阳燧是一种什么东西？为什么能取到火？ 大约从4000年前开始，我国进入了青铜器时代，随着铜器的出现，一种新的取火方法诞生了，这就是阳燧取火。 阳燧是一种凹面的铜镜，宋代科学家沈括的《梦溪笔谈》这样记述：阳燧表面凹陷，用它对着太阳照，光就会聚到内部，在离镜面一二寸的地方，光会聚为一点，像芝麻粒那么大，如果在这一点处放上易燃物，就会燃烧起来。阳燧取火的原理，就是凹面镜的聚光原理。 我们的祖先利用凹面镜取火的历史非常悠久。陕西周原遗址出土过一件西周时期的阳燧，这是我国目前发现的最早的人工取火工具。这件阳燧直径8.8厘米，出土时生满绿色铜斑。为了搞清楚这件阳燧到底能不能取火，周原博物馆对...
古代的“火箭”可以载人吗？ 宋朝时，与现代火箭原理相同的武器产生了：把火药装在用纸糊成的筒里压实，绑在箭杆上，点燃后用弓发射出去。火药燃烧会产生大量的气体，这些气体向后排出，形成的反作用力就会让箭飞得更远。 火箭技术在军事上的运用，到明朝时已经非常成熟，人们开始想，能不能用火箭来载人，实现飞天的梦想呢？最早的尝试者就是明朝人万户。据说，万户曾经从当时军中广泛使用的火箭身上吸取灵感，设计制造成了一种会飞的飞龙：它的前后两端分别是木雕的龙头和龙尾，下面各装有两个火箭筒，龙肚子里装有火药，点燃引信后，能飞行1000米的路程。万户一生中所做的最轰动的一件事就是制作了一把能...
没有避雷针，中国古代建筑怎样躲避雷击？ 为了防止雷击，现在的建筑上都会装有避雷针，古代建筑同样也有类似的东西。汉朝时，柏梁殿遭遇火灾，一位方士建议将一块鱼尾形状的铜瓦装在屋顶上，就可以防止因雷击产生的大火。这块鱼尾形状的瓦饰，也就是古代屋檐上鸱（chī）吻的雏形，它的作用正与避雷针相似。 古代的一些宝塔也采用了相似的办法，借助金属的导电性防止雷击。位于洞庭湖边的慈氏塔，据记载建于唐朝，至今已有一千多年的历史。这座宝塔的尖顶上装有铁刹，六根铁链从塔顶直贯塔基，不仅起到了稳固塔身的作用，也能让雷电沿着铁刹和铁链导入地下，避免了塔身遭雷击而毁坏。这和避雷针的原理是一样的。 建于宋代...
算盘是孔子的夫人发明的吗？ 民间传说，算盘是孔子的夫人发明的。春秋时鲁国的司库大臣不擅理账，于是有人推荐孔子来代替他。孔子也不擅理账，就向他的夫人求教，孔夫人教他用绳子串珠计数，把账目管理得井井有条。这就是传说中算盘的来历。 关于珠算的文字记载，最早见于东汉时期的《数术记遗》，里面记载了14种古代算法，并首次提到了珠算这个词。北宋著名画家张择端的《清明上河图》描绘了宋代开封汴河两岸的风物，赵太丞家的柜台上就放着一个算盘。文物专家经过反复观察确认，认为这个算盘就是与现代使用的形制类似的九档算盘。1921年，河北巨鹿出土了一枚宋代的木制算盘珠，鼓形，中间有孔，与现代算盘的...
在阿拉伯数字传入我国之前，零用什么符号来表示？ 零表示无、没有数量，我们今天用阿拉伯数字0来表示。阿拉伯数字传入我国之前，0是怎么表示的呢？其实，在很长一段时间里，这个符号是用一个空位来代替的。在出土的甲骨文中，已出现了用空位表示零的方法。最晚到公元4世纪，中国的算盘就已经开始用空位来表示零了。用空位表示零，是我国古代的一个发明。 在文字中使用0这个符号，则是受了古人书写习惯的影响。古人在抄书时遇到缺字，便用□这个符号代替，意思就是空缺、没有。至今我们在整理古籍文献的时候遇到缺字，也还是用□来代替。古人在写数字需要空位的时候，便也采用□这个符号。由于古代的人们是用毛笔作书写工具的，写...
