科技发展的前沿，三大发明之外，宋代建筑冶金与造船技术

冶金技术

两宋时期，我国冶金技术取得了较大发展，全国各地分布着为数众多的金场、银场及冶铁作坊，许多金属产量都有大幅增长。美国学者郝若贝估计，在冶铁业最为兴盛的宋神宗在位期间，元丰元年的铁产量在七万五千吨至十五万吨之间，是1640年英格兰和威尔士产量的二倍半到五倍，而18世纪初整个欧洲的总产量才为十四万五千吨至十八万吨。宋代炼炉大多倚山而建，从而减少筑炉工时，增强了炉子的牢固性，利于生产操作。人们利用上方平台上料，在下方平台送风、放渣、出铁，这是宋代的创举。

宋代炼炉体积不大，炉腔多呈梨形，适应物料下降膨胀、气流上升收缩的变化规律，反映了当时人们对炼铁工序的认知水平。宋代还出现了可以移动的“行炉”，由方形化铁炉与梯形木风箱相连，下有木架可以抬动。在我国古代早期的冶金过程中，人们会使用一种叫作“橐”的皮囊作为鼓风器，到了宋代，出现了往复式风箱，它大大提高了鼓风效率。这种风箱体积很大，可以显著提高风量、风压，使冶铁过程得以强化。灌钢技术的推广和改进，是宋代钢铁冶炼业工艺技术和生产效率提高的又一重要标志。东汉时期，已经有了百炼钢技术，到了宋代，这种工艺达到相当高的水平。百炼钢的原料是一种含碳量稍高、夹杂较少的炒炼产品，百炼的基本操作是“锻之百余火”，在不断去除夹杂的同时，起到均匀成分、致密组织甚至细化晶粒的作用，从而有效地发挥材料的机械性能。百炼钢技术在宋代已很少应用，代之而起的是灌钢工艺。

“锻铁”指可以锻打的铁碳合金，柔铁是柔性较大、刚性较低的产品。“封泥”的目的，一为减少加热过程中的氧化脱碳，二为减弱火焰强度，使金属块各部均匀受热。所谓“灌钢”，便是在生产过程中将生铁汁灌入熟铁块中而得名。南宋时期甚至达到全国铜产量的85%。胆铜法又称胆水浸铜术，它把铁片浸在胆水中，利用元素活性的不同置换出铜来。宋代胆铜生产大概有三种不同操作：一是烹炼法，二是浸泡法，三是淋铜法。宋代金属加工技术取得了长足的进步，锻打、模压、焊接和复合材料技术、热处理技术、外镀技术都有不同程度的发展。青堂羌族人民锻造的“瘊子甲”，采用冷锻技术，在加强硬度的同时，使器表晶莹光滑，与现代技术原理完全相符。据此推测，北宋时期金属加工机床的使用已经比较普遍。

造船技术

宋代造船业的发展将我国古代的造船技术推向了高峰，不但船舶数量众多、船型丰富，而且规模较大，专业化程度较高，设备也比较完善，使我国航海事业在世界上处于领先地位。宋代造船厂遍布全国，以华中及华中以南各省为多，浙江温州、明州是较大的造船中心。宋代全国每年的造船数量很多，宋太宗末年，各地岁造运船三千二百三十七艘。南宋初期，虽然战事吃紧、领土缩小，但在建炎二年，江湖四路仍造船二千七百六十七艘。宋代以前，船舶载重量都在万石以下，宋代出现了载重万石以上的大船，张舜民《画墁集》记载了一艘大船可载米一万二千石。

升降舵，通过滑轮系控制，船在浅水行驶时，可将之提起，通过深水时，可降到船底之下，免受船尾水流涡漩的影响。副舵及三副舵，可以减少航行中的横漂。开孔舵，在舵叶上打了许多孔洞，使舵的扭矩大为降低，减少水流阻力。1979年，宁波市出土了一艘宋代海船，排水量在五十吨左右，在两侧船舷的第七和第八接缝处，各有一根截面为半圆形的纵向长木，它们紧贴在船壳板目，并用铁钉钉合。此处正是船的舭部。有学者认为，这两根长木就是舭龙骨，其存在是为了减缓船舶的左右摇摆，提高航行时的平稳性，比西方相似装置的出现早了六七百年。

宋代造船工艺过程从设计到施工都较为严密科学，大多先做模型，然后再按比例放大施工。有些船场还事先绘制图纸，从而提高了效率，降低了成本，保证了产品质量，而西方直到16世纪才出现简单船图。

结语

宋代是中国古代科技发展的高峰期。火攻的武器大大丰富，出现了火箭、火球、火’藜等武器，特别是南宋出现的管形火器堪称近代枪炮的鼻祖。目前所知最早关于指南针的明确记载见于北宋中期。宋人系统总结了制作指南针的方法。指南针被发明之后，很快在航海业得到了应用，成为远洋航行时必不可少的导航工具。宋代雕版印刷业十分兴盛，雕版印刷得到广泛的使用。

宋版书籍大多校勘精审、刻印精良，为后人称道。仁宗庆历年间，毕昇发明了活字印刷术，这是印刷术的重要突破。宋代天文学硕果累累。宋代进行了五次大规模的天文观测。第四次天文观测的结果被绘制成天文图，刻于石碑之上，流传至今，是世界现存年代最早、存星最多的天文图。

天文仪器在宋代取得了新的发展。北宋中期制造的水运仪象台集多种功能于一体，反映了宋人高超的认识水平和制造技术。宋人还留下了丰富的天文记录，其中对“天关客星”的超新星爆发的记载尤为珍贵。数学方面，沈括完成了《九章算术》中没有彻底解决的隙积术、会圆术两种算法。贾宪发展了“增乘开方法”，提供了一种有效的开高次方的解法。他们的成就达到了当时的前沿水准，在世界数学发展史上具有重要地位。医学方面，宋代官府和个人总结了前人的医学经验和医学成果，整理出大量前代的医药学著作，编著了实用的医方和药典。宋代中医的分科从唐代的四科增加到九科，更加精细、合理，在妇产科和儿科方面取得了颇具高度的成就。

王惟一铸造了针灸铜人，大大方便了针灸教学与练习。在宋朝重视法律证据的风气的影响之下，一批法医学著作问世。其中宋慈的《洗冤集录》系统地总结了检验、判断死伤原因的方法，是世界上第一部系统全面的法医学著作，受到了全世界的广泛重视。宋代建筑水平高超。福建的洛阳桥、安平桥，河北定州的开元寺塔，河南开封的祐国寺塔是宋代高超的建筑技术的代表。李诫的《营造法式》系统地总结了宋以前的建筑技术和管理制度，在中国建筑史上具有很高的地位。

冶金技术方面，复式风箱、灌钢法取代了旧的技术，大规模应用胆铜法制铜，生产效率显著提高。宋人将机械应用到金属加工领域，使金属产品更加精细。宋代的造船业十分发达。工匠制造出多种多样的适合于不同环境、具备不同功能的船只。宋人还开创了水密舱技术，发明了平衡舵、升降舵等船舵，安装舭龙骨，大大增强了船只在航行过程中的安全稳定性。返回搜狐，查看更多