中國科學(xué)技術(shù)史-良-第8宋元

1、1,第八章 宋元時期的科學(xué)技術(shù),第一節(jié) 社會與學(xué)術(shù)的發(fā)展第二節(jié) 自然科學(xué)的發(fā)展第三節(jié) 科學(xué)的應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展,2,第一節(jié) 社會與學(xué)術(shù)的發(fā)展,《夢溪筆談》1086年，沈括完成《夢溪筆談》，這是沈括晚年的一部最重要的著作。這部書有609個條目（胡道靜校注本），其中記載科技內(nèi)容的條目占3/5，其內(nèi)容涉及天文、氣象、歷法、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、地質(zhì)、地理、醫(yī)藥、農(nóng)學(xué)、軍事，以及工程技術(shù)等學(xué)科。,,3,,全書共30卷、10多萬字，這部輝

2、煌巨著是中國古代的學(xué)術(shù)奇葩，除中國學(xué)者作過認(rèn)真的研究之外，英國科學(xué)史家李約瑟也作過詳細(xì)的研究。李約瑟根據(jù)清末詅癡簃（yí）本《夢溪筆談》按現(xiàn)代科學(xué)分科，將其內(nèi)容大致分為25個項目。,4,沈括,宋元科技畫卷中焦點差不多是集中在沈括身上的。沈括是中國科學(xué)技術(shù)史上最為卓越的人物之一。1030年他生于北宋錢塘（杭州），進(jìn)士出身，多次出使西夏和遼廷等鄰邦，主持過水利工程建設(shè)，還擔(dān)任過太常丞及翰林學(xué)士。不管是在他的旅行中，還是在他公務(wù)繁忙

3、之時，沈括從不忘記錄包括科學(xué)和技術(shù)心得在內(nèi)的一些體會。沈括的著作很多，有40余種，僅在《宋史·藝文志》中就記載了22種。,5,,若按3大類區(qū)分，《夢溪筆談》大致：人文資料（270條）：官員生活和朝廷（60）、學(xué)術(shù)與考試制度（10）、文字和藝術(shù)（70）、法律和警務(wù)（11）、軍事（25）、雜聞和軼事（72）、占卜玄術(shù)和民間傳說（22）。 人文科學(xué)（107條）：人類學(xué)（6）、考古學(xué)（21）、語言學(xué)（36）、音樂（44）。,6,,

4、自然科學(xué)（207條或255條）：易經(jīng)、陰陽和五行（7或13）、數(shù)學(xué)（11或12）、天文和歷法（19或26）、氣象學(xué)（18或10）、地質(zhì)和礦物學(xué)（17或7）、地理和制圖學(xué)（15）、地理學(xué)（6）、化學(xué)（3或9）、工程、冶金和工藝學(xué)（18或3）、農(nóng)藝（6）、灌溉和水利工程（6或7）、建筑學(xué)（6或10）、醫(yī)學(xué)和藥物學(xué)（23或17）、生物科學(xué)、植物學(xué)和動物學(xué)（52或71）、度量衡（0或3）、樂律（0或21）、物理（0或19）。總計（584條）。

5、,7,《夢溪筆談》中屬于沈括自己創(chuàng)見的,如：數(shù)學(xué)上的“隙積術(shù)”和“會圓術(shù)”；物理學(xué)上提出的海潮理論，磁偏角的發(fā)現(xiàn)，凹面鏡成像的解釋；天文與氣象上關(guān)于“十二氣歷”的創(chuàng)議；地理上立體地形圖的首創(chuàng)；地質(zhì)學(xué)和地貌學(xué)上關(guān)于“海陸變遷”和水流侵蝕作用的認(rèn)識；生物學(xué)和藥物學(xué)上關(guān)于植物名稱和性狀的訂正，藥用植物采集時間及服用方法的辯證論證，物種變異的研究，等等。還有：為適應(yīng)作戰(zhàn)需求而提出的籌糧方案，其計算方法已接近現(xiàn)代運籌學(xué)的思想。,8,沈

6、括獲得如此高成就的原因,首先，沈括重視普通民眾的聰明智慧，他在《長興集·上歐陽參政書》中說：“至于技巧、器械、大小、尺寸、黑黃蒼赤豈能盡出于圣人！百工、群有司、市井、田野之人莫不預(yù)焉?！彼选鞍俟ぁ?、“市井”、“田野之人”等“小人”提高到與“圣人”并列的地位。,9,,沈括注意總結(jié)勞動群眾的經(jīng)驗，重視他們的發(fā)明創(chuàng)造。如：“布衣”畢昇發(fā)明的活字印刷術(shù)建筑工程專家喻皓的精巧技術(shù)和《木經(jīng)》水工高超創(chuàng)造的分三段下埽（sà

7、o，用秫秸和樹枝等制成的修建或保護(hù)堤岸的材料）的先進(jìn)合龍堵口方法平民歷算家衛(wèi)樸的《奉元歷》鍛坊工人的“灌鋼”、“團(tuán)鋼”和“冷鍛”、“熱煅”的復(fù)雜冶煉技術(shù)信州鉛山人民發(fā)明的熬膽礬取銅淮內(nèi)漕渠的復(fù)閘,10,沈括的科研方法,1）善于觀察沈括通過對自然現(xiàn)象的敏銳細(xì)微的觀察，其認(rèn)識要求與客觀現(xiàn)象一致。他在研究“極星和北極位置”相關(guān)的問題時說，要“實考天度”，“其法須測驗每夜昏、曉，夜半月及五星所在度秒，置簿錄之，滿五年，其間剔去云陰及晝

8、見日數(shù)外，可得三年實行，然后以算術(shù)綴之”（《夢溪筆談》卷8）。所以才能知道“五星行度其跡如循柳葉，兩末銳，中間往返之道相去甚遠(yuǎn)”。沈括為了測定天空北極所在，用了3個多月的時間，夜夜觀測，且畫了200多張圖，得出北極已離開極星3度有余。他詳細(xì)觀察磁針指示的方向，發(fā)現(xiàn)地磁偏角的現(xiàn)象。,11,2）不斷驗證,在進(jìn)行觀察時，沈括特別注意選擇典型，進(jìn)行實驗。如對野葛（又名“斷腸草”）的觀察，據(jù)說它有劇毒，吃了會“投杯已卒”。為了研究它，他“嘗令人

