科普-中华学生百科全书-第171部分
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竟出现了一幅清晰的图画：一个小人，站在一辆小车上，手指着南方。这车
子不论怎样转圈，小人手的方向也不变。这时，黄帝的手不知怎么的开始动
作起来，一辆精巧的“指南车”便做成了。在这辆“指南车”的引导下，黄
帝率领着他的队伍，顺利冲出了迷雾。
后来，黄帝又重振旗鼓，打败了蚩尤的军队，并把蚩尤 的脑袋砍了下来。
这个神话故事不知道什么时候开始流传的，也不知道流传了几世几代，
反正直到魏明帝青龙年间（233～236），人们还对这件事津津乐道。不过，
谈论归谈论，却一直没有人动手去复制一个指南车。倒是魏朝的马钧，率先
迈出了这一步，为中国古代科技史填补了一页空白。
京杭大运河
在我们赞颂我国古代宏伟壮观的水利工程的时候，不该忘记那静静流淌
的京杭大运河。它虽然不如万里长城那样显赫，但它却是沟通南北经济文化
的大动脉，它拖着时代的沉重脚步一直朝前走着……
京杭大运河北起北京，南至杭州，中间由南到北，流经浙江省、江苏省、
山东省、河北省和天津市，全长 2794 公里。比苏伊士运河长 10 倍，比巴拿
马运河长 20 倍，是世界上人工挖掘的一条最长的河流。有意思的是，人们常
说“水有源，树有根”“百川东到海”，而京杭大运河却跟公路、铁路一样，
不存在源头，是两端互为首尾，并且是我国为数不多的一条南北走向的长河。
万里长城和京杭大运河虽然都是中国人的骄傲，中华民族的丰碑，人类
历史上由中国人设计并施工的两项最大的建筑工程，但筑长城和挖运河的用
意却完全不是一回事。筑长城是为了设置难以逾越的障碍，而挖运河则是为
了最大限度的沟通。
京杭大运河横穿海河、黄河、淮河、长江和钱塘江，使这五大水系联成
了一个水道网。在铁路、公路没有出现之前，这一水道网，不仅担负着运送
兵员粮草的职责，还承载着运送往来客商、柴米油盐的重任。如今从北京到
杭州，不但有铁路、公路，而且还有航空线路，然而“不废江河万古流”，
京杭大运河依然是那样的忙碌。
说起挖运河，人们自然会想起隋炀帝。其实，古运河的历史，远比隋炀
帝修的运河要早得多。
开挖运河，并不是用人工去挖一条全新的大河，而是将天然的河道湖泊
连通，或取直，或加宽，或挖深。这工程说起来轻巧，但实际干起来，却不
是一件简单容易的事。在中国运河史上，第一个组织这项工程的人，是春秋
时期吴国的大王夫差。他下令开凿的沟通长江和淮河的邗沟，则是中国最早
挖掘的一条大型运河。
邗沟南起扬州，北至淮安的末口，是夫差为攻打齐国而开的一条水路。
这条水路为京杭大运河奠定了基础，也为吴国的灭亡凿了一条“墓道”。
一千多年后的公元 605 年，隋炀帝在修建东都洛阳的同时，又在邗沟和
隋文帝开凿的广通渠的基础上，发起了挖掘以洛阳为中心的大运河工程，为
他乘龙舟去江南巡游享乐开辟道路。
挖运河取尽了民脂民膏，也加速了隋王朝的灭亡。运河开通后没几年，
隋炀帝便在农民起义的烈火中化为了灰烬，与夫差走上了同一条道路。
然而，人类的文明史，总是蕴藏着深刻的历史辩证法。开挖运河，劳动
者流血流汗，灾难无穷；运河挖掘通，后世的经济文化因此而走向繁荣。
如果隋炀帝开挖运河不是为了泛舟享乐，不是为了一己之贪欲，那就可
以和治水的大禹论功了。尽管如此，我们创然要说，开凿运河是害在一时，
而利在后代，利在民族。
我国第一口井
你知道中国最早的一口水井在什么地方吗？
1973 年，考古工作者在浙江省余姚县河姆渡新石器文化遗址中，发现了
一口水井。这口水井是中国目前发现的最早的一口水井。最初的时候，那里
