文君停止攻郑。他“南游使卫”，宣讲“蓄士”以备守御。又多次访问楚国，献书楚惠王。但后来他拒绝了楚王赐给他的封地，离开了楚国。墨子晚年来到齐国，企图劝止项子牛讨伐鲁国，但没有成功。越王邀请墨子作官，并许给他以五百里的封地。墨子以“听吾言，用我道（听我的劝告，按我讲的道理办事）”作为前往条件，而不计较封地与爵禄，目的是为了实现自己的政治抱负和思想主张。
墨家学派在政治上所代表的是广大小生产者、小私有者阶层的利益。墨子的学说，如“天志、明思”等仍脱离不了殷周的传统思想，但赋以了“非命、兼爱”的内容，以反对儒家的“天命”和“爱有差等”的思想。墨子认为，“执有命是天下之大害”，极力主张“兼相爱、交相利”，不应有亲疏贵贱之别。他更有“摩顶放踵，利天下为之”的献身精神。他的“非攻”思想，体现了当时人民反对掠夺战争的意向。他提出“非乐”、“节用”、“节葬”的主张，反对当权贵族的“繁饰礼乐”和奢侈享乐的腐朽生活。他意识到了劳动人类生活的基础，提出强调重视生产和“赖其力者生，不赖其力者不生”的主张。在政治上，他主张改善劳动者和小生产者的社会地位和经济地位，提倡“必使饥者得食，寒者得衣，劳者得息，乱则得治”，并且提出“尚贤”和“尚同”的观点，认为，“官无常贵，民无终贱”。
对于知识和逻辑等问题，墨子有较深的研究，制定了作为认识真理准则的“三表”，并且提出了“非以其名也，以其取也”的唯物主义认识论。
墨子的教育思想是“艰苦实践、服从纪律”，提出“兴天下之利，除天下之害”的教育目的。
墨学在先秦时期曾为一时
之“显学”，可是到了汉代就衰落不显了。但是，墨家精神并未失传，汉代以后的侠士是墨家“兼爱”精神的继承者。中国的民间社党“四海之内皆兄弟”的平等互助的侠义精神，在很大程度上是墨家精神的真传。中国歌颂侠义精神的诗歌和侠士小说，其精神源头莫不与墨家思想有着密切的联系。墨家思想在中国民间的社会底层流传着，对中国文化的影响之大，并不亚于儒学和道学。
《墨经》
墨家学派著作的总汇是《墨子》。《墨子》原本一共七十一篇，但留传至今的只有五十三篇，其中《经上》，《经下》、《经说上》、《经说下》等四篇合起来称为《墨经》。这四篇加上《大取》和《小取》两篇，称为《墨辩》。也有人把这六篇叫做《墨经》。
《墨经》是《墨子》一书中的主要组成部分。这是一部内容丰富、结构严谨的科学著作。书中不仅涉及到认识论、逻辑学、经济学等社会科学范畴的广阔内容，还包含有时间、空间、物质结构、力学、光学和几何学等自然科学方面的多种知识，其中有些问题阐述严密，说理透彻，立论准确，具有十分重要的科学价值。《墨经》在古典哲学和自然科学著作中是一部不可多得的珍品，是我国科学发展史上的一座里程碑。
《墨经》是墨子本人所著，还是他的后学门人所编撰的，学术界有不同的看法。据《晋书》记载，晋朝鲁胜曾著《墨辩注》，认为《经上》、《经下》、《经说上》、《经说下》等四篇是墨子自著。后人也有持这种见解的。但是从清朝后期孙诒让开始，不少研究者通过考证，怀疑这四篇不是墨子自己的著作。近来，一些学者认为，这些著作是墨子的后学集体编著的，不是一个时代、一个人的作品，而是经过长期积累，逐渐形成的。有人还进一步推测，墨子的二代和三代弟子，不少人可能先后参与编著，最后成书时间大约在公元前三世纪的战国后期。
无论《墨经》是否墨子本人亲自编著，墨经中记录总结的春秋战国时期关于手工业方面的许多重要知识，提出了古代物理学和书的许多概念的见解，显然是师承、发展了墨子注重实践知识和唯物主义的思想传统。墨子对我国古代早期自然科学的重大贡献是不能抹杀的。
《墨经》中的科学
《墨经》中的力学
力学是现代物理的重要分支，是研究机械运动的科学。《墨经》中记述了丰富的力学知识。《墨经》中提出了关于机械运动的正确定义：“动，域徙也”。意思是说，机械运动的本质是物体位置的移动。这与现代机械运动的定义完全一致。在墨经中进一步阐述了平动、转动和滚动等几
种不同的机械运动形式。《墨经》中对这些运动形式的定义是非常科学的，例如在书中将平动定义为“俱止、动”，意思是说一个物体的所有部分要静止就全部静止，要动就全部都动。
《墨经》中关于力的定义是从人的体力概念引伸出来的。书中定义，“力，刑之所以奋也。”这里“刑”就是“形”，指人的身体。“奋”的原意是鸟张开翅膀从田野飞起。这句话的意思是说，力是使人的运动发生转移和变化的原因。
《墨经》中写道：“刑（形）之大，其沉浅也，说在衡。”就是说，形体大的物体，在水中沉下的部分浅，是因为物体重量被水的浮力平衡的缘故。这些认识说明墨家不仅定性的认识到浮力同重力的平衡关系，而且有定量的概念。这从一个侧面可以看出，我国人民早在春秋战国时代就已经认识到了浮力原理，并开始在生产中加以应用。
《墨经》中讨论了杠杆平衡问题。在《墨经》中将砝码叫做“权”，将悬挂的重物叫做“重”。支点的一边叫做“标”（力臂），另一边叫做“本”（重臂）。如果两边平衡，杠杆必然是水平的。在平衡状态下，加重其中一边，必将使这边下垂。这时要想使两边恢复平衡，应当移动支点，使“本”缩短，“标”加长。而在“本”短“标”长的情况下，假若再在两边增加相等的重量，那么“标”这一端必定下垂。
《墨经》不仅清楚的叙述了种种杠杆实验的结果，更难能可贵的是对这些实验做了正确的解释。例如，它解释上面讲的“标”一端下垂的实验现象，认为是由于力臂和砝码的联合作用大于重臂和重物的联合作用的缘故。这个解释不仅考虑到力或重的多少，而且还考虑了距离和平衡的关系，虽然没有得出明确的定量关系，但是实际上提出了力学中“力矩”的概念。所以可以说，墨家已经发现了杠杆平衡原理。
《墨经》中的光学
在《墨经》中还记载了丰富的几何光学知识。墨子在当时就已知道光是沿直线传播的。墨子和他的学生做了世界上最早的“小孔成像”实验，并对实验结果作出了精辟的见解。在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔，人对着小孔站在屋外，屋里相对的墙上就会出现一个倒立的人影。为什么会这样呢？《墨经》中写道：“景光之人煦若射，下者之入也高，高者之入也下。”这句话的意思是：因为光线象射箭一样，是直线行进的。人体下部挡住直射过来的光线，射过小孔，成影在上边；人体上部挡住直射过来的光线，穿过小孔，成影在下边，就成了倒立的影。这是对光沿直线传播的第一次科学解释。
《墨经》中还利用光的直
线传播原理解释了物体和投影的关系。墨家认为，光被遮挡就产生投影，物体的投影并不会跟随物体一起移动。飞翔的鸟儿，它的影子仿佛也在飞动着，实际上并不然。墨家指出飞鸟遮住了直线前进的光线，形成了影子。一瞬间后，飞鸟移动了位置，原来光线照不到的地方，现在照到了，旧影就消失了，而在新的地方，出现了新的影子。这就是说，鸟在飞翔中，它的影子并不跟着移动，而是新旧投影不断更新。在二千多年前，能这样深入细致的研究光的性质，解释影的动和不动的关系，是非常不容易的。