9、完取一株觀之”，經(jīng)過細(xì)心地觀察和比較，他認(rèn)識到，野葛“其草蔓生，如葛；其藤色赤，節(jié)粗，似雞藤；葉圓有尖，皆相對；花黃細(xì)，戢戢然（收斂貌）一如茴香花，生于節(jié)葉之間”（《夢溪筆談補》卷3），并指出，《酉陽雜俎》中說的野葛的花似槴子稍大是錯誤的，并告誡人們，《千金》、《外臺》等書中，有用野葛者，要“特宜仔細(xì)，不可取其名而誤用”。,12,,不經(jīng)驗證的東西，他是不輕信的。經(jīng)過驗證，理論與實際“莫不吻合”，他才相信。沈括說：“予所謂良方者，必目睹

10、其驗，如著于篇；聞不預(yù)也”。（《蘇沈良方序》）只有不斷驗證，才能達(dá)到真知。,13,3）深達(dá)其理,沈括不以感性的認(rèn)識為限，他要求對事物的認(rèn)識要“深達(dá)其理”，從感性認(rèn)識提高到理性認(rèn)識。他認(rèn)為，只有深達(dá)其理，才能認(rèn)識事物的本質(zhì)，才能科學(xué)地解釋運動發(fā)展的規(guī)律。,14,,沈括用陽燧（凹面鏡）照物，成像是倒的。他認(rèn)為，這是物體和凹面鏡中間有一個“礙”，《夢溪筆談》（卷3）中載有：“陽燧面洼，向日照之，光皆聚向內(nèi)，離鏡一、二寸，光聚為點，大如麻菽，著

11、物則火發(fā)，此即腰鼓最細(xì)處也”。他還用搖櫓上的支點來說明“礙”，人力推動櫓柄往左，櫓身往右。而后，他又推廣到解釋鳶飛空中的現(xiàn)象，鳶的影子和鳶飛行方向相反，窗外的樓塔由于光線穿過窗上的小孔，它所成的影子也是倒的。沈括認(rèn)為，這是“礙”的“本末相格”，這樣反復(fù)比喻，他從實驗觀察到理論驗證，解釋了光沿直線行進(jìn)和光線穿過小孔與焦點形成光束，進(jìn)而形成影（像）的道理。這是關(guān)于凹面鏡焦點的最早的明確描述。,15,第二節(jié) 自然科學(xué)的發(fā)展,一、數(shù)學(xué)沈括

12、“宋元四大家”: 南方的秦九韶和楊輝，北方的李冶和朱世杰,16,1．沈括,1）隙積術(shù)在《九章》中，雖有等差級數(shù)和等比級數(shù)的記載，但未解決“隙積”求和問題。沈括創(chuàng)“隙積術(shù)”（《夢溪筆談》卷18）后，才確立了求和公式，解決了高階算術(shù)級數(shù)求和問題。所謂“隙積”，就是有空隙的體積，如累棋子、堆缸盆之類皆是。計算這些有空隙的體積，不能用一般的算法，只能用“隙積術(shù)”。,17,,2）“會圓術(shù)” [“覆畝之法”（《夢溪筆談》卷18）]用此法解決已

13、知圓的直徑和弓形的高（即矢）而求弓形底（即弦）和弓形弧的問題。他得到了中國古代數(shù)學(xué)史上第一個求弧長的近似公式。對天文學(xué)發(fā)展和歷法改革起到了不小的作用。郭守敬在《授時歷》中使用“弧矢割圓術(shù)”，就是此法。,18,,3）運籌學(xué)沈括利用運籌思想分析和研究了后勤供糧與運兵進(jìn)退的關(guān)系等問題，提出了解決糧草供應(yīng)的最好辦法是“因糧于敵”（《夢溪筆談》卷11），因為靠兵民輸送糧食，不但多費，且難行遠(yuǎn)。,19,2．宋元四大家,秦九韶（1202-1261）

14、的《數(shù)書九章》（1247）雖以九章為名，但已突破了原有的次序。其中他推廣了賈憲的增乘開方法，敘述了高次方程的數(shù)值解法，他列舉了有關(guān)方程解法的20多個問題，最高次的為10次方程。16世紀(jì)意大利人菲爾洛才提出三次方程解法。秦九韶還系統(tǒng)地研究了一次同余式定理（“大衍求一術(shù)”）。,20,李冶（1192-1279）,1248年，李冶編制的《測圓海鏡》是流傳下來講解“天元術(shù)”的著作，這在數(shù)學(xué)史上是一項杰出的成果，在《測圓海鏡·序》中，李冶

15、批判了輕視科學(xué)實踐，以數(shù)學(xué)為“九九賤技”、“玩物喪志”等謬論。天元術(shù)和四元術(shù)是宋元數(shù)學(xué)上的一朵奇葩，天元術(shù)最初流傳于中國北方，而后逐漸傳播開來，“平陽（臨汾）蔣周撰《益古》，博陸（蠡縣）李文一撰《照膽》，鹿泉（獲鹿）石信道撰《鈐經(jīng)》，平水（山西新絳）劉汝諧撰《如積釋鎖》，絳（新絳）人元裕細(xì)草之，后人始知有天元也”。,21,楊輝,在《詳解九章算法》（1261）中，楊輝用“垛積術(shù)”求出幾類高階等差級數(shù)之和。1274年，他又在《乘除通變本末》

16、中提出“九歸捷法”，介紹了籌算乘除的各種運算法。賈憲（1011-1075）于1050年前后在《黃帝九章算法細(xì)草》中創(chuàng)造了開任意高次冪的“增乘開方法” 。賈憲還列出了二項式定理系數(shù)表，他是以三角形的形式表示的。,22,朱世杰,朱世杰“演數(shù)有年，探三才之賾，索九章之隱，按天地人物立成四元”。1303年著《四元玉鑒》。這是綜合天元、天地二元，天地人三元，天地人物四元的一部數(shù)學(xué)著作，朱世杰從“天元術(shù)”推廣到“四元術(shù)”（高次，四元聯(lián)立方程），

17、并提出消元的解法。天元術(shù)以“元”表未知數(shù)，“太”表常數(shù)，列出代數(shù)式進(jìn)行演算，由四元四式消到一元一式，這種消元法在代數(shù)學(xué)上有很重要的意義。,23,,朱世杰對各種有限項級數(shù)求和問題進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上提出了高次差的內(nèi)插公式。薩頓評價道：朱世杰是“他那個民族、他那個時代、并且確實也是所有時代最偉大的數(shù)學(xué)家之一”。,24,,1360年，元末陶宗儀的《南村輟耕錄》（卷29）載有，“算盤珠……，拔之則動”。在公元14世紀(jì)，中國開始使用珠算。在現(xiàn)

