第十六节 生产技术
生产技术，是整个科学技术中最重要的一部分。中国的科学技术发展史，是由农业生产的历史发展引发、牵动而全面发展起来的，这是综合历史文献、考古等各方面的社会发展研究，所证明了的中国科技发展史实际历史状况。正如恩格斯所说的那样，原始社会里的人们，专“靠猎物来维持生活，是极其靠不住的。由于食物来源经常没有保证，在这一个阶段上大概发生了食人之风，这种风气后来保持颇久。”①但在中国的历史上，正是由于这一历史时期的人们发明了“作结绳而为网罟，以佃以渔”②，发展了畜牧业生产，又为解决人工饲养畜禽的饲料，人工种植饲草又引发出了农业生产的社会变革，不仅及时地解决了人类生存中的重大困难，同时也从总结天地变化、顺应客观自然规律中，产生了中国四维一絷的古典哲学思想，这就极大地推动了中国古代各方面生产技术的发展，很早地就进入了文明时代。
中国大规模的田野发掘以及在此基础上所进行的大量考古学研究证明，正是大量的人工饲养畜禽，广泛的农业种植生产，促进了古人类的定居生活。早期仰韶文化遗址中所发现的村落、房屋、圈栏、墓地及墓葬中畜禽骨骼如猪头等随葬物，就是很的好的证明。
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① 《家庭、私有制和国家的起源》。
② 《易·系辞传下》。
定居，就需要建造房屋。而要建造房屋，就需要解决墙壁、屋顶、柱石等一系列建筑材料、以及材料处理等技术问题，就需要解决房屋形式、布局、通风、透光、门户出入、室内保暧等技术问题；而农耕经济生产的开展，其本身又就是科学技研究、发展、不断取得进步的一个重要基础：耕地、播种、锄草、收割，使得耒、耜、犁、耙、锄、镰之类农具，以及犁耧等较为复杂的农耕机械，被不断地发明、创造出来，推广使用起来；牛耕、开渠、打井、灌溉等类生产技术，也得以不断地研究和发展；沿河而居、择高而处的自然地形、地势、地利、也就很自然地被注意，被利用，并由此而形成一种古老的居处习惯；在围绕粮食加工、储藏、盛放以及食品制作上，连耞、碌碡、扇车之类农用机械，筛、箩、篓、筐、臼、杵、碾、磨、之类粮食加工器具也都应运而生。同时，农业生产，粮食加工，餐饮的改变，更直接促成了制陶业生产的出现与发展。这是因为，没有盆、罐、缸、瓮之类的陶器制品，则谷物、米、面之类无法盛放与保存，没有鬲、鼎、甑、釜之类陶器，则又难将粮食制成熟食食用……至于顺应天时，相以地利之类的天文学观察研究，历法制定，地理、气象的研究等，则是名符其实的科学研究了。
正是农业生产的发展 ，导致了社会产品的快速增长。物质的丰富，促成了私有制的萌生。私有制的萌生、发展，引发了氏族与氏族之间为掠夺社会财物的战争，并最终彻底摧毁了氏族制度而产生了国家。此后，为了生产和战争的需要，又是矿业开采、金属冶炼、一系列金属器物制造的技术研究、开发利用与快速发展的动力源。所以，中国考古学研究中，将陶器生产作为中国农业生产发展的一种标志性器物，中国科学技术发展史研究，也理应将农业生产的普遍开展视作中国科学技术全面发展的一个历史根源。
进入文明时代以来，在中国古典哲学理论的指导下，历代都将发展农业经济生产作为治国的根本，谓之“农政”。其以农为本，允釐百工。平均土地，节用材物。相以地利，顺时而树。观察日月，制历授时。轻徭薄赋，富民以治等思相方略，也都是以农为本而带动各个行业的具体体现。正是在这种唯物求实的思想指导之下，中国古代各行业的生产都得到了良好的发展，其生产技术不断地得到了提高，由此而曾经出现了很多技术领先于世界的辉煌历史。
（一）农业生产技术
连耞：约在商周之际，发明了脱粒工具连耞，这是一种初具机械原理之用的组合型脱粒农具。其做法是：以手指粗三尺多长的硬木条四根或五根捆扎成一个长条形连耞扇，再用胳膊粗七尺长的硬木杆做成双手可握以挥动的手柄，名曰“连耞杆子”。然后在连耞杆子粗头顶端钻孔，并安装可以转动的硬木轴，在上面固定连耞扇子的小头一端。使用之时，用双手紧握连耞杆子奋力高扬于空中，使其顶端的连耞扇子迅速在高空旋转并产生离心力，然后猛力将连耞扇子向场院中待脱粒的农作物击打，由此达到使谷物脱粒的效果。