墨家在研究了两个光源同时照射一个物体和成影现象以后指出：一个物体有两种投影，是由于它受到两个光源照射的缘故；如果只有一个光源照射一个物体，则只会产生一个投影。这些论述与现代光学中的“本影”，“半影”描述非常吻合。
我国在三千多年前就出现了青铜镜，到了战国时期，无论在青铜镜的制造和使用方面都积累了丰富的经验。墨子和他的弟子对镜子成像的原理进行了深入的研究，提出了平面镜、凹面镜和凸面镜的成像的理论。
在分析镜面成像的时候，墨家把物体看做无数物点组成的，所成的像由无数“糗”（音：qiu）组成。“糗”字本义是炒米粉，在这里取它极细小的含意，描述物体成像的像点。
墨家知道光在透鏡或凹面镜之前会聚焦。《墨经》上说：“在远近有端与于光，故景瘴內也。”景就 是影，指物体的影像；內就是纳，也就是聚集在一点的意思。《墨经》里常称焦点为“正”或“內”，所 以我们知道墨家已研究出光线聚集原理。
墨子家对凸面镜生虛像的原理也很了解。《墨经》记载：“景之臭无数，而必过正，故同处其体俱然。”意思是说：物体影子由物体距离镜子距离的远近来确定，任何一处都可成影，所以说影无数，但這些影子都必然通过焦点，即过“正”。在我们知道的所有能成像的物体中，太阳是最远的，所以它成像在焦点上。而物体离镜面愈近，成像的位置愈远；如果物体和太阳一样远，则影像也在焦点上，所以说，“同处，其体俱然”。
墨家已经知道凹面镜成倒实像的現象，《墨经》說：“临镜而立，景到。”意指物体经过凹面鏡的反射，所成的影像是倒的，“到”就是倒的意思。书中对这种现象给出了解释：“足敝下光，故成景于上；首敝上光，故成景于下。”
从《墨经》中的记载可以看出墨家对光的性质以及凹凸面鏡成像現象相当了解。不难推测在墨家所处的时代，我国已经出现了凹面鏡及凸面鏡。而且墨子及其弟子一定做了很多
次实验，并针对这些实验进行了认真的观察和思考才能得出这些结论。
在我国浩如烟海的经史著作中，《墨经》是唯一一本对我国古代几何光学发展进行系统性论述的典籍。
《墨子》中的声学
据《墨子.备穴篇》中记述，在当时人们为防御敌人攻城，设计了一种地下声源探测装置。具体的方法是，沿城墙根每隔一定距离挖上一口井，挖到地下水位以下约两尺为止，然后在井下放置一个容量七八十升的陶瓮，瓮口蒙上皮革，做为地下共鸣箱。让听觉灵敏的人伏在瓮口仔细听，当有敌人挖坑道攻城时，就可以根据陶瓮响声的大小来确定敌人的方向位置，以便出兵迎击。
《墨经》中的数学
《墨经》在数学方面，提出了一些几何学的定义，这表示我国在战国时期就已经产生了理论几何学的萌芽。例如：
“平，同高也。”说的是平的定义，指出高低相同就是平。
“直，相参也。这里参就是三。三点共一线就是直，这是直线的定义。
“同长，以正相尽也。”是说两个形体相比较，恰好相尽就是长度相同。
“中，同长也。”说的是形体的对承重心的定义。
“圆，一中同长也。”这是《墨经》中对圆的定义。这与近代数学中圆的定义“对中心一点等距离的点的轨迹”是完全一致的。
此外，《墨经》中还提出了“端”、“尺”、“区”、“穴”等概念，大致相当于近代几何学上的点、线、面、体。书中写道：“端，体之无厚而最前者也。”“端，是无间也。”“端”字原意是植物初出土的芽尖，整个植株由它长成。这里借用来描写几何学上的没有厚度也没有间隙、无法间断的“点”，这种思想虽然在现在看来还不是十分准确，但在当时的文明程度下，还是非常难能可贵的。
华佗，古代中国麻醉剂始祖
中国古人很久以前就有关于手术麻醉的传说和记载，例如合了。这一手术的成功，不仅说明了麻沸散的效力，而且也说明了华佗在人体解剖上有丰富的知识。
公元652年，孙思邈著《备急千金药方》，1596年李时珍在《本草纲目》中，介绍了曼陀罗花的麻醉作用。1743年赵学敏所著《串雅内编》介绍了由草乌、川乌、天南星、蟾酥、番木鳖等组成的开刀药方。在复苏急救方面，公元前4-5世纪，就有扁鹊切脉以诊断人之生死，用针和草药进行急救复苏的记载。
他既是一个伟大的天文学家，又是一个对中国古代典籍分类整理作出过重要贡献的学者，在政治上也有着不平凡的经历
刘歆
朝代 秦汉
性别 男
身份 科学家
事迹 他既是一个伟大的天文学家，又是一个对中国古代典籍分类整理作出过重要贡献的学者，在政治上也有着不平凡的经历
描述 刘歆，字子骏，西汉末年人。
他既是一个伟大的天文学家，又是一个对中国古代典籍分类整理作出过重要贡献的学者，在政治上也有着不平凡的经历。 经历坎坷 刘歆是西汉皇室宗亲，其父亲刘向是当时的知名学者，博通经史，在天文学方面也很有造诣，在朝廷中做过官。刘歆从小生长在这样一个学术气氛很浓的名门之家，很小的时候就开始读书，逐渐显露出了非凡的才华。少年时代，他已精通了《诗经》、《尚书》等当时被认为是最古老、最经典的书籍。当时的西汉皇帝是成帝，他听说刘歆小小年纪就学识渊博，特意召见了他，让他做了黄门郎，这是刘歆走上天文学研究和进入政治旋涡的第一步。 河平年间（公元前28年--公元前25年），皇帝令刘歆与其父一同负责整理、校订国家收藏的书籍。刘歆有机会接触到当时的各种书籍，他更加如饥似渴地钻研，无论是史书、典章制度、政论文章，还是诗词歌赋、科学著作，他都认真研习，成为一位无所不通的大学问家。建平元年（公元前6年）刘歆的父亲刘向去世了，皇帝任命刘歆为中垒校尉，统领校书工作，完成他父亲未竟的事业。 汉成帝死后，汉哀帝继承了皇位，西汉王朝的统治权逐渐落人王莽手中。刘歆曾与王莽共事，二人关系十分密切。王莽在汉哀帝面煎盛赞刘歆才能卓著，品行高尚，推举他做了待中太中大夫，此后又逐渐升为骑都尉、奉车光禄大夫，成为显赫人物。刘歆在校书时发现了一本《春秋左氏传》，认为这是一本非常重要的书，建议国家设立专讲这本书的学官，同时提出另外三本书《毛诗》、《逸礼》、《古文尚书》也应专门设立学官，当时各科讲学的博士都反对刘歆这一建议，刘歆就给主管学官的太常博士写了一封信，批评诸儒生抱残守缺、拒绝接受新的发现，以自己的偏