18、代計算機出現(xiàn)之前，這是世界上簡便有效的計算工具。,25,二、天文學(xué),1．沈括對于月光，沈括認(rèn)為：“月本無光，猶銀丸，日耀之乃光耳”。（《夢溪筆談》卷7）沈括認(rèn)為，潮汐是由于月球作用，“予?？计湫泄?jié)：每至月正臨子、午，則潮生，侯之萬萬無差”（《夢溪筆談補》卷2）。反對海潮是“日出沒所激而成”的看法。,26,,沈括提出“十二氣歷”。他指出：“今為術(shù)莫若用十二氣為一年，更不用十二月，立以立春之日為孟春之一日，驚蟄為仲春之一日，大盡三十一日

19、，小盡三十日，歲農(nóng)齊月，永無閏余”。（《夢溪筆談補》卷2）十二氣歷實際上是陽歷，它不以月道為基礎(chǔ)，而以黃道為根據(jù)。以節(jié)氣定月份，大月三十一天，小月三十天，不置閏月，十二個節(jié)氣為一年。這種把二十四節(jié)氣和十二個月完全統(tǒng)一起來的歷法，可使節(jié)氣和月份相合，四時節(jié)氣常正，非常適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。沈括在序言中講到，“異時必有用予之說者”得到了實現(xiàn)。 1853年，太平天國頒布《天歷》和沈括的“十二氣歷”非常類似。1073年，沈括主持制造新的渾儀，并著《渾

20、儀議》、《浮漏議》和《景表議》等重要著作（《宋史·天文志》和《宋史·律歷志》）。,27,2．蘇頌和水運儀象臺,1054年，金牛座超新星爆發(fā)的記錄和元祐初年的水運儀象臺的創(chuàng)制是這時天文學(xué)的兩件重要事件。前者為現(xiàn)代天體物理學(xué)的研究提供了寶貴的資料，后者是世界上第一座結(jié)構(gòu)復(fù)雜的活動天文臺。水運儀象臺是由蘇頌（1020-1101）和韓公廉聯(lián)合創(chuàng)制。蘇頌的《新儀象法要》內(nèi)有150多種機械零件和60多張圖。,28,,29,,

21、,30,,儀象臺總高3丈5尺6寸5分、寬2丈1尺，儀象臺分為三層：上層放渾儀，中層放渾象，下層報時刻。該天文臺還可以用于觀測天象和自動演示天象運行的情況，還是能自動報時的大型天文鐘。在計時部分中，有一種極其重要的發(fā)明，即控制樞輪按等時轉(zhuǎn)動的“天衡”。這一部分機構(gòu)的構(gòu)造，已相當(dāng)于近代鐘表上的擒縱器或卡子的作用，在鐘表發(fā)展史上有著極為重要的意義。,31,3．星圖,1010-1106年，北宋進(jìn)行了5次大規(guī)模的恒星位置的觀測，元豐年間（107

22、8-1085）的觀測結(jié)果是由黃裳（？—1129）繪成星圖，公元1247年被刻成石刻《天文圖》（現(xiàn)在保存在江蘇蘇州），圖上共有144顆星（《宋史·黃裳傳》、王致遠(yuǎn)《地理圖跋》）。這是世界上現(xiàn)存最古老的星圖之一。,,32,4．歷法,1072年，平民天文學(xué)家衛(wèi)樸主持修訂歷法，創(chuàng)《奉元歷》（《夢溪筆談》卷8）。1199年，南宋楊忠輔制訂《統(tǒng)天歷》時，用實測方法得到一回歸年的長度為365.2425日（誤差26秒），《格里高利歷》是1

23、582年10月開始使用的（現(xiàn)仍通用）與此值相等。,33,,郭守敬編制《授時歷》時也接受了《統(tǒng)天歷》的數(shù)據(jù)。耶律履（1131-1191）著《乙未歷》，定一回歸年為365.2431日，其子耶律楚材著《四征庚午元歷》，并創(chuàng)設(shè)甲差的計算方法。1280年，郭守敬（1231-1361）和王恂（1235-1281）制訂《授時歷》，這是我國古代最精確和使用時間最長的歷法。,34,5．郭守敬,13世紀(jì)末，元大都是世界上天文觀測和研究最發(fā)達(dá)的中心之一。

24、當(dāng)時在河南登封建造的靈臺擁有高達(dá)40尺的“圭表”，他還新創(chuàng)了結(jié)構(gòu)新穎的“簡儀”和“簡單實用的仰儀”等，以及其它近20種新制的天文觀測儀器。這座靈臺規(guī)模之大，設(shè)備之完善，工作人員之多，在當(dāng)時的世界上是少有的，其領(lǐng)導(dǎo)者是郭守敬。,35,,郭守敬，字若思，邢州邢臺人。1276年7月28日，元世祖忽必烈下令成立太史局（掌管天文歷法的制定工作），開始了我國歷史上規(guī)模最大的改歷工作。后來又?jǐn)U大成太史院。郭守敬被調(diào)到此院，負(fù)責(zé)儀器制作和天文觀測，成了

25、改歷工作的實際負(fù)責(zé)人。,36,,為了編制精確的歷法，就要測量天體在天球上的位置，掌握其變化規(guī)律。因此，首先要具備先進(jìn)的測量儀器，郭守敬針對當(dāng)時渾儀的缺點，進(jìn)行了革新與創(chuàng)造。1276年，他取消了黃道坐標(biāo)系統(tǒng)，并把赤道坐標(biāo)系統(tǒng)和地平坐標(biāo)系統(tǒng)變成兩個獨立的裝置，即赤道裝置和地平裝置。,37,簡儀,簡儀的雙拉式赤道裝置與現(xiàn)代天文望遠(yuǎn)鏡使用的基本結(jié)構(gòu)一樣。這種儀器的重要特點是沒有妨礙視線的圓環(huán)，從根本上克服了渾儀的缺點；同時又增加了窺衡裝置，觀測

26、時可防止因人眼晃動所產(chǎn)生的誤差，這在世界上也是最早使用的裝置。,,38,,郭守敬還制作了自動報時的“七寶燈漏”，觀測恒星位置定時間的“星晷定時儀”，專供測日月食的“日月食儀”，能夠表演多種天象變化的“水運渾象”（《元史·郭守敬傳》、《元史·天文志》）。這些儀器設(shè)計思想先進(jìn)，且實際應(yīng)用效率超過了古代同類儀器的水平。,39,,郭守敬利用這些儀器，進(jìn)行了精密的和廣泛的天文觀測工作。在他的建設(shè)下，除建靈臺外，還在北起北緯65