时代不同，地域不同，连耞的称谓也就有异。有叫“耞”的，有称“拂”的，或书作“连架”。《国语·齐语》曰：“令夫农，群萃而州处，察其四时，权节其用，耒、耜、耞、芟，击草锄田，以待时耕”。注云：“耞，拂也”。《说文》言：“拂，击禾连枷也”。《释名》说：“枷，加也，加杖于柄头，以挝穗而出其谷也”。
犁耧：犁耧是一种以木制成，用牲畜牵引，播种谷物种子的农机具。它由耧脚、耧架、种子斗、肥料盘、耧辕、扶手、掩埋器七个部分组装而成，有两脚耧、三脚耧、四脚耧之分。用它播种，不仅可以将多行播种的开沟、播种、施肥、掩埋四道工序一次完成，比用曲辕犁开沟播种提高工效10多倍，一天播种上百亩，而且下种均匀，播深一致，保墒效果好，极大地提高播种质量。同时，使用犁耧播种还有由于保墒而出苗快，出苗齐，小苗茁壮等优点。据后汉崔实的《政论》记载，犁耧是公元前1世纪汉武帝时搜粟都尉赵过，在总结历代播种农具之长的基础上创造出来的。
扇车：按河南济源县西汉晚期墓葬出土的陶扇车明器所证，它至少也是西汉时创造出来的风力粮食精选机械。扇车由车架、外壳、风扇、轴及轴承、喂料斗、出粮槽等组装而成。有手摇、脚踏两种：手摇式扇车，主要用于粟、黍类碾米时吹去谷糠、分出精米、碎米；脚踏扇车主要用于秋收中各种农作物脱粒后，吹去碎秸杆、谷壳等类杂物，分选出饱满谷粒与瘪粒。它的工效不仅比使用木锨高几十倍，同时又不受天气有风与无风的影响。
翻车：翻车为人力提水灌溉器具，公元3世纪三国时期蜀汉的马钧创造，其时为世界上最先进的提水灌溉农业机械。它的使用是农田灌溉上的一个大变革。
水推碾：这是一种利用流水落差作动力，进行粮食加工的农机具，为公元5世纪时北魏崔亮创造出来的。
水推磨：俗称“水打磨”。是南齐时祖冲之创造出来的利用水力推动的粮食加工机具。
水推碾与水推磨，代表了中国在公元5世纪左右的机械化生产工具制造水平，它不仅利用天然水流为动力作米面加工，实现了加工半自动化，极大地节约了人力、畜力，提高了加工工效。而且更重要的是，在机械制造技术中，做到了齿轮动力传输上的90°转换，在当时，这是世界机械制造技术上的先进典范。
（二）陶瓷生产技术
中国陶瓷生产在世界上是历史最久的，在距今12000年左右的河北张家口泥河湾遗址中，发现了中国最早的陶片，7400多年前的磁山和裴李岗文化遗址中，已有大量的陶器生产与使用的实物，在距今7000—5000年之间的仰韶文化中，普遍在陶器上绘制彩色图案画作为装饰，称作“彩陶文化”，到了商代，就开始在陶器上面上釉，烧造的温度也普遍提高，如此就造出了最原始的瓷器。到了汉代，瓷器的生产便已经发展到了比较成熟的时期。魏晋南北朝时期，不仅青瓷有了刻画、模印、贴花、施彩、堆塑、镂空手段的花草、人物、动物、建筑物、图案画之类的瓷器装饰，而且还能烧制出乳白色的精美瓷器。隋朝的国家统一，唐初的繁荣昌盛，使陶瓷生产达到了前所未有的发展。是时，著名的邢窑白瓷“类银似雪”，越窑青瓷“如水似玉”，分别代表了中国南北方制瓷业的最高水平。而挥洒斑驳的花釉瓷，变化美妙的绞胎瓷，笔墨多姿的彩绘瓷，斑烂绚丽的三彩陶，都以空前未有的高超工艺技术，表现了唐代陶瓷装饰多样化的博大、进取、创造精神。宋代的瓷器已为上至皇室、贵族、富商，下至千家万户的生活必需品。据现有全国170个县、市、自治区的考古发现，宋代烧瓷窑址已有130多处，并出现了专为官府烧制瓷器的“官窑”。其中，被后世推崇的汝、官、哥、定、钧五大名窑瓷器工艺技术，为其时技术的顶峰。如，哥窑利用胎与釉在烧制时收缩率的差别而制造的裂纹瓷，呈现“金丝铁绿”特殊自然纹饰，美妙绝伦，为后世所宝。元、明、清，中国瓷器在大量行销世界各地的带动下，瓷器生产技术持续进步。所以，中国因此也就被世界上誉为“瓷器之国”。
（三）纺织印染技术
在世界历史上，中国养蚕、种麻、植棉、纺织印染等生产技术方面，一直处于领先的地位。