见反对真理。这封信在儒者中激起了轩然大波，当时著名儒者纷纷以各种形式攻击刘歆，指责他改乱旧有章法，底毁西汉历代皇帝建立的制度。刘歆虽然知道自己没有错，但是由于执政的大臣都怨恨他，并不断地诽谤他，他不得不采取退避的方式，主动提出离开京城，到地方去做官吏。他先是做河内太守，后又调任五原太守和涿郡太守，后来因病免官，病愈后任安定属国都尉。不久，汉哀帝死了，表面上是皇太后当政，实际上王莽已经完全掌握了朝政，王莽非常欣赏刘歆的学识，他向皇太后推荐刘敬，皇太后任命刘歆为右曹太中大夫，很快又提升为中垒校尉、羲和，京兆尹，并封为红休候。羲和是掌管天文的官名，西汉时称太史令，王莽夺权后，把许多官名都改为上古时的官名，据传说，羲和是帝尧（约公元前对世纪）时代的天文官，王莽就把太史令之称改为羲和。刘歆任天文官时，做了一项重要的天文工作，这就是编制了三统历，他对天文学的贡献都记载在三统历之中。 刘歆和王莽有着复杂的恩怨。在王莽走向权力顶峰的过程中，刘歆是积极支持王莽的。他曾参与谋划加封王莽“安汉公”等封号，而王莽也十分看重他，屡次推荐他，使他平步青云。可是，当他看到王莽羽翼已成，即将夺取汉朝皇位时，他又开始不安起来，一方面，作为汉室宗亲，他打心里不愿意看到王莽取代刘姓称帝，另一方面，由于他一直支持王莽，他又怕汉宗室和天下一切反对王莽的人仇视他。但是，大势已定，他已无能为力。 始建国元年论元9年），王莽正式做了皇帝，刘歆被封为国师、承新公，是当时皇帝之下权力最大的四辅之一。但是，刘歆此后为王莽做的事越来越少。到了地皇四年（公元23年），各地反王莽的起义势如烈火，王莽政权摇摇欲坠。王莽手下的另外两个重臣劝刘歆与他们一同起来反对王莽，刘歆终于同意了劫持王莽，投奔南阳新建立的汉政权。计谋已定，遗憾的是，迷信占星术的刘歆，坚持要等到太白星出来再举事。太白星就是金星，中国古代占星术认为它是一颗掌管战争的星，顺着它的光芒进兵就能打胜仗。实际上我们知道，金星也是一颗行星，它也象地球一样遵循开普勒行星运行三大定律绕太阳运行，与人间的战争根本没有联系。刘歆的迷信害了他自己，为等太白星出来，他们不得不推迟行动，结果延误了时机，机密泄漏，未及行动，刘歆被迫自杀。中国古代天文学家都精通占星术，但是，他们一般并不迷信占星术，在星象与人事之间，更强调人事的作用，甚至有人仅把占星术作为制造玄虚的手段。而刘歆却不是这样，一个伟大
的天文学家却成了占星术的牺牲品，演出了一场历史的悲剧。 历史贡献 刘歆对天文学有多方面的贡献，在他编制的三统历中都有反映。 三统历是根据太初历改编的，其中加入了许多新的内容。太初历是汉初天文学家邓平、落下闳等人编制的，从太初元年（公元前104年）一直行用到西汉末。刘歆系统地叙述了太初历的内容，又补充了很多原来简略的天文学知识，并仔细分析考证了上古以来的天文文献和天文记录，写成了《三统历谱》。《三统历谱》是我国古代流传下来的一部完整的天文著作，它的内容有编制历法的理论，有节气、朔望、月食以及五星等的常数和位置的推算方法，还有基本的恒星位置数据，可以说，它含有了现代天文年历的基本内容，因而《三统历谱》被认为是世界上最早的天文年历的雏形。 三统历在中国天文学史上首次提出了岁星超辰的计算方法。岁星就是木星，它在恒星背景上约每11.86年自西向东运行一周，由于11.86年与12年很接近，我国古代就认为它是12年一周天，因此把周天分为12分，称为12次，认为木星每年行经一次，12年正好运行12次，完成一周天。由于11.86年的周期较12年要快一点儿，因此经过若干年后，岁星的实际位置就较按12年一周天计算的位置超前一次，这就叫岁星超辰。设岁星经过ⅹ年超辰一次，按12年一周天计，岁星运行了ⅹ次；按照11.86年一周天计，岁星运行了一次，列成方程：ⅹ=12ⅹ/11.86 解这个方程，ⅹ＝84.71，就是说，岁星每81年到85年超辰一次。 我国在春秋时代已经发现了岁星超辰问题，但是没有提出超辰计算法，刘歆分析了《左传》等史书中关于岁星位置的记载，提出了岁星每144年超辰一次，数值虽然并不准确，但这是历史上第一个用科学态度探索岁星超辰规律的尝试，这一思想是十分宝贵的。 刘歆还是中国古代第一个提出接近正确的交食周期的天文学家。交食包括日食和月食，交食周期的最早记载出现在司马迁的《史记》中，但由于可能是某些数字的错乱，现在很难确定它的周期值。刘歆坚信日、月食都是有规律可循的自然现象，他通过分析各种书上的月食记载，提出了135个朔望月有23次交食的交食周期值。 刘歆还在《三统历谱》中对上古年代做了排出，远溯到上古，引经据典，数值虽然不太精密，但这种方法是他的独创。 刘歆除了对天文学有重大贡献外，对于中国古代书籍的分类整理和史学研究都是功不可没的。 西汉建国以后，国家逐渐搜集了一批图书，汉武帝曾下令民间献书，汉成帝也曾派人到各郡国搜集遗书，到西汉末，国家图书馆书籍堆积如山。刘向、刘歆父子受任统领
校书，刘向死后，则由刘歆独立承担这项巨大的工作，刘歆经过艰苦的努力，完成了这项工作，做成《七略》，包括《辑略》、《六艺略》、《诸子略》、《诗赋略》、《兵书略》、《数术略》、《方技略》。其中《辑略》是诸书总论和分论，其它6略实际上是把书籍分为6类。《七略》书已亡佚，班固作《汉书》有《艺文志》，共有书6略，就是采用了刘歆的分类法，大部分文字都是刘歆的原文，刘歆的这一工作对中国古代目录学和文献学都具有极其重大的意义。 刘歆对经学和史学研究也有重要影响。汉武帝时官学有《易》、《书》、《诗》、《礼》、《春秋》五经，这五经都是秦以前的经典，后来五经逐渐增到14家，由14家博士官讲授。当时的经书都是用汉朝通行的隶书写的，叫今文经。今文经学多是用迷信、烦琐而穿凿附会的内容解释经书，没有什么学术价值。当时还有一种用篆文写的经书，叫古文经书。讲古文经书的叫古文经学，它排斥迷信，语言简炼，保持古朴的传统。但由于今文经学盛行，古文经学没有立为官学。刘歆为古文经学立为官学作了积极的努力，终于在太学里立了《左氏春秋》、《毛诗》、《周礼》、《古文尚书》4个古文经学博士。 在史学方面，刘歆对《左氏春秋》作了大量研究，我们现代看到的《左传》就是经过刘歆整理校订的。
綦毋怀文
朝代 三国-南北朝
性别 男
身份 科学家
事迹 南北朝时期的著名冶金家
描述 綦毋怀文是我国南北朝时期的著名冶金家，他总结了历代炼钢工匠的丰富经验，对古代一种新的炼钢方法——灌钢法作出了突破性发展和完善，同时在制刀和热处理方面也有独特创造，为我国冶金技术的发展作出了划时代贡献。 但是綦毋怀文在史书上记载很少，只知道他生活在公元六世纪北朝的东魏、北齐时代，他喜欢“道术”，曾经做过北齐的信州（今四川省奉节县）刺史等。据《北史》和《北齐书》记载，他曾使用“灌钢法”冶炼钢刀及利用两种淬火介质进行淬火以制作刀具。这是古代关于灌钢技术最详细、最明确的较早记载。在此之前，虽然也有少量文献有关于灌钢的记载，但都非常简略，使后人难以了解其具体含义和方法。因此可以说，綦毋怀文虽然可能不是灌钢法的最早发明者，但却是目前所知灌钢法的最早实践者和革新者，为灌钢法的发展做出了无与伦比的贡献。 灌钢法是我国冶金史上的一项重大成就和伟大创造，在世界冶金史上也占有突出地位。灌钢法的基本方法就是将含碳量高的熔融状态的生铁和合碳量低的熟铁合炼，使碳分逐渐扩散、趋于均匀，最后成为合碳量较