27、°，南至北緯15°（元朝1°為今0.98°），即元帝國的疆域內(nèi)設(shè)置了26個觀象臺、站，進(jìn)行了世界上空前規(guī)模的天文測量。郭守敬率領(lǐng)觀測人員在大都、上都、河南、南海等地進(jìn)行了實測。為編訂《授時歷》積累了大量精確數(shù)據(jù)。,40,《授時歷》,《授時歷》用到明末，使用了360多年。 《授時歷》特點和成就是，“用創(chuàng)造簡儀、高表、憑其測到實數(shù)，所考正者凡七事……，所創(chuàng)法者凡五事……”（《元史·郭守敬》

28、）。7項“考正”就是對歷代長期使用的天文數(shù)據(jù)，用新創(chuàng)制的儀器，經(jīng)四年的實測，加以考核和訂正。5項“創(chuàng)法”是創(chuàng)立新的推算方法，應(yīng)用了近似的球面三角術(shù)處理黃經(jīng)求赤經(jīng)的換算，用完備的三次內(nèi)插公式來處理日、月和行星的運行度數(shù)。,41,,郭守敬指出：歷代上元積年法（“日月合璧”、“五星連珠”）之所以在一段時間后就出現(xiàn)差錯，這是因為“蓋天道自然，豈人為附會所能茍合哉”?！而且“夫七政（日月五行星）運行于天，進(jìn)退自有常度”，沒有必要去求一個毫無意

29、義的“上元”?！妒跁r歷》廢除了“上元積年法”，開創(chuàng)了中國古歷的新紀(jì)年。,42,6．天氣,南宋呂祖謙于1180-1181年間寫的《庚子-辛丑日記》（載《東萊呂太史文集》卷15，《續(xù)金華叢書》）記錄了浙江金華地區(qū)一年零七個月的物侯，其中包括20多種植物開花以及春鶯初到、秋蟲秋鳴等的時間，這是現(xiàn)存世界上最早的實測物候記錄，對物候?qū)W的研究很有價值。1247年，秦九韶記載了計量降雪量的“峻積驗雪”和“竹器驗雪”；計算雨量器容積的“天地測雨”和“

30、圓罌測雨”的題目。這說明中國是世界上最早使用雨雪量器的國家。1360年，元末婁元禮編成《田家五行》。該書記載了古代積累的豐富的看天經(jīng)驗，從不同側(cè)面揭示了天氣變化的一些規(guī)律，包括短期預(yù)報和中長期預(yù)報，至今仍有參考價值。,43,三、地理學(xué)與地質(zhì)學(xué),1．地理學(xué)976-984年間，北宋樂史（930-1000）編著《太平寰宇記》200卷；1150年，南宋鄭樵（1104-1162）編著《通志》，其中的《地理略》和《都邑略》記載了全國各地的地方志

31、以及人物、物產(chǎn)、風(fēng)俗、地理沿革等資料，是地理學(xué)上一項重大總結(jié)工作，并為后代地志學(xué)開了先河。沈括把地圖的測繪工作向前推進(jìn)了一大步。1075-1087年間，他花了12年時間，編制了一整套（“二寸折百里”）國家地圖集，取名《天下州縣圖》，其中最大一幅圖，總高一丈二尺、寬一丈（《長興集》卷16，《夢溪筆談補》卷3），這是當(dāng)時最好的地圖。,44,,1074年，沈括“奉使安邊”，他“遍覆山川”，進(jìn)行實地考察，制成木質(zhì)立體模型圖（《夢溪筆談》卷25

32、），對軍事作戰(zhàn)很有價值。1072年，沈括整治汴河工程時，創(chuàng)造了分層筑堰的水準(zhǔn)則量方法，實測了從開封到泗州河段共840里130步的坡降，測得高差為19.486丈，達(dá)到很高的精度。同時，他用水位測量的方法，測出黃河河床高出兩岸1丈2尺多，他是中國第一個采用水位測量法的科學(xué)家。,45,,1075年，沈括在勝利出使契丹國的歸途中，悉心收集了有關(guān)山川道路和風(fēng)土人情，著成《使契丹國鈔》（《宋史·沈括傳》），他在制圖過程中，采用“飛鳥圖法

33、”，以比例尺表明距離，把方向分為24個（原為8個方向），把州郡的方位記錄下來。以后，如地圖遺失，可按說明重畫，“毫發(fā)無差”。在900年前，沈括能把方向分為24個，很精細(xì)。,46,,1280年，元政府派契丹族都實等人對黃河的真正源頭進(jìn)行了考察，對河源區(qū)的扎陵湖、鄂陵湖和星宿海一帶作了詳細(xì)考察。后來，潘昂宵根據(jù)都實的調(diào)查寫成了《河源志》，明確指出，黃河河源在星宿海西南百余里處，該處有“水從地涌出如井，其井百余”（《元史·地理志&#

34、183;河源附錄》）。這是一項非常重要的地理成就。在沈括之后，中國最偉大的地理學(xué)家之一朱思本（1273-1333）又繪制了全國地圖《輿地圖》（羅洪先：《廣輿圖》所載朱思本《自敘》），使古代地圖學(xué)又邁進(jìn)一步。,47,2．地質(zhì)學(xué),1077年，沈括奉使河北時，研究了太行山脈之間橫亙的一條蚌殼和卵石的帶狀堆積層，認(rèn)為“此乃昔之海濱，今東距海已近千里。所謂大陸者，皆濁泥所湮耳”（《夢溪筆談》卷24）。沈括訪問溫州時考察了雁蕩山諸峰“峭拔崄怪”

35、，谷中“森然干宵”的原因，認(rèn)為這是大水沖激作用的結(jié)果。他聯(lián)想到西北高原“玄土動及百尺，回然聳立”（《夢溪筆談》卷24），認(rèn)為這是流水對地形的侵蝕作用。,48,,沈括不僅認(rèn)識到地質(zhì)的變化，而且還由地層中的化石現(xiàn)象推斷出氣候是不斷變化的。他從延州（陜西延州一帶）永寧關(guān)大河岸崩得竹筍（實際上是新盧木）化石，推斷：“無乃曠古以前，地卑氣濕而宜竹邪？”（《夢溪筆談》卷21）證明過去該地區(qū)氣候溫濕。沈括在擔(dān)任陜北地方首長——鄜延經(jīng)略使，其駐地延州