《易·系辞》曰：“黄帝、尧、舜，垂衣裳而天下治”；《通鉴外记》云：“西陵氏之女嫘祖，为（黄）帝之妃，始教民育蚕，制丝茧以供衣服”；《尚书·禹贡》载：“济河惟兖州……桑土既蚕，……厥供漆丝；海岱惟青州……厥篚檿丝……厥篚玄纤缟”；《周礼·天官·典丝》记：“典丝，掌丝入而辨其物”，《染人》谓：“染人，掌染丝帛”。
中国的大量考古资料证明，古史记载的丝、麻纺织发展情况是真实可靠的。1977年，淅江余姚河姆渡出土的纺织工具和饰有蚕纹、编织纹的牙雕小盅，距今约为6000余年，而几乎所有仰韶文化、龙山文化遗址中，都能见到石纺轮和陶纺轮。“仰韶时代的麻布每平方厘米的经纬线一般为6×9至12×15根，而齐家文化者可达30×30根。良渚文化中最细的蔴布是20×30根，而且还有丝织物发现，其密度竟达到47×47根（即每英寸120根”①。这就说明早在五帝时代、夏代，丝麻纺织技术就有了很大的进步。周代家蚕养殖遍及黄河流域。秦汉时期，中国的丝绸已通过世界著名的“丝绸之路”，源源外销到欧亚各国，公元前的希腊著作中，就将中国称作Se res，意为“蚕丝之国”。
在西汉中，非洲棉花经中亚传入中国。在东汉的楼兰遗址中，就发现了棉布残片。稍晚，原产于印度的亚洲棉花经南亚传入华南种植。中国发明轧花搅车去除棉籽，比国外早500年左右。今于汉代画像所见的织布机，其发明时间当在汉代之前。
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① 严文明：《龙山文化和龙山时代》，载《文物》1981年第6期。
汉代以后，这种单综织布机不仅在全国广泛使用权用，而且不断得到改进，向着更先进的水平发展。欧洲是公元6世纪出现这类织布机，到13世纪才广泛使用的。
在印染技术方面，中国古代同样走在了世界的最前面：早在六七千年以前的新石器时代，已能染出红、黄、褐、兰等颜色。如我们在前面所提到的，西周宫廷中就设置了专管丝绸染色的官吏——染人，这种制度极大地促进了印染技术的发展，到了汉代，印染技术已有相当高的水平。如湖南长沙马王堆、新疆民丰等汉墓出土的五光十色丝织品，虽在地下埋藏了两千多年，但仍然色彩鲜艳。降至唐代，就已能染出二十四种不同的颜色，如红色就有银红、水红、猩红、绛红、绛紫等。今考古学研究证明，至少在公元3世纪，中国就已经发明了蜡染技术，直到现在，蜡染技术和刺绣织品一样，不仅为国内人民所喜爱，也远销世界各国，普遍受到欢迎。
（四）采矿技术
《管子·五行》载：“昔黄帝以其缓急作五声，以正五钟。令其五钟：一曰青钟大音，二曰赤钟重心，三曰黄钟洒光，四曰景钟昧其明，五曰黑钟隐其常。五声既调，然后作立五行以正天时，五官以正人位。”《吕氏春秋·古乐》曰：“昔黄帝令伶伦作为律……又命伶伦与荣将铸十二钟，以和五音，以施《英》、《韶》”。
长期以来，在疑古思潮的影响下，人们自然认为这些个记载都“不可靠”，甚至有人说那都是“神话传说”。但现在的考古发现则一次又一次地令疑古者们感到吃惊：70年代，甘肃省广通县齐家坪和青海省贵南县尕马台新石器时代遗址中，发现了铜镜，中国社会科学院考古研究所刚说了“现有早期铜器标本的科学鉴定表明，我国至迟在将近四千年前的齐家文化晚期已进入青铜时代，这比解放前只知道殷墟铜器提早了好几百年”①的话。很快，山西襄汾陶寺遗址的发现，就又将铜器铸造的时间提前了一二百年：其3296号墓中，发现的铃形铸造红铜器，经科学测定，不仅含铜纯度高达97·86%，而且墓中人骨年代为公元前2085年左右。铜器的铸造时间当然更在此墓主人下葬之前。因此，史载黄帝铸钟不为虚传。
金属的铸造，一是涉及到了采矿，二是涉及到了铸造技术，无此一定水平的技术，则根本难以铸造出含铜纯度高达97·86%的铜器来。
最早的采矿技术如何？目前尚无考古发现可以证明。现在，我们从内蒙古林西县、湖北大冶铜绿山，以及辽宁等地发现的春秋、战国时期铜矿采掘规模和采矿技术上知道，它都是相当先进的：林西县已发现的采矿面积，约2·5平方公里，47条坑道，其中一个矿坑的测定，大约就采出了至少1000多吨矿石；铜绿山矿址，面积约2平方公里，其炼铜留下来的炉渣约有40万吨左右。依该矿址显示，春秋时期，已能利用竖井、斜井、平巷、斜巷分层取矿，巧妙地解决了井下通风、排水、照明、矿石提升、井架支护等各种技术难题。