高的优质钢。灌钢法的出现是我国古代劳动人民在长期冶炼钢铁的生产实践中，经过不断摸索和探讨，在总结前人丰富的冶炼钢铁知识和经验的基础上创造的一种新的高效炼钢方法。 我国是世界上最早使用铁的国家之一，古代劳动人民创造了许多世界性成就，为人类的发展作出了自己的贡献。 我国古代的钢铁冶炼技术和世界其他各国一样，经历了一个由低级向高级、不断发展的历史过程。春秋以前，我国的冶炼技术还处于比较原始的低级阶段，当时使用的冶铁方法称之为“块炼法”。这是由于当时炼铁使用木炭作燃料，热量少，加上炉体小，鼓风设备差，因此炉温比较低，不能达到铁的熔化温度，所以炼出的铁是海绵状的固体块，等到炉子冷却后就取出铁块。所以称之为“块炼法”，炼出的铁称之为“块炼铁”。块炼铁冶炼比较费时，质地比较软，含杂质多，必须经过锻打工艺才能成为可以使用的熟铁。 钢铁冶炼技术的进一步发展是“块炼渗碳钢”。出土文物表明，我国最迟在战国晚期已经掌握了这种最初期的炼钢技术。人们在锻打块炼铁和熟铁的过程中，需要不断地反复加热，铁吸收了木炭中的炭份，提高了合碳量，减少夹杂物就成为钢。这种钢组织紧密、碳分均匀，适用于制作兵器和刀具。 炼钢技术的进一步发展是“百炼钢”技术。这是人们在打制器物的时候，有意识地增加折叠、锻打次数，一块钢往往需要打打烧烧、烧烧打打，重复很多次，甚至上百次，所以称之为百炼钢。百炼钢碳分比较多，组织更加细密，成份更加均匀，所以钢的质量有很大提高，主要用于制作宝刀宝剑。 在西汉中晚期，我国又出现了新的炼钢技术“炒钢”，这是在生铁冶铸技术的基础上发展起来的一种炼钢新技术。大约在春秋末期，我国就已发明了生铁冶铸技术，以后经过长时间的实践和探索，逐渐形成了利用生铁为原料的炒钢技术。其基本方法是将生铁加热成半液体或液体状态，然后加入铁矿粉，同时不断搅拌，利用铁矿粉和空气中的氧来去掉生铁中的一部分碳，使生铁中的碳含量降低，除去渣滓，控制得当，就能直接获得钢，这就是炒钢技术。这项技术的发明是炼钢技术的重大突破，它使冶铁业能向社会提供大量廉价、优质的熟铁或钢，满足生产和战争的需要。炒钢的出现也大大促进了百炼钢技术的发展，人们可以以炒钢为原料，经过反复加热、折叠、锻打成质量很好的钢件。 但是炒钢和百炼钢技术还存在一定缺陷，如炒钢工艺复杂，不容易掌握；百炼钢费工费时。因此大约在东汉末，我国已可能出现了炼钢新工艺“灌钢”法的初始形式。
南北朝时，綦毋怀文对这一炼钢工艺进行了重大改进和完善，使这种新的炼钢方法趋于稳定，操作更加方便、实用。灌钢法同百炼法、炒钢法等炼钢方法相比有明显的优点，在高温下，液态生铁中的碳分及硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂发生剧烈氧化反应，这样可以去除杂质，纯化金属组织，提高金属质量。因此，灌钢法可以减少反复折叠、锻打的次数，提高劳动生产率；而且灌钢法操作简便，易于掌握，便于推广。 灌钢自出现以来，尤其是綦毋怀文进行了重大改进之后，在我国逐渐推广开来。南北朝时期，民间已用它制作刀、镰等；到了唐朝，灌钢得到进一步发展，特别是在今天的河北一带，许多冶炼家在使用綦毋怀文创造的冶炼工艺；到宋代，灌钢流行全国，已经取代炒钢和百炼钢，成为当时主要的炼钢方法；到明朝时，灌钢技术进一步发展，出现了新的工艺形式“苏钢”，这是灌钢的高级发展阶段；直到近现代，在安徽的芜湖、湖南的湘潭、四川的重庆、威远等地人们还在使用；可见其影响深远。灌钢的出现，为我国炼钢技术和生产的发展起了巨大的推动作用，在柑锅炼钢法发明之前，它一直是一种先进的主要炼钢方法。而綦毋怀文对灌钢工艺的发展作出了巨大贡献。 綦毋怀文在制刀和热处理方面同样做出了杰出贡献。他总结了前人在制刀技术和热处理方面的丰富实践经验，经过不断钻研和实践探索，创造了一套新的制刀工艺和热处理技术。他做出的刀极其锋利，能够一下子斩断铁甲30札。 在綦毋怀文之前，我国古代的钢刀大都用百炼钢制成，这样制做的刀、剑虽然性能优异锋利无比，但也存在不少缺陷，整把刀全部用百炼钢制成，因此价格昂贵；如一把东汉时期的名钢剑的价钱可以购买当时供7个人吃两年9个月的粮食。而且百炼钢制作刀剑费时费力，三国时，曹操命有司制作宝刀5把，用了三年时间。为此，綦毋怀文对制刀工艺进行了重大更新，他用灌钢法炼制的钢做成刀的刃部，而用含碳量低的熟铁作刀背，这样制成的刀具刃口锋利而不易折断，刚柔兼备、经久耐用。这表明綦毋怀文对钢铁的性能有比较深刻的认识，而且能根据不同的用途合理选择材质，发挥各种材质的优点和长处，节省某些贵重材料，降低成本和费用。一把刀的背部、刃口实际起着不同的作用，因而要求具有不同的性能。一般来说，刃口主要起刺杀作用，因而要求有比较高的硬度，这样才能保证刀的锋利，所以应该选择含碳量较高、硬度较大的钢来制造。而刀背主要起一种支撑作用，要求有比较好的韧性，使刀在受到比较大的冲击时不致折断，这样
就要选择含碳量较低、韧性较大的熟铁。綦毋怀文正是有了上述类似认识，在制作刀具时才能够将熟铁和钢巧妙结合起来，将二者恰到好处地用在合适的地方，既满足了钢刀的不同部分的不同要求，又节省大量昂贵钢材，利于钢刀的推广和普及。这种制刀工艺，今天还在沿用。 我国早在战国时代就使用了淬火技术，但是长期以来，人们一般都是用水作为淬火的冷却介质。虽然三国时的制刀能手蒲元等人已经认识到：用不同的水作淬火的冷却介质，可以得到不同性能的刀，但仍没有突破水的范围。而綦毋怀文则实现了这一突破，他在制作“宿铁刀”时，使用了动物尿和动物油脂作为冷却介质。动物尿中含有盐分，冷却速度比水快，用它作淬火冷却介质，淬火后的钢比用水淬火的钢坚硬；而动物油脂冷却速度则比水慢，淬火后的钢比用水淬火的钢有韧性。这是对钢铁淬火工艺的重大改进，一方面扩大了淬火介质的范围，另一方面可以获得不同的冷却速度，以得到不同性能的钢。綦毋怀文还可能使用了双液淬火法，即先在冷却速度大的动物尿中淬火，然后再在冷却速度小的动物油脂中淬火，这样可以得到性能比较好的钢，避免单纯使用一种淬火介质淬火（即单液淬火）的局限。因为只用一种淬火介质毕竟难以两全其美，如果使用的淬火介质冷却速度比较快，就容易引起工件开裂、变形等缺陷；如果淬火介质冷却速度缓慢，就会使工件韧性有余，硬度不足，难以满足使用的要求。这样就需要使用双液淬火法，即在工件的温度比较高的时候，选用冷却速度比较快的淬火介质，以保证工件的硬度；而在温度比较低的时候，则选用冷却速度比较小的淬火介质，以防止工件开裂和变形，使其有一定的韧性。双液淬火法是一种比较复杂的淬火工艺，掌握起来并非易事，它需要操作者有很高的技术水平和丰富经验。既要掌握好开始淬火的温度（温度过高，淬火后工件发脆，温度过低，则硬度不够），又要掌握好从第一种介质取出的时机（实际也是工件温度）；这在当时没有测温、控温设备的条件下，完全依赖操作者的感观把握和操作技巧。綦毋怀文能在这种困难条件下掌握如此复杂的淬火工艺，实在是一个了不起的成就。 綦毋怀文能在140O多年前，在钢铁冶炼、制刀、淬火工艺等方面作出如此杰出的成就，是中华民族的骄傲。我国冶金技术能够在古代长期领先于世界，正是靠了綦毋怀文和千百万工匠的辛勤劳动，他们的突出贡献，为祖国赢得了荣誉，为后人所敬仰。因此，当我们研究和总结古代科学技术的伟大成就的时候，也应该记住他们的功绩。