36、，他的管轄區(qū)包括秦漢時代所稱的高奴縣。經(jīng)過考察，他首先創(chuàng)造性地提出了“石油”這一名稱，并指出，石油是“生于水際、沙石與泉水相雜。惘惘而出”。,49,,沈括作了一次實驗，石油“燃之如麻，但煙甚濃……予疑其煙可用，試掃其煤以為墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大為之”。這是對石油的最早的綜合利用，開創(chuàng)了以石油類產(chǎn)品做原料的炭黑工作的先聲。沈括預(yù)言：“此物后必大行于世……蓋石油至多，生于地中無窮，不若松木有時而竭”（《夢溪筆談》卷24）。據(jù)成書于

37、1303年的《大元一統(tǒng)志》（卷542）載：“在延長縣南迎河有鑿開石油一井，其油可燃，兼治六畜疥癬……又延川縣西北八十里永平村有一井……”。這些記載表明中國是最早開鑿石油的國家。,50,四、生物學(xué)研究成果,沈括很注意環(huán)境對植物生長的影響和植物變異問題，他說：“石龍芮今有兩種：水中生者，葉光而末圓；陸生者，葉毛而末銳”（《夢溪筆談》卷26）。又說：“蒿之類至多。如青蒿一類，自有兩種：有黃色者，有青色者”（《夢溪筆談》卷26），石龍芮因水生陸

38、生的不同，而有兩種；青蒿因花色有別，也有兩種，這都是植物變異的結(jié)果。韓顏著的《橘錄》（1178）是世界上第一部柑橘學(xué)專著，它是柑橘研究方面典型的代表作。書中詳細(xì)敘述了27個柑橘品種，以及關(guān)于栽培、病蟲害防治、貯藏和加工方法等各個方面，至今它還有著一定的實用價值。還有關(guān)于竹子、荔枝、香料植物、葫蘆和顯花樹木，以及關(guān)于甲殼類，鳥類和魚類等方面的專題論文。,51,,蔡襄（1012-1067）的《荔枝譜》（1059）詳細(xì)列出荔枝品種的區(qū)別方

39、法和變異關(guān)系。這是世界上最早的果樹栽培學(xué)專著。秦觀（1044-1100）的《蠶書》是世界上現(xiàn)存最早的關(guān)于養(yǎng)蠶、繅絲的專著，記述了蠶的生活特性、飼養(yǎng)管理方法、繅絲的技術(shù)和工具等，很有實用價值。劉蒙著有《菊譜》（1104），他認(rèn)為，變異可以形成生物的新品種，并注有35個品種。他說：“花大者為甘菊，花小而苦者為野菊。若種園蔬肥沃之外，復(fù)同一體，是小可變?yōu)楦室玻缡莿t單葉變而千葉，亦有之矣”（《菊譜·說集》）。,52,,唐代曾有人

40、到印度調(diào)查甘蔗制糖的辦法，到王灼的《糖霜譜》（1154）問世，四川遂寧一帶制糖手工業(yè)就興盛起來了?！短撬V》是現(xiàn)存最早的關(guān)于種植甘蔗和制糖的專著，總結(jié)了中國古代種植甘蔗的方法，制糖器具和制造糖霜（可能是冰糖）的工藝等?？茏趭]在《本草衍義》（1116）寫道：“生大豆……又可硙（磨）為腐”。表明在此之前，我國已能分離和凝固植物蛋白以制作豆腐。,53,,陳旉（1076-1158）著有《農(nóng)書》3卷（1149），該書“凡耕桑種植方法，纖悉無遺”

41、。此書的主要特點是，以江南多水地區(qū)的稻作為主、桑蠶為輔的澤農(nóng)為對象，與《齊民要術(shù)》以北方旱農(nóng)的對象不同。它很注意農(nóng)田水利，提到梯田的耕種法。他提倡在秧田中投入麻枯餅（油粕餅）作為肥料，可使地力“常新壯”。他對稻作學(xué)有科學(xué)的經(jīng)驗總結(jié)。《農(nóng)桑輯要》（1273）為元代官修，該書以桑田并重，代表南方的農(nóng)業(yè)特點，在繼承陳旉《農(nóng)書》的基礎(chǔ)上加以提高?！掇r(nóng)桑輯要》總結(jié)了《齊民要術(shù)》后700,54,,多年農(nóng)牧生產(chǎn)的成就，增加了許多有用的植物新品種的栽

42、培技術(shù)。王禎《農(nóng)書》（1313）篇幅的4/5是農(nóng)器圖譜（306幅）。有大量新式農(nóng)具，其中許多農(nóng)具現(xiàn)在仍在一些地區(qū)使用（有一定改進(jìn)）。在這些生產(chǎn)工具中值得推薦的有：水轉(zhuǎn)連磨，用急流水沖，激動水輪，它的輪軸排列成3個帶齒的輪子，這3個木齒輪再帶動9個輪子。這樣的連磨，每天能磨出可供“千家”之用的糧食，效率較高。又如宋代發(fā)明的插秧工具——秧馬，今天已由此演變?yōu)楝F(xiàn)代的插秧機具。水利灌溉工具中繼筒車后又發(fā)明的高轉(zhuǎn)筒車。1314年，維吾爾族農(nóng)

43、學(xué)家魯明善著《農(nóng)桑衣食撮要》二卷，根據(jù)準(zhǔn)北地區(qū)實際情況，按12月令敘述農(nóng)事，補充了《農(nóng)桑輯要》的內(nèi)容。,55,五、醫(yī)藥學(xué),1076年，王安石改革醫(yī)學(xué)教育，設(shè)置太醫(yī)局（醫(yī)學(xué)院），內(nèi)分13科，聘請名醫(yī)教授。學(xué)生一面學(xué)習(xí)一面參加醫(yī)療實踐，并根據(jù)平時考試和實際療效評定成績。這種舉措大大促進(jìn)了醫(yī)學(xué)的發(fā)展，使當(dāng)時出現(xiàn)了許多名醫(yī)，并對制藥學(xué)和針灸法等古老的醫(yī)術(shù)重新加以整理，新的發(fā)現(xiàn)得到推廣。,56,1．針灸,對周身的365個穴位或354個穴位，一直眾