在古代，数学为什么叫算术？ 我国古代的数学，起源于人类早期的生产活动，比如测量土地、商业计算以及预测天象等。我国古代把数学叫算术，又称算学。 算这个说法与古代一种记数工具算筹有关。算筹是用竹子做成的长约十几厘米的小棍，将这些小棍按照不同的位置组合摆放，就可以表示各种数字，进行加减乘除等运算。在春秋时代这种工具就已广泛应用，直到15世纪的元朝末年，才慢慢被珠算取代。古代的不少数学成就都是运用算筹进行计算取得的。古代数学除了狭义的计算以外，还涉及几何、代数等领域，但那时候并没有把这些领域精细地区分，因此古代的算术算学泛指一切与数学有关的知识。 算术一词最早出现在古代的...
古人很早就认识到了负数的存在，他们是怎么表示负数的？ 负数是数学术语，指小于0的实数。负数的产生与人们的生产和生活密切相关。比如，在计算粮仓存米时，有时要记收进粮食量，有时要记借出粮食量；在记账时，有时盈利，有时亏损。为了记录这种具有相反意义的数，人们就引入了正负数的概念，把收进粮食或余钱记为正，把借出粮食或亏钱记为负。 我国古代的人们很早就意识到了负数的存在价值。成书于汉代的《九章算术》就已经提出了正负数的概念。三国时期的数学家刘徽在为这本书作注时，还给出了区分正负数的方法：用算筹进行运算时，往往用黑筹表示负数，用红筹表示正数；或者用斜列表示负数，用正列表示正数；再或者，用矩形表示负...
中国古代的“数学神人”祖冲之除了推算圆周率，还有哪些科学成就？ 南朝宋时，我国出了一位杰出的科学家祖冲之。 祖冲之出身官宦家庭，自小聪明，喜欢思考，懂得机巧的科学技术。宋武帝听到他的名气，派他到一个专门研究学术的官署华林学省工作。他对做官并没有兴趣，但是在那里可以更加专心地研究数学、天文。我国历代都有负责研究天文的官职，并且根据研究天文的结果来制定历法，到了祖冲之的年代，历法已经有很大进步，但是祖冲之认为还不够精确。他根据长期观察的结果，创制出一部新的历法，叫作大明历（大明是宋武帝的年号）。这种历法测定的每一回归年（也就是两年冬至点之间的时间）的天数，跟现代科学测定的时间相差只有50秒；测定月亮环...
没有现代计算工具，祖冲之是怎样把圆周率计算到小数点后第七位的？ 圆周率，数学上用来表示，用来说明圆形的周长与直径之比，同时也是圆形的面积与半径的平方之比。 为了获取精确的圆周率，从古至今，人们付出了异常艰辛的努力。在我国古代，公元前2世纪左右的《周髀（b）算经》就认为圆的周长大约是直径的3倍。 公元263年，魏晋时期的数学家刘徽在注释《九章算术》时，叙述了一种求圆周率的方法。他在圆内作一个无限接近圆面积的正多边形（3072边）来求得的近似值约为3.1416，时人称这种方法为开密法，后人称为割圆术。虽然这一研究方法非常简便，但是在圆内接正3072边形已经非常困难，要继续求证更精确的圆周率，实在是对后续者毅力和智力的一次大考量...
古代的密码锁使用什么作为密码？ 清代时，有一种锁特别流行，往往以铜制成，没有锁孔，没有钥匙，怎么打开呢？原来这种锁类似于现代密码锁，以藏有的诗句为密码，叫文字密码铜锁，也叫藏诗锁。这种锁设密码的半边看起来是一个横着的圆柱体，实际上是几个并列在一起可以活动的铜转轮，一般是3个到5个。每个铜转轮上面分别刻着各不相同的汉字，开锁的密码就是由这些汉字组成的诗句。比如一把密码锁，5个转轮上分别刻有吉庆有余子孙满堂五子登科春华秋实和三阳开泰5句祝语，当人们把5个转轮上的字拼成庆满登华泰，并且这5个字保持一条直线时，锁才会打开，稍有偏差，铜锁照样纹丝不动。...