蒲元
朝代 三国-南北朝
性别 男
身份 科学家
事迹 &三国时期一位普通的铸、锻工匠，是著名的造刀技术能手
描述 蒲元是三国时期一位普通的铸、锻工匠，在长期的生产实践中，他积累了丰富的冶炼经验和制造技能，成为当时著名的造刀技术能手，留下许多动人的故事。 蒲元是三国时期的蜀国人，生卒年及生平不详。史书记载，他曾经在成都为刘备造刀5000把，上刻“七十二炼”。后来，他又在斜谷（今陕西省眉县西南）为诸葛亮制刀300O把。据说，他在冶炼金属、制造刀具上所用方法与常人大不一样。钢刀制成后，为了检验钢刀的锋利程度，他在大竹筒中装满铁珠，然后让人举刀猛劈，结果“应手灵落”，如同斩草一样，竹筒豁然断成两截，而简内的铁珠也被“一分为二”。因此，蒲元的制刀技艺“称绝当世”，他所制的钢刀能如此“削铁如泥”而被称为“神刀”。 蒲元能有如此精湛的制刀绝技主要取决于三点：蜀地的冶炼业的发达、前人制刀技巧和经验的继承及高超的热处理技术。 蜀地冶炼业的发达为蒲元制作钢刀创造了物质基础。早在春秋战国时期，蜀地的采矿、冶炼业已经逐渐发达。秦汉之际，冶炼业得到进一步发展，成为当时冶炼业的重要地区之一。战国时期一些因冶铁而致富的大铁商，也在这时来到这里，促进了当地冶铁业的进一步发展。如在临邓（今四川邓崃［qiong lai琼来］）就有从赵国来的卓氏和齐国来的程郑等大铁商，可见当时蜀地冶炼业的普及和发达程度。汉武帝时实行冶铁官营，在全国设置铁官49处，其中蜀地就有两处，分别设在蜀郡（今四川成都市）和广汉郡（今四川广汉），以管理蜀地的冶铁业，说明当地的冶铁业已相当发达。这些规模巨大的冶铁业和先进的冶炼技术，为生长在这一地区的蒲元施展自己的才华提供了有利条件。 古人在制刀方面的经验和技巧是蒲元获得高超的制刀技能的技术基础。我国很早就开始炼制刀剑，出现许多有名的造刀能手，积累了丰富的经验和技巧。相传在春秋末年，吴国的著名冶炼专家于将和莫邪曾炼就了两把宝剑，这两把宝剑十分精美、锋利，其中一把上面刻有龟裂纹，另一把上面有水波纹。而越国的造剑好手欧冶子更是炼造了多把宝剑，其中有的宝剑锋利异常、价值连城，当时各国争相抢夺。这些都反映了当时刀剑业的繁荣。战国时期，各国打仗频繁，刀剑业因此更加发达，楚国制造的铁兵器据说比蜂蝎的尾刺还要尖利，出现了各种各样的刀剑。战国之后，钢铁冶炼技术发展迅速，出现了“百炼钢”、“炒钢”等炼钢工艺，尤其是百炼钢，被广泛地应
用于制作优质兵器，刀剑制造技术也因此得到很大提高，出现了许多宝刀和造刀能手。例如，东汉建安年间（公元196—22O年）曹操曾经命人制造的五把宝刀，名曰“百辟刀”，就是用百炼钢锻打制成的。蒲元正是继承了我国古代炼制刀剑的丰富经验和技艺，经过他本人不断努力、实践和总结，才掌握了一手出色的制刀绝技。 热处理技术是获得高质量刀剑的关键工艺，在刀剑的制作上使用的热处理技术主要是淬火。其基本方法是把刀剑加热到较高温度，然后放入水中迅速冷却，这样就能使刀剑变得坚硬、锋利。我国早在战国时期就已经发明了淬火工艺，秦汉时期，淬火工艺得到了进一步发展，出现了对钢刀、铜剑的刃部进行局部淬火的技术。在早期的历史文献中，对淬火技术也有所记载，例如《史记·天官书》中就记载有“水与火合为**（**同淬）”，《汉书》中记述了刀剑可以用“清水淬其锋”，许慎的《说文解字》中有“淬，坚刀刃也”等等。一些杰出的刀剑制造专家还注意到了不同性能的刀剑需用不同的水淬火。如龙泉剑就是因为用龙泉水淬火而得名，曹丕命人制造的“百辟剑”是用清漳水淬火的。说明人们在淬火技术方面已经积累了比较丰富的实践经验。 蒲元在汲取前人刀剑制造技术和实践经验的基础上，刻苦钻研，勇于探索，不仅掌握了前人有关刀剑冶炼和淬火方面的技术、工艺，而且对淬火的用水进行了进一步的科学研究和尝试，对淬火工艺有了更深刻的认识和更丰富的经验。《北堂书钞》中的《蒲元别传》记载了下面一个著名故事：有一次蒲元造刀，当刀到“白亮”的程度时，需要进行淬火处理，他没有就近使用现成的汉水，而是专门派人到成都去取蜀江水。许多人感到很惊讶，蒲元则解释道；“汉水纯弱，不任淬；而蜀江水比较爽烈，适合淬刀。”当水从成都取回来后，蒲元用刃一试，当即说道，“此水中已掺杂了涪水，不能用。”可是取水者却想抵赖，硬说没有掺杂其他水。蒲元当即用刀在水中划了两划，然后说道，“水中掺进了8升清水，还敢说没有。”取水者见势不妙，赶忙叩头认罪，道出实情。原来取水者从成都返回，行至清津渡口时，不小心摔倒在地，将取来的水洒出去很多。他惊恐万分，生怕回去难以交差，情急之中取了8升清水掺在其中，以为神不知鬼不觉，可以蒙混过关，没料想却被蒲元一眼识破。在场的人无不被蒲元的奇妙技艺所折服。由此可见，蒲元对淬火工艺有着极其丰富的经验，已经掌握了不同水质对淬火后钢的质量影响的规律，因而很注意对水质的选择。 蒲元不仅是当时有名的制刀能手
，而且对各种机械也很感兴趣，在机械制作上也颇具才华。三国以前，我国陆上运输所用车辆多数为双轮车，双轮车比较平稳，承载比较大，很容易掌握平衡，使用起来十分方便。这种车比较适合在平地大道上行进，但在一些狭窄的山间小路上行进就比较难用。三国时，蜀国多为山地、丘陵，行路特别困难，在与曹魏的作战中，需要不断地运送粮草，因此就要解决适于山道的运输工具。蒲元经过不断钻研、试验探索，发明了独轮车，解决了蜀国的困难。这种独轮车非常适用于在崎岖的山间小路上行进，1000多年来一直被广泛地使用。 这样一位“神刀手”，在炼制刀剑等方面有如此高超的技艺，但在正史中却不见记载，只是在一些民间传说和其他书籍中才有所记录，使后人得以了解了蒲元的非凡技艺，得到后人的铭记和敬仰。
宇文恺
朝代 隋唐五代
性别 男
身份 科学家
事迹 &隋代有名的城市规划、建筑设计大师
