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棘蚕、栾蚕、蚢蚕四种;家蚕只有蟓一种,即今之桑蚕。德国斯图加特
西北20公里高村,前些年在一个克尔特部落首领的墓中,发掘出死者衣
物上来自中国的丝绣品,其年代约在公元前550年前后。这是中国的丝
①
织品在公元前6世纪传到欧洲的证明 。
利用麻类纤维纺织,在中国可以追溯到仰韶文化时代。春秋战国时
期,丝绸一般只供贵族穿用,一般平民主要是穿麻葛织成的布,故称平
民为“布衣”。对于麻织品的质量,当时已有统一的纱支标准。计算纱
支的单位叫“升”。周代的麻布,布幅一般为二尺二寸(合现在一尺五
寸)。若含80根经线,就叫一“升”。专供丧服之用的为3升;奴隶们
① 参见仓孝和《自然科学史简编》,北京出版社1988 年版,第257—259 页。
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穿的是7升的粗布;15升的缌布是作吉服的材料;最细的30升的布专用
于制冕。这种轻纱的经线密度已达每厘米50根,相当于今天的府绸了。
(2)染色技术
染色是一项古老的化学工艺。随着麻、丝、棉等纺织业的发展,各
种纺织品的染色技术也相应发展起来。
中国很早就利用矿物、植物染料对纺织物进行染色,并在长期的生
产实践中,总结掌握了各类染料的制取和染色的工艺技术。西周时代,
在“天官”下设有“染人”一职掌管染帛。春秋战国时期,染色工艺已
有很大提高。
利用矿物染料对纺织品进行着色的方法称为“石染”。当时人们已
发现了多种矿物染料。赭石即赤铁矿是最早用于染红色的染料,当时主
要用于涂染作为囚衣的粗劣麻织物。朱砂 (硫化汞)的颜色红赤纯正浓
艳,光牢度好,用于涂染贵重衣料。染黄的有石黄 (雄黄和雌黄);染
绿的有空青(又名石绿,即孔雀石);染蓝的有石青(又名大青、扁青)。
中国古代所用的植物染料种类很多,靛蓝是用得最早和最普遍的一种还
原氧化染料。中国夏代已经种植蓝草了,蓝草中含有靛甙,从中可以提
取靛蓝素。春秋战国时期,人们已掌握了用发酵法还原靛蓝。靛蓝染布
色泽浓艳,牢度好,一直流传至今。茜草是染红色的主要染料,紫草是
染紫色用的媒染性染料,染黄的植物染料更多。当时人们已经知道使用
金属媒染剂了。植物染料和媒染剂的使用,大大丰富了颜色种类,在染
色技术上是个重大突破。
在染色工艺上,春秋战国时期已有多次浸染的套色法,即将丝麻织
物先后浸入溶有一种或多种不同颜色的染料中,从而染出不同深度的某
种颜色,或染出其他各种变异色彩。若用两种不同染料套染,就可得到
第三种色调。另外当时也已知道,青和黄可合为绿色,但以藤黄合靛青
则为“苦绿”,即用不同的青色与黄色染料,合成的绿色也不相同。这
些知识,都是从染工们长期的生产实践中总结出来的。
古埃及生产的亚麻布,作为衣料时染成红、黄、绿等色。所用染料
大多是植物染料,如靛蓝和红蓝花。靛蓝可能来自东方国家。埃及人还
常用茜根染成的布包裹木乃伊,表明他们也很早掌握了染色时使用含金
属盐的媒染剂。
古巴比伦和亚述帝国,也使用了红蓝花染色,还制成一种名为“燕
脂”的粉末状染料。波斯人在获得了蚕丝技术后,将染成红、绿、蓝等
色的丝绢重价售往罗马帝国,因为罗马皇帝喜欢穿着彩色丝织品以向群
臣和外国使者炫耀。
在古代地中海沿岸国家,盛产一种叫作“骨螺紫”的染料,是从海
岸的一种蜗牛状贝类动物中提制出来的,能染出鲜艳的紫红色。这种染
料远销欧洲各地,获利颇丰。在罗马帝国,这种价格昂贵的染料只有上
层贵族才能享用。
印度古人也早就掌握了用各种天然染料染色。特别是印度产的靛