不用钉子、绳子、胶水，古人是怎样把几根木条交叉固定在一起的？ 榫卯（sǔnmǎo）结构是中国古代传统土木建筑工艺的一种。中国的土木建筑构架一般包括柱、梁、斗拱、椽子等基本构件。我国古代建筑原则上都不使用铁钉，这些相互独立的基本构件要连接在一起，就必须用一种方式将之连结起来。古人采用的方法，就是利用开凿出来的卡榫（榫）与凹槽（卯）之间的咬合来连接稳固。简单的榫卯结构，是用一种咬合的方式把两根木条以十字形状相交固定，缺缺相合，卡榫卡放在木条的凹槽里，若榫卯使用得当，两块木结构就能严密扣合。传说它是鲁班的发明，因此又叫鲁班锁。高明的木匠至少要掌握几十种不同的榫卯方法，能做出六方锁十二方锁二十四锁等纷繁复...
古人是怎样通过植物找到地下矿产的？ 一些特殊生物的存在能够在一定程度上反映地下的矿化特征。如石松生长茂盛的地方，可能存在铝矿。金属矿的存在也能给植物染上特殊的颜色，如铜元素进入植物体内能使植物的花朵呈现为蓝色。所以，利用生物标志来寻找矿产的理论是科学且可行的。 古人很早就开始利用指示植物来探矿。早在春秋战国时期，人们就依据经验总结出了一套植物探矿理论，并可以依据铜草花这种植物嗜铜的特性发现铜矿。 南北朝时期，我国的植物探矿理论逐步建立起来。梁代出现了一本专门的植物探矿著作《地镜图》，它把地下的矿藏和地表的植物联系起来，总结了金、银、铜、锡、玉等矿藏与地表植物的关系，甚...
一千多年前的矿物岩石学家怎样解释鱼化石的成因？ 杜绾（wǎn）是宋代很有成就的矿物岩石学家，他写的《云林石谱》是宋代内容最丰富的石谱。《云林石谱》给各种各样的石头进行了分类，还介绍了各种岩石的用途，以及当时工人加工石材的方法。 一次，杜绾的朋友新修了一座园林，请他过去观赏。花园里有一座假山，假山上面既有大大小小的孔，又有不同纹理的花纹。人们一面看，一面啧啧称奇：这假山真是生得奇怪啊！ 杜绾却不觉得这假山是天生就这样的，他对大家说：你们看，这些大大小小的孔应该是风浪冲击导致的，这些花纹应该是水流不断冲击而成，这石头左边的花纹深，右边的花纹浅，说明那时左边的水流更湍急。他又说：太湖石不就...
为什么说《九章算术》记载的是当时世界上最先进的应用数学知识？ 《九章算术》是我国古代的一部数学专著，大约成书于东汉时期。由于这部书把涉及的数学问题分为九大类，故称为九章。这部书内容十分丰富，是系统总结战国、秦、汉时期数学成就的一部综合性著作，代表了当时世界上应用数学最先进的水平。 《九章算术》主要来自民间智慧，并非一时一人所著，所以它特别强调解决与生产、生活密切相关的应用问题，比如如何精确地计算田亩面积，如何精准计算建筑城墙、开沟挖渠的体积，如何合理兑换、分配不同谷物等。《九章算术》从数学角度为这些问题提供了解决手段。 《九章算术》还开创了许多数学应用知识的新领域。它是世界上最早系统地叙述分数...
为什么说《天工开物》是中国“17世纪的工艺百科全书”？ 《天工开物》是我国明代著名科学家宋应星撰写的一部科学巨著。书名来自巧夺天工和开物成务两个古代成语，合在一起的意思是：只要掌握了知识技能，就能制造出各种精美的生产、生活用品。 《天工开物》的主要内容是实用科学技术，全书共3卷18章，介绍了我国古代30项先进技术。第一卷介绍的是农业技术，包括谷物栽培、甘蔗栽培、桑麻栽培、染料植物栽培、养蚕、养蜂、谷物加工、制糖、制盐、纺织、染色等11项；第二卷介绍的是工业技术，有榨油、铸造、锤造、采煤、非金属矿烧炼、陶瓷、制砖瓦、造纸、造船、航运、制车等11项；第三卷介绍的是金属开采、合金冶炼、冷武器制造、火器制造...