描述 宇文恺是隋代有名的城市规划、建筑设计大师。长期担任隋朝主管建造方面的官员，主持建造许多大型建筑，尤其是主持建造隋朝新都大兴城和东都洛阳城，为以后各代都城建设树立了样板，展示了宇扒岂高超的建筑技艺和卓越的设计才华。 宇文恺，姓宇文，名恺，字安乐，祖上是鲜卑人。出生于长安城（今西安市西北部）。生于西魏恭帝二年（公元555年），卒于隋炀帝大业八年（公元612年）。宇文恺出身于北朝后期以武起家的豪门贵族。他的父亲宇文贵从小就喜欢武艺、厌倦诗文，史书记载宇文贵年少时曾跟随老师学习，一天他却扔下书本对老师说道；“男儿应当骑马提剑以取功名，怎么能象老师一样做博士呢？”后来就从军作战，多次荣立战功，受到皇上的封赏，逐渐成为一个显赫家族。宇文恺的大哥、二哥也和其父一样因军功显赫而被册封要职。宇文恺因是功臣之后，2岁被赠爵双泉县伯，6岁进封为安平郡公，随后又累获许多荣誉。但宇文恺并没有追随父兄骑马打仗，他从小就不喜欢弓马、刀枪之类的武事，而喜欢博览群书、学习知识，尤其喜爱建筑方面的知识，年轻时就以博学多才而闻名。20多岁时曾被任用为上开府、工部匠师中大夫，成为北周政权主管建筑的管员。 公元581年1月，隋文帝杨坚篡夺北周政权，建立隋朝。为了巩固统治地位，杨坚即位后即大肆诛杀北周宗室宇文氏家族。最初宇文恺也在被杀戮对象之列，但由于宇文恺家族与北周宗室宇文氏并非同一祖先，又因为他才学出众，很受杨坚器重，加之他的哥哥宇文忻拥戴杨坚有功，所以杨坚又派飞马传去赦令，才使他幸免一死。宇文恺因长于
土木工程建造，隋文帝多次派他监造大型工程，历任营建宗庙副监、营建新都副监、检校将作大匠、仁寿宫监、将作少监、营造东都副监、将作大匠、工部尚书等职，成为隋朝负责营建的主要高级官员，隋朝时所兴建的大兴城、东都洛阳、开凿的广通渠、修复的鲁班故道和长城等大型土木工程，是在宇文恺的规划设计和领导下完成的。其中许多工程成为我国古代建筑的杰出代表，特别是大兴城和洛阳城的建造为以后各代都城的建设树立了样板，在古代建筑技术史上占有重要地位。 宇文恺在大型工程建设上成绩卓著，主要贡献如下： （1）营建新都大兴城。长安是我国著名古都之一，历史上前后共有11个朝代在这里建都，长达llOO多年。从汉代起正式定名为长安，汉惠帝元年（公元前194年），开始修建长安城，由军匠出身的阳城延主持建造，征召了上万名民工，历时5年才完成。全城占地973公倾，城高3.5丈，共有12个城门，每门有三个门洞，可以并行四辆马车。城里有8条大街，160个封闭作坊，宫殿雄伟壮丽、房屋鳞次栉比，街道宽阔，树木成行。这是我国历史上第一座规模宏大的城市，可以和当时欧洲的罗马城相媲美，为世界注目。长安城在西汉200多年中获得了较大发展，但东汉后因不是正式首都，便逐渐走向衰落，特别是东汉末年军阀混战、战事频繁，长安城多次遭到毁灭性破坏，原来兴旺繁荣的景象已不复存在。后来虽然前赵、后秦、西魏、北周等朝代都把长安作为都城，但始终未能恢复到汉朝的规模。 隋朝建立后，开始仍以北周的旧长安城做都城。但是自东汉以来，长安城破乱不堪，宫室狭小，城里水质变成，不能食用；而且城里宫室、官署、居民混在一块，难以区分，不利于统治，也不适于社会政治，经济、文化发展的需要。因此，在开皇二年（公元582年）隋文帝下令营建新都，命高颖、宇文恺为营建正、副监。宇文恺虽然只是营建新都副监，但一些重大工程的规划、设计都出自宇文他之手，正监高颖只是负责行政监督而已。 宇文恺不愧为善于规划、精通建筑技术的专家，在营造新都大兴城的过程中，显示了多方面卓越才华。 首先，大兴城的选址比较合理。宇文恺对汉朝长安城的周围地形进行了仔细勘察，最后选定长安城东南龙首川一带平原地带作为新城城址。这里三面临水，一面傍山，水陆交通便利、风景秀丽宜人，是比较理想的建城之地。并且这里水源丰富，对解决都城的供水问题提供了极大方便，为此宇文恺开挖三条水渠引水人城。城南有永安渠和清明渠，城东有龙首渠。这既解决了城里供水问题，又使渠水迂回曲折
，汇成多处池塘，给京城增添了几分景色。 第二，整座城气势宏伟、规模巨大。全城南北长8600米，东西长9700多米，总面积约84平方公里，比今西安旧城和北京旧城都要大许多。城周围有宽约5米、高约6米的城墙环绕，有12座城门，每个方向各开3个，每个城门各开3个门洞，南面正中明德门因处在全城中轴线上开设有5个门洞，而东面春明门只有一个门洞，这些都是以前城区建设中所没有的。 第三，城内区划明确。全城由宫城、皇城、郭城组成，沿南北轴线将宫城、皇城置于全城的主要位置，郭城则围绕在宫城和皇城的东、西、南三面。宫城位于南北轴线的北部，城内用墙分隔成3部分，中部为大兴宫，是皇帝起居、听政的地方；东部为东宫，专供太子居住和办理政务；西部为掖庭宫，专供宫女学习技艺的地方。宫城南面是皇城，又叫子城，是封建社会政府机关六省、九寺、一台、四监、十八卫所在地；百官衙署行列分布，东有宗庙，西有社稷。郭城又叫罗城、京城，是城市居民和官吏的住宅区；东西两面各有一市，西为利人市，东为都令市，是京城的商业区，各占地约10000平方米，里面店铺林立、商业繁荣。这种把宫城、官署和居民区严格区分开来，划分整齐明确、布局完整对称的方式是宇文恺的一大创造，对后世都城建设有重大影响。 第四，大兴城采用了里坊制的设计原则。东西大街和南北大街纵横交错，将全城分为108个方块（不包括东西两市所占的4个及曲江池和人苑各占的1个）。每个方块当时称作“里”，唐朝称之为“坊”，因此称之为“里坊”。里坊的布局沿中轴线左右对称、均匀分布，呈棋盘式；每个里坊各有名称，大小不一；里坊内官吏、居民住宅，寺庙、道观、商业店铺等应有尽有，类似于我们现在的居民小区；里坊周围有围墙，大的里坊四面开门，中辟一字街，小的里坊开东西门，有一条横街。 第五，城里街道宽直、整齐划一。有南北大街11条、东西大街14条；通向城门的街道，宽度都在百米以上，界于宫城和皇城之间的横行街最宽，达22O米，位于南北中轴线上的主干道朱雀大街宽15O米，不通城门的街道宽度在42—68米之间，最窄的四周沿城墙的顺城街，其宽也有25米。每条大街的路旁都栽有树木，整齐划一，构成一条绿荫大道。路面铺有砖石，平整、坚实。大道两侧设有排水沟，以解决城里的排水问题。这些大街和里内街道以及首尾相通的巷道构成了四通八达的城市交通网。 大兴城于开皇二年（公元582年）6月开始营建，当年12月基本竣工，次年3月就迁人使用。前后仅用了9个月的时间，这是世界都市建设史上的一大