44、說紛紜，這對針灸技術(shù)的傳播和發(fā)展不利。北宋王惟一總結(jié)歷代的經(jīng)驗，并進(jìn)行了統(tǒng)一，繪成《明堂圖》，為后世針灸學(xué)研究創(chuàng)造了可靠的依據(jù)。王惟一在天圣五年（1027）編寫《銅人腧穴針灸圖經(jīng)》的同時，在醫(yī)官院主持監(jiān)制了兩具刻有經(jīng)脈命穴的針灸銅人。這是最早的造型逼真、構(gòu)造精巧的醫(yī)學(xué)模型。它除了供教授和學(xué)習(xí)辨認(rèn)命穴之外，還可作考試用。,57,2．本草,《經(jīng)史證類備急本草》（1082）為民間醫(yī)生唐慎微編成，記載藥物1746種，附方3000多個，其中的動

45、植物和礦物知識也極為豐富。此書經(jīng)宋政府的兩次修訂頒行全國，改名為《經(jīng)史證類備急本草》（簡稱《證類本草》）和《紹興校定經(jīng)史證類備急本草》，此書使我國本草學(xué)具有了現(xiàn)代藥物學(xué)的雛形。11世紀(jì)，此書的某些版本比16世紀(jì)歐洲的植物學(xué)著作的水平高得多。,58,3．方書,《太平圣惠方》（982-992）共分1670門，載方16834個，廣泛收集了宋以前的方書及民間驗方，對病癥、病理和方劑藥物都有論述。《圣濟總錄》（1111）由12個最著名的醫(yī)師在《太

46、平圣惠方》的基礎(chǔ)上編定，共有200卷，收集20000多個藥方，內(nèi)容極為豐富。9-11世紀(jì)，藏族醫(yī)學(xué)家老玉妥和小玉妥整理了西藏著名的醫(yī)典《四部》，為藏醫(yī)奠定了基礎(chǔ)。,59,4．各種醫(yī)科的發(fā)展,錢乙（1035-1117）是中國11世紀(jì)著名的科學(xué)家。一生專攻兒科，現(xiàn)存的《小兒要證直訣》是我國最早的兒科專書之一。他提出小兒在生理上“五臟六腑成而未全未壯”，在病理上“易虛易實、易寒易熱”等見解。錢乙的思想對古代兒科發(fā)展成為一門有獨特內(nèi)容的學(xué)科產(chǎn)

47、生了重要的影響。關(guān)于傷科，元代危亦林（1277-1347）著成《世醫(yī)得效方》（1343），他對傷科理論和技術(shù)都有科學(xué)的論述。第一次應(yīng)用懸吊復(fù)位法治療脊柱骨折（卷18），這在傷科發(fā)展史上是一個創(chuàng)舉。,60,5．法醫(yī)學(xué),1247年出現(xiàn)了世界上第一部而且現(xiàn)在仍有參考價值的法醫(yī)學(xué)名著——宋慈（1186-1249）的《洗冤集錄》。該書在解剖學(xué)理論的指導(dǎo)下，系統(tǒng)論述了檢驗尸體的各種方法，是司法檢驗專著。《洗冤集錄》被譯成多種文字，廣泛流傳，對法

48、醫(yī)學(xué)發(fā)展有很大影響。,61,6．金元四大家,金代劉完素（1130-1200，字守真，號河間居士，亦被尊稱“河間先生”）是河北肅寧人，在醫(yī)學(xué)上創(chuàng)“寒涼派”，他提出火熱致病的理論，主張多用寒涼藥。張從正（1156-1228，字子和）是睢州考城（今河南蘭考縣東部）人，創(chuàng)立“攻下派”，主張治療應(yīng)重驅(qū)邪，邪去則正安，不可畏攻，強調(diào)用汗、吐和瀉三法治療（張從正：《儒門事親》）。元代李杲（1180-1251，字明之，號東垣）是真定（今河北正定）人

49、，創(chuàng)立“補土派”，以土為萬物之母，治病主張補脾胃，反對用涼藥（李杲《脾胃論》）。朱震亨（1281-1358，字彥修，號丹溪）是浙江義烏人，創(chuàng)立“養(yǎng)陰派”，以為人總是陽常有余而陰常不足，則強調(diào)滋陰（朱震亨《格致余論》等）。,62,7．其它,南宋初，針灸醫(yī)家竇材（生卒年不詳）在《扁鵑心書》（卷下）中記載了用山茄花（曼陀羅花）和火麻花作全身麻醉的藥方（“睡圣散”），這是中藥全麻藥方的最早記載，至今仍有重要參考價值。元代忽思慧（生卒年不詳）

50、撰《飲膳正要》（1330，3卷），是我國第一部完善的飲食專書，詳細(xì)記載了正常人和病人的飲食，提出了一般的衛(wèi)生法則，以及富于營養(yǎng)的食物，是衛(wèi)生學(xué)和營養(yǎng)學(xué)中有價值的歷史文獻(xiàn)。,63,第三節(jié) 科學(xué)應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展,一、指南針中國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用物質(zhì)磁性的國家，對于古代磁學(xué)的發(fā)展做出過許多重要的貢獻(xiàn)。隨著科學(xué)的發(fā)展和生產(chǎn)的進(jìn)步，在古代磁學(xué)知識積累的基礎(chǔ)上，在北宋先后發(fā)明了指南魚、指南龜和指南針。這是古代磁學(xué)史的劃時代進(jìn)步。,64,1．指

51、南魚、指南龜和指南針,在曾公亮主編的《武經(jīng)總要》（1044）的前集卷15中記載，指南魚的制作方法是：“以薄鐵葉剪裁，長二寸闊五分，首尾銳如魚形，置炭火中燒之，侯通赤，以鐵鈐鈐魚首出火，以尾正對子位（北），蘸水盆中，沒尾數(shù)分則止”。這種工藝非常符合淬火相變的知識，利用（地）磁場磁化，利用熱處理來提高矯頑力和磁性，并且利用銳長條形狀，以減小退磁因數(shù)和利用磁傾角來增大地磁場效應(yīng)。,65,,指南器形制，除了司南（天然磁石）和指南魚（人工磁化）外

52、，還有：關(guān)于指南針制法和用法的最早記載是沈括（《夢溪筆談》卷24）。他的方法是“以磁石磨針鋒，則能指南”。這是利用天然的永磁體（磁石）磁化鐵針，較指南魚的制法更為簡單。用磁針代替扁長的磁片，既提高了指向精度，又減小了退磁因數(shù)?？梢娭改厢樤诟鞣矫娑急戎改萧~性能要好得多。,66,,《夢溪筆談》中還提出了運用指南針的方法：“水浮多蕩搖，指爪及碗唇上皆可為之，運轉(zhuǎn)尤速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善。其法取新纊中獨繭縷，以芥子許蠟，綴于針腰，無風(fēng)處