《梦溪笔谈》为什么称得上是“中国科学史上的里程碑”？ 20世纪50年代，英国科学史家李约瑟在研究《梦溪笔谈》后，称其为中国科学史上的里程碑。《梦溪笔谈》是北宋学者沈括晚年所著，大约成书于公元1086至1093年间，这部著作以笔记的形式记录总结了前人尤其是宋代人在科学技术方面的卓越贡献和沈括自己的研究成果。 《梦溪笔谈》包括《笔谈》《补笔谈》《续笔谈》三部分，全书涉及天文、历法、气象、地质、地理、物理、化学、生物、农业、水利、建筑、医药、历史、文学、艺术等诸多领域。它以多于三分之一的篇幅记述并阐发自然科学知识，介绍了时人毕昇领先世界的活字印刷术，描述了当时先进的浸铜生产工艺，总结了如何铸造铜镜、维修盐井...
生活在明代的徐光启为什么被称为中国近代科学的先驱者？ 徐光启是我国明末著名的科学家，是第一个把欧洲先进的科学知识介绍到中国的人。徐光启20岁中秀才，35岁中举人，步入仕途，他时刻关心强国利民的经世实学。公元1600年，他在南京结识了意大利传教士利玛窦。利玛窦带来的三棱镜、自鸣钟、日晷仪等西方科技产品深深吸引了徐光启，他与利玛窦合作翻译了欧几里德《几何原本》六卷，在这里他们创造了许多数学概念，如点、线、面、平面、曲线、曲面、直角、钝角、锐角、垂线、平行线、对角线、三角形、四边形、多边形、圆、圆心等。这些概念一直被使用到今天。 1610年以后，徐光启在制定天文历法的过程中，和传教士一起设计了许多天文仪器，...
你知道我国最早用来测定风向的仪器是什么吗？ 历史资料中有记载的比较早的测定风向的仪器叫做相风铜乌，这是一种用铜做的形状像乌鸦的风向器（相风就是观测风的意思），它装在汉代观测天文气象的灵台上。这是专职观测天象单位所设置的仪器，最初造得比较笨重，后来经过不断改进就渐渐做得轻巧灵敏一些了，在晋代太史令就设有木制相风乌，并逐渐流行起来了。 在唐代李淳风的《乙巳占》中，也描述了这种相风木乌的构造。 然而，从军事和交通等方面看，最好采用构造更加简单的风向器。《乙巳占》中就指出：常住安居，宜用乌候；军旅权设，宜用羽占。意思是说，相风乌只宜设在固定的地方，在军队中驻地经常变化，还是用鸡毛编成...
人类的“航天鼻祖”是在中国吗？ 人类第一次有记录的登月计划来自中国明朝的木匠万户。 据记载，万户是明朝初期人，原来是一个木匠。由于他喜欢钻研技巧，尤其是对技术发明方面特别痴迷，所以从军后改进过不少当时军队里的刀枪车船。 在那个人类对自然界的认识受到很大局限的年代，万户甚至做出了一份很详尽的科学理论计算报告，他认为按照当时的火箭技术，再加之风筝原理的帮助，他一定能在一个时间段内飞到月亮上去。为了实现自己的意愿，万户开始潜心研究《火箭书》，并用自己的知识给予完善。他造出了各种各样的火箭，然后画出飞鸟的图形，众匠人按图制造出了飞鸟文献说，在一个月明如盘的夜晚，万户带着人...
我国古代的冰灯制作工艺是怎样的？ 说起冰灯艺术，据传早在明朝末年，我国就有类似于冰灯的工艺了。 明万历年间，安徽桐城的诗人阮自华，看了冰网灯后咏诗曰：瑶池瀑布注灵安，银汉回波织女澜。讵识冰丸光照乘，翻令火树夜生寒。香如豹髓含神雾，珠似鲛人泣水端。这冰网灯就其诗意来看，似乎在灯的周围喷以水气，光线经过折射，就会映出不同的彩色。 这虽然和今天的冰灯大不一样，但为后人提供了制作冰灯的原理。到了清朝康熙至乾隆、嘉庆年间，盛行起凿冰为洞，燃烛其中，成为名副其实的冰灯。 清嘉庆年间著名学者西清在《黑龙江外记》卷六中载：上元（即正月十五），城（齐齐哈尔）中张灯五夜，村落妇女来观剧者...