奇迹。大兴城规划之完整、严谨，规模之宏大，建设之快，在当时世界上是无与伦比的，在我国建筑历史上也是令人注目的里程碑式建筑，充分反映了我国古代城市规划、设计和建造的水平，也显示了宇文恺的卓越设计才能和非凡建筑技能。 宇文恺在主持建造了大兴城之后，在大业元年（公元6O5年）又主持规划建设另一座大型城市——东都洛阳城。 由于南方经济的迅速发展，自南北朝以来，全国经济中心已经逐渐南移，统治者需要的大量稻米、物资都从南方调人。因此仁寿四年（公元6O4年）隋场帝就考虑到大兴城地处西北，位置偏僻，物资调运困难，不能满足朝廷各方面的需要，而且也不利于对全国的控制。于是在大业元年下令在洛阳营建东都，仍由宇文他主持规划、设计。 东都又称东京，位于汉、魏洛阳城之西约1O公里，它北依祁山，南对龙门，地理位置优越。建筑工程自大业元年三月（公元6O5年4月）开始，次年正月（公元6O6年2月）即告建成，前后仅用了1O个月时间。由于洛阳水陆交通方便，自隋至北宋，一直作为陪都，成为又一个社会政治、经济、文化的中心。东都的规模比大兴城略小，规划、布局与大兴城相似。整体规划仍力求方正、整齐、分布均匀、对称，只是由于地形的关系，即洛水由西向东穿城而过，把全城分为南、北不相平衡的两部分，使得东都的布局难以象大兴城那样采取南北对称的方式，而只得采取了东西完全对称的格局。全城仍采用由宫城、皇城和郭城所组成，只是宫城和皇城位于全城的西北部，郭城则位于二者的东面、南面，仍采用了里坊制的设计。 宇文恺是建筑、规划、设计的多面手，除了大兴城、洛阳城的规划、设计外，在其他建筑的设计、建造上，同样表现了他的建筑才华。他曾受命率领水工开凿了连接大兴城、渭水和黄河，长300余里的广通渠。广通渠的开凿既方便了漕运，又灌溉了两岸的农田，有“富民渠”之称。后来宇文恺又受命负责在陕西歧州（今陕西凤翔县）建造仁寿宫。仁寿宫建在山峦之中，工程复杂、艰巨，遇到许多复杂的技术难题；但宇文恺凭借自己出色的规划设计和精心组织施工，用了两年多的时间，就建成了一座雄伟壮丽的宫殿。宇文恺还设计、建造许多奇妙的建筑，如他曾建造一座大型帐篷，里面可坐几千人，隋场帝曾在俞林（今属山西）城东的大帐内，宴请当地的启地可汗及其部落350O多人。他还曾制作一种大型活动建筑“观风行殿”，上面为宫殿式木结构建筑，可以拆卸和拼装，殿内可容数百人；下面设有带轮的机械，可以在地上移动，非常灵活、迅速。隋场帝曾带大
帐和“观风行殿”巡视北部边境，观者无不惊奇、赞叹。宇文恺还为建筑物设计一些神奇机关，显示了另一方面的设计才能，如在东都观文殿一个书屋的设计中，宇文恺就安置了一个很巧妙的机关，在门上悬有锦幔，上面设有两只凌空欲飞的仙鹤，当有人来到门前，踏动地上的机关时，这两只飞鹤就会冉冉升起，收起锦幔，书屋的大门也随之缓缓打开，人们如同进人神话世界。宇文恺还曾对周王朝时期朝廷的前殿——明堂进行了研究，而且绘制了明堂的建筑设计图，制作了立体模型（木样）；在明堂建筑图和木样中都使用了比例尺，这种利用比例关系绘制建筑图形和制作立体模型的方法，是中国建筑史上的一大创举。 宇文恺著有《东都图记》2O卷、《释疑》1卷和《明堂图议》2卷。除《明堂图议》的部分内容保存在《隋史》中流传到现在外，其余都已失传。
李春
朝代 隋唐五代
性别 男
身份 科学家
事迹 &隋代著名的桥梁工匠，他建造了举世闻名的赵州桥，开创了我国桥梁建造的崭新局面
描述 李春是我国隋代著名的桥梁工匠，他建造了举世闻名的赵州桥，开创了我国桥梁建造的崭新局面，为我国桥梁技术的发展作出了巨大贡献。 李春是隋代的一位普通工匠，由于史书缺乏记载，他的生平、籍贯及生卒年月已无法得知。我们仅能根据唐代中书令张嘉贞为赵州桥所写的“铭文”中有：“赵郡**河石桥，隋匠李春之迹也，制造奇特，人不知其所以为。”我们方知道是李春建造了这座有名的大石桥。 关于赵州桥还有一段美丽的传说，相传赵州桥是鲁班所造，这座大桥建成后，八仙之一的张果老倒骑着毛驴，带着柴荣，也兴冲冲地去赶热闹。他们来到桥头，正巧碰上鲁班，于是他们便问道：这座大桥是否经得起他俩走。鲁班心想：这座桥，骡马大车都能过，两个人算什么，于是就请他俩上桥。谁知，张果老带着装有太阳、月亮的褡裢，柴荣推着载有“五岳名山”的小车，所以他们上桥后，桥竟被压得摇晃起来。鲁班一见不好，急忙跳进水中，用手使劲撑住大桥东侧。因为鲁班使劲太大，大桥东拱圈下便留下了他的手印；桥上也因此留下了驴蹄印、车道沟、柴荣跌倒时留下的一个膝印和张果老斗笠掉在桥上时打出的圆坑。当然这只是人们编造的一个神话故事，以纪念古代的能工巧匠。 赵州桥是安济桥的俗称，它位于今河北省赵县城南五里的**河上，横跨**河南北两岸，是我国现存最早的大型石拱桥，也是世界上现存最古老、跨度最长的敝肩圆弧拱桥。大桥全长50.83米，宽9米，主孔净跨度为37.O2米。全桥全部用石块建成，共用石块1000
多块，每块石重达1吨，桥上装有精美的石雕栏杆，雄伟壮丽、灵巧精美。它以首创的敝肩拱结构形式、精美的建筑艺术和施工技巧等杰出成就，在中外桥梁史上令人瞩目，充分代表了我国古代劳动人民在桥梁建造方面的丰富经验和高度智慧。 赵州桥建于隋代，隋朝统一中国后，结束了长期以来南北分裂、兵戈相见的局面，促进了社会经济的发展。当时的赵县是南北交通必经之路，从这里北上可抵重镇涿郡（今河北涿州市），南下可达京都洛阳，交通十分繁忙。可是这一交通要道却被城外的**河所阻断，影响了人们来往，每当洪水季节甚至不能通行，为此隋大业元年（公元6O5年）决定在**河上建设一座大型石桥以结束长期以来交通不便的状况。李春受命负责设计和大桥的施工。李春率领其他工匠一起来到这里，对**河及两岸地质等情况进行了实地考察，同时认真总结了前人的建桥经验，结合实际情况提出了独具匠心的设计方案，按照设计方案精心细致施工，很快就出色地完成了建桥任务。李春他们在设计和施工中创下许多技术成就，把我国古代建筑技术提高到一个全新的水平。 赵州桥的设计在我国桥梁技术史有以下创新： （1）采用圆弧拱形式，改变了我国大石桥多为半圆形拱的传统，我国古代石桥拱形大多为半圆形，这种形式比较优美、完整，但也存在两方面的缺陷：一是交通不便，半圆形桥拱用于跨度比较小的桥梁比较合适，而大跨度的桥梁选用半圆形拱，就会使拱顶很高，造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。二是施工不利，半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高，增加施工的危险性。为此，李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式，使石拱高度大大降低。赵州桥的主孔净跨度为37.O2米，而拱高只有7.25米，拱高和跨度之比为1:5左右，这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的，桥面过渡平稳，车辆行人非常方便，而且还具有用料省、施工方便等优点。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大，需要对桥基的施工提出更高的要求。 （2）采用敝肩。这是李春对拱肩进行的重大改进，把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敝肩拱，即在大拱两端各设两个小拱，靠近大拱脚的小拱净跨为3．8米，另一拱的净跨为2．8米。这种大拱加小拱的敝肩拱具有优异的技术性能，首先可以增加泄洪能力，减轻洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。古代**河每逢汛期，水势较大，对桥的泄洪能力是个考验，四个小拱就可以分担部分洪流，据计算四个小拱可增加过水面积16％左右，大大降低洪水对大桥的影响，提高大桥的安全性。其次敝肩