蓝,古代就远销于中亚、西亚、北非一带,再被转运到地中海沿岸国家。
东亚的朝鲜、日本及东南亚诸国,也以发达的染色技术制造出了多种染
织品。美洲的印第安人,也很早就用当地的原料制出过多种染料。
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(3)酿酒技术
酿造也是一门古老的化学工艺。早在原始社会末期,人们就掌握了
用谷物酿酒作饮料的技术。到了奴隶社会,酒被广泛用于宴饮和祭祀活
动。中国龙山文化遗址中,就有大量陶制的酒器;到了商周时期,盛酒
和煮酒用的青铜器和陶器如尊、卣、壶、爵、角、觚等已大量制造,有
些青铜器上还有关于用酒的铭文。周代已设有“酒正”、“酒人”等专
门掌管酒曲和酒品生产的职务。一些著作中,已总结记载了当时在酿酒
过程中积累起来的技术经验。如《书经·说命》篇记载武丁的话:“若
作酒醴,尔惟麴蘖;若作和羹,尔惟盐梅”。“醴”是一种甜酒,“麴
蘖”即现在所说的酵母。《礼记·月令》更记载了造酒的六点注意事项:
“秫稻必齐,曲蘖必时,湛炽必洁,水泉必香,陶器必良,火齐必得”。
从原料选择、制曲、渍料、蒸煮、用水、掌握火候到容器挑选,指点出
各个环节的关键要求。特别应指出的是,古人通过长期酿酒的实践活动,
总结出了利用某种微生物霉菌的生物化学作用,先使少量谷物发霉成“酒
曲”,酿造时再用酒曲使大量谷物糖化和酒化而酿造出各种美酒,确实
是一个既经济又有效的杰出的技术发明。
在埃及和西欧,古代也采用谷物或水果为原料,用发酵的方法酿酒。
古埃及人在3000多年前就造出了麦酒;埃及和希腊的葡萄酒一直闻名世
界。在中亚、西亚各国,葡萄酒也是重要产品之一,并在公元前2世纪
传入中国。同样,美洲大陆的原居民族,也早就酿造出他们所喜用的酒。
与酿酒技术发展的同时,古人也掌握了用发酵的办法从谷物中酿造
出醋、酱的酿造工艺。醋在中国古代又称“醯”、“酢”或“苦酒”。
《周礼·天官》中记载有“醯人”,是掌管酿醋的官吏。《论语》中也
有“或乞醯焉”之语。酱和酱清(酱油)也是古代酿造工艺的产品,供
作食用调料。
3。土木工程和建筑
(1)水利工程
水利建设自古就受到重视。古埃及根据尼罗河泛滥的特点,修建了
一些大的灌区,把水储存起来,需要时再让水流回尼罗河。埃及历代国
王都以在开凿沟渠、整修堤坝方面的功绩自夸。第一王朝的第一王美尼
斯的一大功绩,即建造了孟斐斯城外的大堤坝和水库。在第十二王朝时
期,埃及环绕美利多湖筑堤造田,扩大耕地面积2500公顷之多。特别是
公元前七世纪的26王朝时期,埃及开始开凿沟通地中海与红海的运河,
即现在的苏伊士运河的前身。这项浩大的工程终于在波斯人统治埃及时
期完成,公元四世纪以后淤塞。
公元前30世纪中期,两河流域南部的阿卡德王国建立以后,就立即
开展了大规模水利灌溉网的建设。在古巴比伦王国的 《汉谟拉比法典》
中,就有好几条与水利有关的条文,国家以法律的形式保障水利设施的
合理利用。汉谟拉比时期有几个年头都以“水利之年”载入史册,记载
了开河渠兴水利的政绩。
古印度在公元前4世纪至公元前2世纪孔雀王朝统一之后,就设有
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高级官吏管理全国的水利事业,水利建设也在较大规模上进行,各地都
开凿了一些沟渠、水井和池塘。
古罗马原来只是意大利中西部离台伯河口十多英里远的一个小城
邦。罗马人在罗马大帝国建立以前,就开始修建引水渠道,从城外水源
处引水入城供生产和生活之用。公元前3世纪,当罗马人帮助塔兰托城
邦战胜了埃皮鲁斯国王皮洛士之后,就拨用了一部分从这场战争中夺得