53、懸之，則針常指南。其中有磨而指北者，予家指南、北者皆有之。磁石之指南，猶柏之指西，莫可原其理?！痹谶@些方法中，水浮法后來發(fā)展為水羅盤，絲懸法能應(yīng)用在某些實驗中。1116年，寇宗奭又發(fā)明一種新法，即“以針橫貫燈心，浮水上亦指南”。陳元靚制作指南龜，他提到“于（龜）尾邊敲針入去，用小板子，上安以竹釘子，如箸尾大，龜腹下微陷一穴，安釘子上。拔轉(zhuǎn)常指北，須是針尾后”。這是用竹釘作軸，這是以后旱羅盤用支軸托承磁針的先驅(qū)。,67,,“旱羅盤”（也

54、稱作“旱針”或“干針”）發(fā)明于南宋。1985年，江西臨川朱濟南墓出土了一個陶俑。這個陶俑高22.2cm，并手持一只(旱)羅盤。 在陶俑的底部墨書“張仙人”三字，因此稱這個陶俑為“張仙人”俑。估計這陶傭塑造的是一個風(fēng)水先生的形象。然而，這為旱針出現(xiàn)的年代提供了有力的證據(jù)。,68,2．指南針的應(yīng)用,唐代作戰(zhàn)，若迷路時，“南北不分，當(dāng)以北辰為正，其陰霾則用老馬引之于前”（《太白陰經(jīng)》）。12世紀(jì)，朱彧的《萍州可談》（1119，2卷）記述了

55、1099-1102年間廣州的海運情況，“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針”。稍后，徐兢由海道出使高麗，在《宣和奉使高麗圖經(jīng)》中的記述是：“是夜洋中不可住，惟視星斗前邁，其晦冥，則用指南浮針，以揆南北”。這說明航行時用的是“水羅盤”。,69,,南宋指南針的應(yīng)用更為普遍。1150年，磁羅盤已成為導(dǎo)航的主要工具了。曾任福建路市舶提舉的趙汝適在《諸蕃志》（1225）中記述了去海南時的情況，“千里長沙，萬里石床，渺芒無際，天水一色，

56、舟船來往，惟以指南針為則，晝夜守視惟謹(jǐn)，毫厘之差，生死系焉”。南宋《夢梁錄》，“風(fēng)雨冥晦時，惟憑針盤而行，乃火長掌之，毫厘不敢差誤，蓋一舟人命所系也”。,70,,元代海洋運輸中，指南針用于航海很普遍，且用它來定航線，稱為“針路”。帶有24個方位（用干支和八卦代表方位，每個方位占15°）盤的指南針稱為“羅盤”或“羅經(jīng)（盤）”。元代《海運篇》中寫到，“航行海洋，不畏海深而畏風(fēng)，不慮風(fēng)而慮礁……立定盤星以取向”。曾在1295-1

57、297年間，隨同出使真臘（柬埔寨）的周達(dá)觀在《真臘風(fēng)土記》（約14世紀(jì)初）中記述：“自溫州開洋，行丁未針歷閩廣海外諸州港口……又自真蒲行坤申針過昆侖洋入?！?。,71,,指南針傳入歐洲，促進(jìn)了西歐航海業(yè)的發(fā)展。指南針發(fā)明后，用作精密定向的工具，經(jīng)不斷改進(jìn)又可作為測量地磁場的儀器，除航海應(yīng)用外，它在歷史上還有其它重要作用。,72,3．磁偏現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),沈括記述了指南針“常做偏東，不全南也”的現(xiàn)象。事實上，地磁兩極與地球兩極并不重合。兩者的夾

58、角（磁偏角）大小，隨時間或地點而異。沈括關(guān)于地磁偏現(xiàn)象的記載是一個重大發(fā)現(xiàn)。方以智在《物理小識》中提到：“此處指南必偏丙位（偏東），舶商言大秦（古羅馬帝國）西海偏丁位（偏西）?！闭f明他注意到磁偏每因地而異，但其斷言是錯誤的。長期的地磁觀測工作，不但為航行測量和探礦的應(yīng)用提供了精密的定向數(shù)據(jù)，而且為研究地磁場的起源和變化規(guī)律積累了寶貴資料。,73,二、印刷術(shù),宋朝是雕版印刷最盛的時期，大量書籍的印刷使科學(xué)著作（當(dāng)時主要是醫(yī)學(xué)和天文學(xué)）

59、傳布得很快，印刷時需要對原有抄本加以校訂，這項工作中的一部分實際上也與科學(xué)研究是不可分割（11世紀(jì)?？?0多種宋以前的醫(yī)藥學(xué)書籍，以及《算經(jīng)十書》等經(jīng)典著作）。各種史書、農(nóng)書、歷算書、詩詞文集、類書和話本等也都有了雕印本。據(jù)統(tǒng)計，留存至今的宋版書達(dá)700多種。后人評論宋刻本說：“書籍刊行大備，要自宋始，校讎鐫鏤，講求日精”。與抄寫和拓石相比，雕版印刷復(fù)制書籍，確實具有很大的優(yōu)越性。但雕版印刷仍有很大的局限性，其木版上的字要一個一個

60、地刻出來。一本大部頭的書，要刻好幾年時間。,74,,畢昇的印刷術(shù)，“其法用膠泥刻字，薄如錢唇，每字為一印，火燒令堅。先設(shè)一鐵板，其上以松脂和紙灰之類冒之。欲印則以一鐵范置鐵板上，乃密布字印。滿鐵范為一板，持就火煬之，藥稍熔，則以一平板按其面，則字平如砥。若止印三二本，未簡為易，若印數(shù)十百千本，則極為神速”。畢昇用的是泥活字。,75,,印刷術(shù)大致分制造字、排版和印刷三個步驟。清朝人作過統(tǒng)計，用活字印刷，至多只需刻15萬字，就基本上可滿足