拱比实肩拱可节省大量土石材料，减轻桥身的自重，据计算四个小拱可以节省石料26立方米，减轻自身重量700吨，从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力，增加桥梁的稳固。第三增加了造型的优美，四个小拱均衡对称，大拱与小拱构成一幅完整的图画，显得更加轻巧秀丽，体现建筑和艺术的完整统一。第四符合结构力学理论，敝肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况，可减少主拱圈的变形，提高了桥梁的承载力和稳定性。 （3）单孔。我国古代的传统建筑方法，一般比较长的桥梁往往采用多孔形式，这样每孔的跨度小、坡度平缓，便于修建。但是多孔桥也有缺点，如桥墩多，既不利于舟船航行，也妨碍洪水宣泄；桥墩长期受水流冲击、侵蚀，天长日久容易塌毁。因此，李春在设计大桥的时候，采取了单孔长跨的形式，河心不立桥墩，使石拱跨径长达37米之多。这是我国桥梁史上的空前创举。 赵州桥不仅设计独特，而且建造技术也非常出色，有许多创造性。 （1）桥址选择比较合理，使桥基稳固牢靠。李春根据自己多年丰富的实践经验，经过严格周密勘查、比较，选择了**河两岸较为平直的地方建桥，这里的地层是由河水冲积而成，地层表面是久经水流冲涮的粗砂层，以下是细石、粗石、细砂和粘土层。根据现代测算，这里的地层每平方厘米能够承受4．5到6．6公斤的压力，而赵州桥对地面的压力为每平方厘米5——6公斤，能够满足大桥的要求。选定桥址后在上面建造地基和桥台，自建桥到现在，桥基仅下沉了5厘米，说明这里的地层非常适合于建桥。 （2）赵州桥的砌置方法新颖、施工修理方便。李春就地取材，选用附近州县生产的质地坚硬的青灰色砂石作为建桥石料，在石拱砌置方法上，均采用了纵向（顺桥方向）砌置方法，就是整个大桥是由28道各自独立的拱券沿宽度方向并列组合而成，拱厚皆为 1.O3米，每券各自独立、单独操作，相当灵活，每券砌完全合拢后就成一道独立拼券，砌完一道供券，移动承担重量的“鹰架”，再砌另一道相邻拱。这种砌法有很多优点，它既可以节省制作“鹰架”所用的木材，便于移动；同时又利于桥的维修，一道拱券的石块损坏了，只要嵌入新石，进行局部修整就行了，而不必对整个桥进行调整。 （3）在保持大桥稳定性方面采取了许多严密措施。为了加强各道拱券间的横向联系，使28道拱组成一个有机整体，连接紧密牢固，李春采取了一系列技术措施。l）每一拱券采用了下宽上窄、略有“收分”的方法，使每个拱券向里倾斜，相互挤靠，增强其横向联系，以防止拱石向外倾倒；在桥的宽
度上也采用了少量“收分”的办法，就是从桥的两端到桥顶逐渐收缩宽度，从最宽9．6米收缩到9米，以加强大桥的稳定性。2）在主券上均匀沿桥宽方向设置了5个铁拉杆，穿过28道拱券，每个拉杆的两端有半圆形杆头露在石外，以夹住28道拱券，增强其横向联系。在4个小拱上也各有一根铁拉杆起同样作用。3）在靠外侧的几道拱石上和两端小拱上盖有护拱石一层，以保护拱石；在护拱石的两侧设有勾石6块，勾住主拱石使其连接牢固。4）为了使相邻拱石紧紧贴合在一起，在两侧外券相邻拱石之间都穿有起连接作用的“腰铁”，各道券之间的相邻石块也都在拱背穿有“腰铁”，把拱石连锁起来。而且每块拱石的侧面都凿有细密斜纹，以增大摩擦力，加强各券横向联系。这些措施的采取使整个大桥连成一个紧密整体，增强了整个大桥的稳定性和可靠性。 （4）赵州桥的桥台独具特色。桥台是整座大桥的基础，必须能承受大桥主拱圈（桥身主体）轴而向力分解而成的巨大水平推力和垂直压力。赵州桥的桥台具有下述特点：l）低拱脚：拱脚在河床下仅半米左右；2）浅桥基：桥基底面在拱脚下1．7米左右；3）短桥台：由上至下，用逐渐略有加厚的石条砌成5米长、6．7米宽、9．6米高的桥台。这是一个既经济又简单实用的桥台。为了保障桥台的可靠性，李春采取了许多相应的固基措施。为了减少桥台的垂直位移（即由大桥主体的垂直压力造成的下沉），李春采取了在桥台边打入许多木桩的措施，以此来加强桥台的基础；这种方法在今天的厂房、桥梁的建造上也经常采用。为了减少桥台的水平移动（即由大桥主体的水平推力造成的桥台后移），李春采用了延伸桥台后座的办法，以抵消水平推力的作用。为了保护桥台和桥基，李春还在沿河一侧设置了一道金刚墙，一方面可以防止水流的冲蚀作用，另一方面金刚墙和桥基、桥台连成一体，增加了桥台的稳定性。由以上措施保证了大桥具有坚固的桥台，提高了大桥的坚实程度。 赵州桥的敝肩圆弧拱形式是我国劳动人民的一大创造，西方在14世纪才出现敝肩圆弧石拱桥，已经比我国晚了600多年。英国著名中国科学技术史专家李约瑟博士在其巨著《中国科学技术史》中曾经列举了26项从1世纪到18世纪先后由我国传到欧洲和其他地区的科学技术成果，其中的第18项就是弧形拱桥。 赵州桥建成后成为中国北南交通的要冲，有“坦途箭直千人过，驿使驰驱万国通”的美誉。舟船在桥下航行，人马车辆从桥上驶过，大大方便了交通运输和人民生活，为**河两岸人员来往提供了便利条件。这座大桥自建成至今已有130O多年
，这期间经历了8次以上地震的影响，8次以上战争的考验；承受了无数次人畜车辆的重压，饱经无数次风刀霜剑、冰雪雨水的冲蚀，却雄姿不减当年，仍巍然屹立在**河上。解放以后，赵州桥被列为全国重点文物保护单位，有关部门对这一古代大桥进行了彻底维修，以保持其辉煌的历史地位。赵州桥已成为中国人民聪明智慧的象征和进行爱国主又、历史主又教育的场所。 赵州桥的建成在我国桥梁史上具有重要影晌，它的大跨度、圆弧拱、敝肩形式力以后的桥梁建设开创了新的天地。隋代以后，出现了杵多与赵州析相类似的大型拱桥，已经发现的就有十几座，如山西崞县的普济桥、晋城的景德桥、河北赵县的永通桥、济美桥等。赳州桥已经成为我国桥梁建设的典范。 然而象赵州桥这样突出的技术成就和象李春这样杰出的桥梁专家，在封建社会中并不为封建统治者所重视，甚至在史书中也没有留下多少痕迹，我们除了知道隋朝工匠李春设计建造了这座举世闻名的大桥外，其他却一无所知，不能不说是一个很大的遗憾。但是即使如此我们仍然坚信：李春作为一代桥梁专家和赵州桥作为一座历史名桥将永载祖国史册，为后人所牢记。