的战利品,修筑了一条37英里长的高架渠,把山上的清水引到罗马城里。
罗马帝国建立后,又把它改建为石砌高架渠,为罗马供应更多的水。到
公元前2世纪,从各方面通往罗马的水道已有九条,总长达90多公里,
纵横交错,穿山越岭,经低洼地时则用石头砌筑的拱券渡槽通水,工程
宏大而壮观。罗马城的水道日供水量达3亿加仑。因此供水成为罗马当
局的重要职责之一,为此专门设置了管理机构。公元一世纪时,这一渠
道已经发展为一套包括水道、贮水池、公共浴池、喷泉和排水通道在内
的庞大供水系统。工程师、水道监督官弗朗提努(约公元40—103)曾自
豪地写道:“这才是为人类的卫生和健康服务的技术。比起徒劳无益的
金字塔和希腊神庙来,这才是最美好的。”
春秋战国时期的中国,在水利建设上也取得了举世著称的辉煌成
就。其中最主要的有芍陂 (qu8b5i,音鹊杯)、漳水十二渠、都江堰和
郑国渠四大工程。
芍陂位于今安徽寿县安丰城南,是公元前六世纪末楚国兴建的一座
大型蓄水灌溉工程。水库巧妙地利用了东、南、西三面较高、北面低洼
的地势状况,利用天然湖泊在四周筑堤,引渒水积而成湖。《水经注·肥
水注》说陂堤长二三百里,并有闸门五座,东汉时可灌田万顷。战国初
期,流经魏国要地邺的漳水常泛滥成灾。公元前422年西门豹任邺令后,
沉重地打击了当地劣绅和女巫勾结玩弄的勒索钱财、残杀少女的迷信活
动,领导百姓在漳河上修建了12道低滚水坝,开凿了12条大渠,引水
灌溉漳河右岸土地。大约100年后,邺令史起又大兴引漳灌邺工程,将
大片盐碱地变成水稻田。
约公元前256至前251年间,蜀郡守李冰在成都平原西部主持兴建
了举世闻名的都江堰。这项水利枢纽工程由分水工程 (分水鱼嘴)、开
凿工程 (宝瓶口)、闸坝工程(人字堤、百丈堤、内外金刚堤和飞沙堰)
三部分组成一个有机整体。这一水利工程选址适当、布局合理、配合巧
妙,其规划、设计和施工都具有较高的科学性和创造性,体现了朴素的
系统工程思想。都江堰的建成,使成都平原大约300万亩良田得到灌溉。
《水经·江水注》称:“蜀人旱则借以为溉,雨则不遏其流。故记曰:
‘水旱从人不知饥馑,沃野千里,世号陆海,谓之天府也’”。
郑国渠是秦始皇元年 (公元前246年)由水工郑国设计领导,在关
中引泾水兴修的大型灌溉工程。这项工程用了十多年时间才完工,引泾
水东流注入洛水,全长300多里,十分壮观。《史记·河渠书》称,郑
国渠的修建,使“关中为沃野,无凶年。秦以富强,卒并诸侯”。
(2)城市、宫室和道路建筑
早在青铜器时代,古人在建筑技术方面就已取得了相当高的成就。
许多古文明地区都有一些古建筑物或它们的残破遗跡存留至今,从中尚
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可窥见到它们在当时的原貌。
两河流域古代的主要建筑材料是木材和泥砖,偶而也用到石块,因
此很难长期保存。到了公元前7世纪的新巴比伦王国时期,他们的建筑
技术达到了顶峰。特别是在尼布甲尼撒二世统治时期(公元前604—前
562),为了防止米地人的突然袭击,在巴比伦尼亚北部兴建了一道横跨
两河平原的长城。巴比伦城也被建设成为当时西亚最壮观的城市。它有
内外三道城墙,其上有塔楼300余座;在穿过城区的幼发拉底河上有石
墩桥梁;贯通全城的笔直的大道上铺砌了白色和玫瑰色的石板;主要的
北门门墙上有用玻璃砖拼砌成的美丽图案。城内最大的建筑马都克神
庙,是一座塔台式建筑,据传高约90米。尼布甲尼撒的波斯籍王后是米
地人,十分怀念她故乡的山水,而在巴比伦没有那样的景物。国王为了
取悦他的王后,就在