张衡的地动仪是怎么预测地震的？ 公元132年，东汉的张衡发明了候风地动仪世界上第一架地震仪。 据《后汉书张衡传》记载，候风地动仪以精铜铸成，圆径八尺，形似酒樽，上有隆起的圆盖，仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器的内部中央有一根铜质都柱，柱旁有八条通道，称为八道，还有巧妙的机关。仪器外部周围有八个龙，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头和内部通道中的发动机关相连，每个龙头嘴里都衔有一个铜球。对着龙头，八个蟾蜍蹲在地上，个个昂头张嘴，准备承接铜球。当某个地方发生地震时，樽体随之运动，触动机关，使发生地震方向的龙头张开嘴，吐出铜球，落到铜...
密码是如何出现的？ 史料记载，密码最早产生于希腊。到了4世纪，希腊出现了隐蔽书信内容的初级密码。8世纪古罗马教徒为传播新教，创造了圣经密码。 中世纪末叶，西班牙的平民百姓与贵族阶级的青年男女之间，为了冲破封建制度对自由恋爱的束缚，不得不采取种种秘密通信的形式，从而导致了各种原始密码的产生。 公元1200年，罗马教皇政府和意大利世俗政府开始有系统地使用密码术。至19世纪，随着资本主义的发展和资产阶级相互斗争的需要，出现了无线电密码通信。 到第一次世界大战时，密码通信已十分普遍，许多国家成立专门机构，进一步研制和完备密码，并建立了侦察破译对方密码的机关。 随着现代科技的...
第一张彩色照片是怎么来的？ 公元1861年5月17日，伦敦皇家学会举行物理学教授麦克斯韦关于《三种基本颜色的理论》的报告会。麦克斯韦决定在报告会上用实践来证明他的三种成分理论的正确性。为了制出物证，他和助手在明亮的阳光下，以黑色天鹅绒屏幕作铺衬，拍摄用三色彩带扎成花结的照片。 他们分三次拍摄，每拍一次都得更换滤光器。然后，在报告大厅里挂着三盏吊灯，吊灯上都有玻璃摄像正片，在每盏灯的透光镜上面都安置了分别装有红、蓝、绿三种基本色源的滤光器。 准备好了以后，麦克斯韦向助手示意，点燃了吊灯，闪烁着白光又稍带一点淡蓝色的色彩。人们拭目以待，在等待奇迹的出现。突然，第一盏灯的红光...
你知道指纹侦破的由来吗？ 公元1686年，马尔丕哥教授运用当时新发明的显微镜，发现指纹的纹线都是从手指顶端的圆环和螺旋线中引出来的，他的论文题目是《指纹纹线放大若干倍》。公元1823年德国普克尼教授指出：手指最末端指骨上的纹线，多样性和差别性非常突出。他制定了一些标准，把纹线划分为九个类别。 公元1858年，英国驻印度的行政长官威廉赫胥尔，要求居民在契约上既要签字又要按指纹，这是第一次由官方规定在很大范围内运用指纹。公元1877年，赫胥尔提出了一份报告，要求将指印作为鉴定识别犯人的工具，他的报告没有得到批准，但赫胥尔却在自己管辖的省份大力推广了这一方法。 公元1889年，英国科学杂志《...
古代是用什么做染料的？ 中国古代用于着色的材料可分为矿物颜料和植物染料，其中以后者为古代主要的染料。古代先民很早就掌握了多种植物染料的性质，植物染料在染制时，其色素分子是通过与织物纤维亲合而改变纤维的色彩，所着之色虽经日晒水洗，均不易脱落或很少脱落。 利用植物染料，是我国古代染色工艺的主流。自周秦以来的各个时期生产和消费的植物染料数量相当大，明清时期除满足我国自己需要外，开始大量出口，而用红花制成的胭脂绵输到日本的数量更是可观。 古代常用的植物染料实在多不胜数，古人根据不同的染料特性而创造的染色工艺有：直接染、媒染、还原染、防染、套色染等。染料品种和工艺方...
床是怎样来的？ 床最早源于我国的商代。 原始社会，人们生活简陋，睡觉只是铺垫植物枝或兽皮等，掌握了编织技术后就铺垫席子。席子出现以后，床就随之出现。商代甲骨文中，已有像床形的字淋，说明商代已有床。但从实物来看，最早的床是在信阳长台关一座大型楚墓中发现的，上刻绘着精致的花纹，周围有栏杆，下有6个矮足，高仅19厘米。春秋以来，床往往兼作其他家具。人们写字、读书、饮食都在床上放置案几。晋代著名画家顾恺之的《女史箴图》中所画的床，高度已和今天的床差不多。另外还出现一种四足的高床。但床仍未成为睡卧的专用家具。 唐代出现桌椅后，人们生活饮食等都是坐椅就桌，不再在床...
枕头的发明和发展变化过程是怎样的？ 原始时代，人们用石头或草捆等将头部垫高去睡觉，这时的石头或草捆可以看作是比较原始的枕头。到战国时，枕头就已经相当讲究。1957年在河南信阳长台关一个战国楚墓里，出土了一张保存完好的漆木床，床上就有竹枕。 我国古人对枕头颇有研究。北宋著名史学家司马光，用一段小圆木做枕头，睡觉时，只要稍动一下，头从枕上滑落，便立即惊醒，惊醒之后继续发奋读书，他把这个枕头取名为警枕。为了强身健体，在睡眠时达到治病的目的，古人还在枕内放药以治病，叫做药枕。李时珍在《本草纲目》中说：苦荞皮、黑豆皮、绿豆皮、决明子做枕头，至老明目。民间有多种多样的枕头，大都以清火...
熨斗是怎样走入人们的生活的？ 烫衣服的熨斗，在我国汉代时已是家庭的用具。 汉魏时期的熨斗，用青铜铸成，外形呈圜腹、宽口沿，有长柄。有的熨斗上还镂有熨斗直衣的铭文。 熨斗这个名称的来历，一是取象征北斗之意，二是熨斗的外形如同古代一种烹调用具熨斗。熨斗像一只没有脚的平底锅，熨衣前，把烧红的木炭放在熨斗里，待底部热得烫手了再使用，所以，又叫火斗。也有把熨斗叫做北斗、金斗的。金斗则是采用鎏金工艺精制的熨斗，那不是一般的民间用品。...
第一把伞是谁发明的？ 伞是我国首创，据传是鲁班的妻子云氏发明的。《孔子家语》中说：孔子之郯，遭程子于途，倾盖而语。这里的盖就是指伞。《史记五帝纪》记有与伞同类的雨具，可见伞在我国已有四千多年的历史了。 最早称伞为华盖，唐朝李延寿写的《南史》和《北史》才正式为伞定名。古时的伞，是达官显贵的装饰品和士大夫权势的象征物，帝王将相出巡时，长柄扇、万民伞左簇右拥，乘坐的车舆上张着伞，表示荫庇百姓。官位、职务不同，罗伞的大小、颜色都严格区分，这一惯例一直传到明朝。 纸伞是汉朝以后出现的，唐朝时传入日本，16世纪才传入欧洲。意大利艺术大师达芬奇受伞的启发，设计了第一个降落...
我国古时候的眼镜是什么样子的？ 眼镜已不是什么稀罕之物，然而迄今尚未有人考证出眼镜究竟是何人发明、又是何人首先配戴的？ 不过，根据考证，眼镜可能是13世纪末期在中国和欧洲同时出现的。马可波罗大约在公元1260年记载：中国的老年人看小字时戴着眼镜。14世纪曾有记载说中国的一个绅士用一匹马换了一副眼镜。 中国古老的眼镜镜片很大，呈椭圆形，通常用水晶石、石英、黄玉或紫晶制成，镜片镶嵌在乌龟壳做成的镜框里。有的眼镜带有铜质的眼镜脚，卡在鬓角上，有的用细绳子系在耳朵上，也有的把眼镜固定在帽子上。由于眼镜框是用象征神圣的动物乌龟的壳做的，镜片是宝石做的，所以眼镜在当时被视作一种贵重物品。...