61、印刷上的需要了，而如果用雕版印刷，則單單一部《史記》就要刻120萬字。活字印刷術(shù)的發(fā)明是印刷史上的偉大創(chuàng)舉。此后，印刷術(shù)使人類在思想交流和文化傳播上獲得了一個有效的工具。由于印刷術(shù)的發(fā)展，13世紀(jì)后，相繼出現(xiàn)了木活字、錫活字和銅活字等技術(shù)，這使活字印刷技術(shù)不斷進(jìn)步和改善，取得了豐碩的成果。,76,,第一個對木活字印刷技術(shù)進(jìn)行記述的是元初的著名農(nóng)學(xué)家王禎。1298年，他在安徽旌德縣尹任內(nèi)，組織工匠刻制了一套完整的木活字，并且印刷了10

62、0多部中國方志中最早使用活字版的《旌德縣志》。王禎還設(shè)計了一種用輕木制造的“轉(zhuǎn)輪排字架”，在直徑七尺的大小盤中心挖一孔，套入高三尺的輪軸，輪軸固定在軸上，軸盤可自由轉(zhuǎn)動。按字韻數(shù)目把木盤分成若干部分，每一部分放置同一韻的活字。排版時，一個人讀稿唱號，另一個人坐在排字架旁，旋轉(zhuǎn)輪盤取出所需之字，排入版內(nèi)。這種以字就人的方法，提高了速度，又能減輕排字工人的勞動強度，這是排版技術(shù)上的重要發(fā)明。,77,,在《造活字印書法》（附于《農(nóng)書》卷26

63、后）中王禎，全面敘述了木活字和轉(zhuǎn)輪排字架的制作及使用方法。這是繼《夢溪筆談》之后世界上系統(tǒng)論述活字印刷術(shù)的重要文獻(xiàn)。用鑄造工藝制作金屬活字也是中國人首創(chuàng)的，在王禎著作中就有“近世又鑄錫活字”的話。朝鮮于1403年發(fā)明銅活字模，1490年中國也采用了銅活字印刷技術(shù)。世界上現(xiàn)存最早的活字發(fā)現(xiàn)于敦煌石窟中，這是約14世紀(jì)初的古回鶻文的木活字（其中大部分存在國外），現(xiàn)在最早的木活字印刷品是在寧夏發(fā)現(xiàn)的14世紀(jì)初的西夏文佛經(jīng)。,78,三、火藥

64、和火器,1．早期的火器北宋初的幾代皇帝都很重視火藥和火器的試驗和制造。開寶三年（970），“兵部令史馮繼升等進(jìn)火箭法，命試驗，且賜衣物束帛”；咸平三年（1000），“神衛(wèi)水軍隊長唐福獻(xiàn)所制火箭、火毬、火蒺藜……各賜緡錢”（《宋史·兵志》）。,79,,1044年，曾公亮主編的軍事百科全書《武經(jīng)總要》中記載，當(dāng)時已有一種注有火藥、并配有“猛火油柜”和“筒柜”等機械裝置的噴火武器——“火罐”，即現(xiàn)代火焰噴射器的前身。它威力很大，“

65、中人皆糜爛……若水戰(zhàn)，則可燒浮橋、戰(zhàn)艦”。在南宋人康與元追記北宋時代的著作《昨夢錄》中，我們更可以看到，“西北邊防城庫皆掘地作大池，縱橫丈余，以蓄猛火油”的記述。而所謂的“猛火油”，則是一種石油的加工產(chǎn)品。這一切都表明，在北宋，將石油運用于防御，已很普遍。,80,2．火藥的制造,11世紀(jì)初，北宋在京都汴梁（今開封）建立了一個專門從事火藥武器的大型工場，它隸屬于“廣備攻城作”（國防工場），設(shè)有11個生產(chǎn)項目：“所謂火藥、青窯、猛火油、金

66、火、大小木、大小爐、皮作、麻作、窯子作是也，皆有制度作用之法”（《東京記》）。其中火藥名列前茅。1067年，政府頒布了不準(zhǔn)把硫磺和硝石輸往國外的法令，可見，當(dāng)時把火藥看得很珍貴了。,81,,在大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了用于不同軍事目的的火藥配方，形成了一整套相當(dāng)完備的制作工藝。在《武經(jīng)總要》中，曾公亮總結(jié)了各種性能的火藥配方及制作方法。像“火炮火藥法”、“毒藥煙毬火藥法”、“蒺藜火毬火藥法”，記述了硫磺、焰硝（KNO3）和松脂以及別的

67、不同物質(zhì)成分，按一定比例和操作程序制成不同用途的火藥，這是世界上最早的關(guān)于火藥配方和工藝流程的記載（《宋會要輯稿·職官》30）。,82,,以“毒藥煙毬”為例：“毬重五斤，用硫磺一十五兩，草烏頭五兩，焰消一斤十四兩，巴豆五兩，狼毒五兩，桐油二兩半，小油二兩半，木炭末五兩，瀝青二兩半，砒霜二兩，黃蠟一兩，竹茹一兩一分，麻茹一兩一分，搗合為毬貫之。以麻繩一丈二尺，重半斤，為弦子。更以故紙一十二兩半，麻皮一兩，瀝青二兩半，黃蠟二兩半，

68、黃丹一兩一分，炭末半斤，搗合涂敷于外，若其氣熏人則口鼻血出。二物并以炮放之，害攻城者”?！岸舅師煔隆钡奶攸c在于，除了一般火藥作用外，還可施放毒氣和布張煙幕，增強殺傷力。,83,,王安石任命沈括兼管新政的重要機構(gòu)軍器監(jiān)后，各種武器生產(chǎn)的數(shù)量和質(zhì)量都大大提高了。僅一年多，軍器產(chǎn)量增加了數(shù)十倍，“可足數(shù)十年之用”。1083年，西北軍民一次就領(lǐng)用了25萬枚火箭，這充分證明了北宋使用火藥的軍事手工業(yè)的發(fā)達(dá)。,84,,隨著制造和應(yīng)用火藥實踐的發(fā)展，

69、威力更大的爆炸性火藥“霹靂炮”于1126年出現(xiàn)于開封，1161年，為阻止金兵渡過長江，宋水軍“蹈車以行船”，在船上發(fā)射內(nèi)部裝填大量石灰的“霹靂炮”。火藥爆炸、石灰飛散，敵軍“見舟而畏之”。楊萬里解釋，“霹靂炮”是以紙管為外殼。,85,,紙管作火藥的包裝材料不如陶罐，陶罐不如鐵殼，1221年出現(xiàn)了“匏狀而口小，用生鐵鑄成，厚二寸”的鐵火炮，施放時“其聲大如霹靂”（趙與{穴哀}：《辛巳泣蘄錄》，約1230）。鐵火炮種類繁多，形狀各別，除了罐