在煤矿的开采中，近年所发现的河南鹤壁宋代煤矿，立井深达100公尺之多，不仅解决了巷道支撑、排水、通风、照明、煤炭分层提升等技术问题，而且较好地解决了防止瓦斯（煤气）爆炸、燃烧的问题。而在欧洲，则是在宋代以后几百年的历史上，还不敢在井下点灯，只能在黑暗中摸索挖煤。
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① 中国社会科学院考古研究所：《中国考古的黄金时代》，载《考古》1984年第10期。
（五）钢铁生产技术
北京科技大学冶金与材料史研究所研究员韩汝玢先生，发表了一篇题为《中国早期铁器（公元前5世纪以前）的金相学研究》的文章，此简要摘录一点韩先生的研究结果：
中国在商代中期（公元前1400年）就已经开始使用陨铁制品。公元前6世纪，中国开始使用白口铸铁器物。欧洲应用这项技术是在公元14世纪；公元前5世纪，中国已应用退火法生产具有韧性的铸铁农具和工具。而欧洲应用此项技术则是在公元18世纪；公元前5世纪，中国已能对生铁固体脱碳成钢。铸铁板脱碳、叠锻成型。公元前4世纪至前3世纪，中国已应用铸铁模具成批地生产农具和工具。欧洲应用此项技术，则是在公元19世纪；公元前2世纪，中国发明了用生铁炒炼熟铁。欧洲掌握此技术是晚在公元18世纪；中国在公元1世纪到2世纪，开始用百炼成钢之法制造名刀、名剑。欧洲应用此技术，晚到了公元6世纪；公元1世纪，中国发明用水排鼓风法于冶炼铸造。欧洲更晚在了16世纪；中国在公元4世纪发明了“灌钢法”，也就是用液态生铁对熟铁渗碳成钢。10世纪后用焦煤作为炼铁燃料。欧洲用焦炭做炼铁燃料是在17世纪；中国至少在17世纪就发明了应用活塞式木制风箱鼓风炼铁，欧洲对此项技术的应用，晚到了18世纪……所以，韩先生依据历史事实这样说：“研究表明，中国在17世纪以前，至少有10项钢铁技术居于世界领先地位，对世界文明做出了重要贡献”①。韩先生此话是极有分寸并留有余地的。因为在先生列举的10项技术中，中国著名的古代3大铸
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① 韩汝玢：《中国早期铁器（公元前5世纪以前）的金相学研究》，载《文物》1998年第2期。
造技术中，只说到了铁模铸造技术一项，而未提及商代的泥模合范、战国时期的熔模铸造技术。正是这泥模合范和熔模铸造技术的发明和应用，才使得青铜器、铁器铸造，从此有了复杂的、精美的造型，清晰的文字，镂空、精细而流畅的花纹装饰出现。
（六）石油和天然气的开发利用
中国对于石油、天然气的发现和开发利用，在世界上是最早的。按文献记载，最先被发现的是陕西延安、甘肃酒泉、新疆库车附近的3处。《前汉书·地理志》载：“（上郡）高奴，有洧水，可 ”。西汉之高奴县城址，在今延安市东北的延河北岸。洧水，即《水经注》中所称的丰林水，为延河支流。 ，即古“燃”字。《水经注·河水》中是这么说的：“丰林水，《地理志》谓之洧水也，水上有肥，可接取用之。《博物志》称：酒泉延寿县南山出泉水，大如筥，注地为沟，水有肥如肉汁，取著器中，始黄后黑，如凝膏，然（燃）极明，与膏无异，膏车及水碓缸甚佳，彼方人谓之石漆。水肥也所在有之，非止高奴县洧水也。”至北宋沈括《梦溪笔谈》中则称之“石油”，言“石油至多，生于地中无穷”，并预言“此物后必大行于世”。《北史·西域传》说：“龟兹……西北大山中，有如膏者流出成川，行数里入地，状如醍醐，甚臭”。这是对新疆石油的记载。宋代，中国开始用小口钻井、套管引气法，利用天然气煮盐。当时，称这种天然气井为“火井”，一眼火井最多可烧700口煮盐锅煮盐。欧洲最早使用天然气的英国，开始于1668年。中国凿井开采地下石油，是在元代初年，西方打出第一口油井的美国，是1859年。
中国历史上的科学技术进步是多方面的，此亦不必一一开列个豆腐账作繁琐介绍。所以，说“中国文化，无论哪一方面，都比不上西洋文化”，是不符合客观存在着的历史事实的。