是一个小水坑，遇上了干旱，水坑的水慢慢地变少了，不够用了。怎么办呢？
有位聪明人对大家说：“我看这样吧，咱们往下挖，或许能挖出够用的水来。”
挖了没多久，人们又发现了新的问题。这井壁上的泥老往下掉，挖井人坐在
井边商量。最后，大家一致认为，有一个主意不错，就是先往坑的四边各打
入一排木桩，形成一个方形的木桩墙，然后再把木桩墙里的泥土挖出来。这
样，井就能很容易地挖出来了。可是，用着用着，那水井的木桩墙受后面泥
土的压力，渐渐地朝水井里倾斜着，不久就要倒塌了。于是，大家又聚在一
块，商量对策。结果，还真的商量出了个好方法：他们做了个方木框，把它
套在方木墙顶端的里面。木排又站直了，而且再也不向里倾斜了。
这方法现在看来简单不过了，但简单并不一定不科学。尤其是在七千多
年前，人们能想出这个主意，不能不说是一项重大的发明创造。直到现在，
有些地区打井，还采用这种方法。
都江堰
你如果有机会，一定到四川省灌县的都江堰去看看，你会被它的磅礴
（páng bó）气势所震撼，你会为它的庞大工程所震惊，你会为它的科学设计
所吸引。你想象不出，两千多年前的古人，怎么能有这样的胆量、这样的技
术，建造出这样的大型水利工程。
都江堰位于岷江中游，它是公元前 250 年左右，由蜀郡守李冰率百姓修
筑的。
公元前 250 年以前，四川成都灌县一带，几乎年年都要发大水。可苦了
岷江两岸的百姓。种下的庄稼年年歉收，他们只好背井离乡，四处逃荒要饭。
李冰担任蜀郡太守后，决心治水除害，为岷江两岸的百姓造福。他同儿子二
郎一道，沿江勘察。
在玉垒山，李冰发现，岷江水流到这里就被挡住了去路。山的东边，水
流不过去，无水灌溉；山的西面，为山所阻，水流不畅，又造成洪涝灾害。
李冰对二郎说：“应该将这玉垒山打开个缺口，让水流过去，这样，不仅山
东面的田地可以得到灌溉，山西面的江水也可以顺畅地排出，从而避免旱灾
的发生、洪涝的祸患。”
新凿开的玉垒山口，很像一个瓶口，人们为它取名“宝瓶口”，而被分
开的玉垒山的末端，则像一个大石堆，人们便称它为“离堆”。
“宝瓶口”的开凿，使玉垒山西的江水，朝东南流泄了一部分。但由于
流量有限，山东面的旱地还是得不到全面浇灌。而一遇洪峰到来之际，山西
面的洪涝灾害还会不断发生。为了解决这一问题，李冰决定采取中流作堰的
方法，来控制水势，排泄洪水。所谓中流作堰，就是在“宝瓶口”上游不远
处的江心，筑一道分水堰，使江水在这里分为两股，以达到分洪的目的。
这分水堰的前端尖尖地伸进波涛汹涌的岷江中，远远望去，活像个大鱼
嘴，因而，人们便称它为“鱼嘴分水堰”。
鱼嘴分水堰建成后，岷江的水一流到灌县附近，便一分为二：东边流入
宝瓶口的水汉称为“内江”，是灌溉渠道；西边的水流称“外江”，为岷江
正流。
为了进一步控制宝瓶口的内江水量，防止江水横决，李冰又带领民工们
在鱼嘴分水堰的尾部，修筑了一个溢洪排沙的低堰，名为“飞沙堰”。飞沙
堰也用竹笼装卵石堆筑，堰顶做到适宜的高度。当枯水季节，它挡水进入宝
瓶口，灌溉良田；当洪水期间，过量的江水会漫过它的顶部，流入外江，以
保障内江灌区免遭水淹。同时，由于漫过飞沙堰流入外江的水流的旋涡作用，
还有效地减少了泥沙在宝瓶口前后的积淀。
为了测知内江的进水流量，李冰还在内江引水口立了 3 个石人，作为观
测水位的标尺，规定水位“竭不至足，盛不没肩”。意思是，水位最低时，
不能低于脚面；水位最高时，不能没过肩头。
都江堰水利工程的建成，不仅解除了岷江的水患，还使成都平原数万亩
良田得到了灌溉，成了“水旱从人，不知饥馑”的“天府之国”。
李冰父子为成都百姓做出了巨大的贡献，而成都的百姓也没有忘记他们
的功绩。人们尊称李冰为“川祖”，并把他们父子奉之为神。
最早的轮船
轮船，是中国人发明的。它以轮带桨驱动船行。
我国最早制造轮船的，是唐朝的李皋（733～792）。他从车轮得到启发，
造船时，不用风帆，也不使用桨橹，却在船舷两旁各装一个车轮。每个车轮
有 8 个叶桨片，轮与轴连，轴上装踏脚板。航行时，水手像踏水车一样，用
力踩踏。轴转轮动，“以轮拨水”，好像无数支桨在持续不断地划动。随着
车轮的旋转，船便如离弦的箭，破浪而去，而在西方，直到 15 世纪，才有这
种形式的船出现。很显然，比中国晚了 700 多年。
李皋之后，宋朝的大将李纲，也曾效法他，在湖南省长沙造了一些轮船。
只是到了杨么时，轮船的建造技术和规模，才达到了鼎盛阶段。
公元 1130 年，钟相、杨么因为不堪忍受南宋封建王朝的残酷压迫，在洞
庭湖畔率领农民举起了起义的大旗。杨么是一个具有战略眼光的起义军将
领，一次战斗中，起义军俘虏了当时为朝廷效力的造船高手高宣，杨么把高
宣当作贵宾看待，并请高宣帮起义军造一种新船，高宣设计的这种轮船不用
篷帆和桨橹，只在船舷两旁安装对称的车轮，让水手用脚踩踏，用车轮来替
代桨橹。
大的战船装有 24 个车轮，船长二三十丈，甲板上建有三层楼，底层是水
手们踩踏车轮的工作间；中间一层是箭楼，为射手们的射击场所：最上一层
则是战士们投掷石块、鱼叉、铙钩、木老鸹等战斗武器的岗位。
有了这先进的战船，杨么队伍的军事实力更强了。他率领着起义军，焚
烧官府，镇压豪绅，扫荡恶势力，以不可阻挡的气势，直逼南宋王朝。
最早的海陆变迁理论
大家知道，北宋著名科学家沈括所撰写的《梦溪笔谈》，是一部集前人
和他本人科学业绩之大成的辉煌巨著，被人誉为“中国科学史上的坐标”。
在这个“坐标”上，沈括不仅标示着天文、历法、物理、化学、数学、生物
等方方面面的科学成就，还镌刻有地理学领域的卓越贡献。
首先，他在世界上最早科学地论证了海陆变迁现象。关于海陆变迁，我
国的先人对此早有认识，大家熟知的“沧海桑田”一语，便是对这种现象的
生动概括。晋代的医学家、炼丹家葛洪，还在《神仙传》一书中，以神话故
事的形式，表达了这种认识。
随着人类科学的进步，社会生产力的发展，人们对海陆变迁的认识，也
有一定的深度。
白居易对沧海变桑田的过程作了合乎科学的解释：海浪对陆地泥沙的不
断冲刷，是使大海淤填成陆地的主要原因。
沈括率先对这一现象作了科学的论证，从而把海陆变迁的认识推向了一
个新的阶段。1074 年，沈括奉命到河北西路，也就是现在的河北西部、河南
北部等地区巡察。当他沿着太行山向北行走的时候，在山崖间，他常常看到
含有螺蚌壳和鸟卵形的砾石，像一条长带，横贯在石壁中间。经过观察分析，
沈括在他的《梦溪笔谈》中指出：
“由此可见，这里过去曾经是海滨。然而现在东面距海已经近千里了。
今天所称的大陆，都是淤泥沉积而成的。尧杀鲧的地方在羽山，按过去的说
法，羽山在东海中，而如今的羽山却在陆地上了。黄河、漳河、滹沱河、涿
水、桑干河等河流，都是含有大量泥沙的浑水。今天，函谷关、陕县以西的
地带，河水都在地面以下流动，河道低于地面不少于一百余尺。这些河流携
带的泥沙年年向东流，全都沉积为大陆的泥土，这是必然的道理。”
沈括的这段话，是我国古代重要的海陆变迁学说。他不仅非常正确地阐
释了华北平原形成的原因，还很科学地论证了海陆变迁现象，把古老的沧海
桑田说建立在更加科学的基础之上了。这比西方意大利人达·芬奇（1452～
1519）最早理解亚平宁山中的螺蚌壳化石为海中古生物遗迹要早 400 多年。
地震预测
有文字以来的最早地震记录，据查，是在《竹书纪年》中。该书记载了
公元前 1831 年的一次地震。《吕氏春秋》、《诗经》、《左传》等先秦古籍
中，也都保存�
