鲁班：中国巧匠之祖

    鲁班（约前507—前444），姬姓，公输氏，名般，又称公输盘、鲁般。因是鲁国（都城为今山东曲阜）人，“般”和“班”同音，古时通用，故人们常称他为鲁班。

    鲁班生活在春秋末期到战国初期，出身于世代工匠的家庭，从小就跟随家里人参加过许多土木建筑工程劳动，逐渐掌握了生产劳动的技能，积累了丰富的实践经验。

    大约在公元前450年以后，鲁班从鲁国来到楚国，帮助楚国制造兵器。他曾创制云梯，准备攻宋国，但被墨子制止。墨子主张制造实用的生产工具，反对为战争制造武器，鲁班接受了这种思想。

    鲁班很注意对客观事物的观察、研究，他受自然现象的启发，致力于创造发明。一次攀山时，手指被一棵小草划破，他摘下小草仔细察看，发现草叶两边全是排列均匀的小齿，于是就模仿草叶制成伐木的锯。他看到各种小鸟在天空自由自在地飞翔，就用竹木削成飞鹞，借助风力在空中试飞。开始飞的时间较短，经过反复研究，不断改进，竟能在空中飞行很长时间。鲁班一生注重实践，善于动脑，在建筑、机械等方面作出了很大贡献。他能建造“宫室台榭”；曾制作出攻城用的“云梯”、舟战用的“勾强”；创制了“机关备制”的木马车；发明了曲尺、墨斗、刨子、凿子等各种木作工具，还发明了锁、钥、砻、铲等。

    这些木工工具的发明，使当时工匠们从原始、繁重的劳动中解放出来，劳动效率成倍提高，土木工艺出现了崭新的面貌。这里面都包含着原始的物理科学知识。

    鲁班还是一个很高明的机械发明家。他制造的锁，机关设在里面，外面不露痕迹，必须借助配合好的钥匙才能打开。《墨子》一书中有这样的记载：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。”就是说鲁班制作的木鸟，能乘风力飞上高空，三天不降落。这可以认为是原始航空科学的先头兵。鲁班还改进过车辆的构造，制成了机动的木车马。这种木车马由木人驾御，装有机关，能够自动行走。后世不少科技发明家，如三国时期的马钧和诸葛亮、晋朝的区纯、北齐的灵昭、唐朝的马待封等，都受这个传说的影响，相继朝这个方向发展过。

    历史上还记载了鲁班因为自己的才干，竟然使得父母葬送了性命。王允的《论衡·儒增篇》说：“巧工为母作木马车，木人御者，机关俱具，载母其上，一驱不还，遂失其母。”鲁班的母亲就这样不见了踪影。而鲁班的父亲，则命运更惨。据唐朝《酉阳杂俎》记述，鲁班曾远离家乡做活，因为念妻心切，就做了一只木鸢，只要骑上去敲几下，木鸢就会飞上天，飞回家去会妻子。没多久，妻子就怀孕了。鲁班的爸爸觉得很奇怪：媳妇怎么会怀孕呢，于是媳妇只好一五一十地告诉了父亲。后来有一次，鲁班的父亲趁鲁班回家时偷偷地骑上木鸢，照样也敲了几下，木鸢也飞了起来。但哪知一飞竟然飞到了苏州，当地人见到由天上降下个人来，当他是妖怪，便将鲁班的父亲给活活打死了。传说虽然被赋予了神话色彩，但是却从另一方面反映了鲁班发明机械的高超智慧。

    鲁班是我国古代最优秀的土木建筑工匠，2400多年来，他一直被土木工匠尊奉为“祖师”，受到人们的尊敬和纪念。鲁班的名字实际上已经成为中国古代劳动人民勤劳智慧的象征。

    李冰：中国水利工程始祖

    李冰，身世、生卒年不详。战国时期杰出的水利工程学家，都江堰的设计者和兴建的组织者。

    古代蜀地（今四川）非涝即旱，有“泽国”、“赤盆”之称。四川人民世世代代同洪水作斗争。大约在秦昭王三十年至秦孝王之间（前277—前250年），秦国派精通治水的李冰担任蜀郡太守，根治水灾。

    李冰担任蜀郡太守之后，非常关心老百姓疾苦，经常走访民间，倾听民众的呼声。他和儿子二郎一起，沿岷江逆流而上，行程数百里，对岷江两岸进行实地考察。他发现岷江上游两岸山高谷深，水流非常急速，到了灌县附近，岷江则逐渐开阔，这时由上游积累而下的江水声势浩大，经常冲垮堤岸，造成洪涝灾害。而且从上游夹带的大量泥沙也因这里水面开阔而大量淤积，结果使河床升高、水位上涨，造成更大的水灾。他注意到在灌县城西南面，有一座玉垒山正好挡住江水东流的去路，使得两边的江水在这里积聚，流路不畅。因此每年洪水季节，玉垒山的东边和西边形成鲜明对比，西边江水滔滔，冲击堤岸，造成水患，而东边却常常缺水，发生旱灾。因此，治理岷江水患，打通玉垒山是一个重要环节。

    在实地考察基础上，李冰确定了治理岷江的周密方案。按照这一方案，首先就要打通玉垒山，使岷江水能够畅通流向东边，这样既可以减少西边的江水，使西边的江水不再泛滥；同时，也能解除东边的干旱，使滔滔江水流入旱区，灌溉那里的良田。李冰组织了上万名民工，开凿玉垒山。经过一段时间的共同努力，终于在玉垒山开凿了一个20米宽的口子，这就是都江堰非常有名的“宝瓶口”。奔流不息的岷江水通过宝瓶口源源不断地流向东部旱区，都江堰的第一大工程终于完成。

    李冰在开凿宝瓶口以后，又决定在岷江中构筑分水堰，将江水分为两支：一支顺江而下，另一支被迫流入宝瓶口。江心水高浪大，水流急，在江心构筑分水堰是一项很艰巨的工程。李冰在构筑分水堰时，开始采用往江心抛石的办法，结果抛下去的石头，经不住洪水的冲击，不断地被洪水冲走。但李冰并没有灰心，他从当地人用竹子盖房、编竹笼盛东西这两件事中受到启发。于是请来许多竹工，编成长3丈、宽2尺的大竹笼，再在里面装满鹅卵石，然后让民工将沉重的大竹笼一个一个地沉入江底，结果大竹笼在急流的水中安然不动，稳稳地固定在那里。就这样，分水大堤终于建成。大堤前端的形状好像一条鱼的头部，所以被称为“鱼嘴”。鱼嘴的建成将上游奔流的江水一分为二：西边称为外江，它沿岷江河面顺流而下；东边称为内江，它流入宝瓶口。然后江水再分成许多大小河渠，形成一个纵横交错的灌溉网，浇灌成都平原的千里农田。

    为了进一步控制流入宝瓶口的水量，保持水量稳定，李冰又在鱼嘴分水堤的尾部，靠着宝瓶口的地方，修建了分洪用的平水槽和飞沙堰溢洪道。飞沙堰同样采用竹箱装卵石的办法堆筑，堰顶做到比较合适的高度，起一种调节水量的作用。当内江水位过高的时候，洪水就经由平水槽漫过飞沙堰流入外江，使得进入宝瓶口的水量不致太大，保障内江灌区免遭水灾。同时，由于漫过飞沙堰流入外江的水流产生了旋涡，可以有效地减少泥沙在宝瓶口周围的沉积。至此，都江堰工程基本完成。

    为了充分发挥都江堰的功效，保障都江堰工程的质量，李冰还建立了维修制度，每年进行维修，以除掉江中淤积的泥沙，对工程的薄弱环节和损坏部位进行修筑，还在清明节前后设立了放水日。久而久之，清明节放水日就成为当地人民一个盛大的节日，每年这一天人们都要举行盛大的放水仪式，成千上万的劳动人民无论多远，都会自动聚集在江边观看放水的盛况，敲锣打鼓庆祝这一时刻。这一方面表现了劳动人民征服水患后的巨大喜悦，同时也表达了人们对李冰带领大家治水的感激之情。

    李冰修建的都江堰具有很高的科学技术水平，在中国水利史上，以及世界水利史上都占有非常光辉的一页。它悠久的历史举世闻名，它设计的精巧令人惊叹。我国历史上曾修建过许多水利工程，其中有名的就有芍陂、漳水渠、郑国渠等，但大部分都先后报废，唯独李冰修建的都江堰经久不衰，两千多年来一直发挥着防洪、灌溉、航运等多种功效，成为我国历史上的一项奇迹。李冰千百年来一直受四川人民崇敬，被尊称为“川主”，各地还修有“川主祠”，以表达对他的怀念。

    张骞：丝绸之路的开拓者

    张骞（前164—前114），字子文，汉中郡城固（今陕西城固）人，中国汉代卓越的探险家、旅行家与外交家，对丝绸之路的开拓有重大的贡献。

    张骞是汉武帝时期的人，一开始在朝廷担任名为“郎”的侍从官。据史书记载，他“为人强力，宽大信人”，具有坚韧不拔、心胸开阔，并能以信义待人的优良品质。当时汉匈交恶，汉朝正在准备进行一场抗击匈奴的战争。一个偶然的机会，汉武帝从一匈奴俘虏口中了解到，西域有个大月氏国家，大月氏人忍受不了匈奴的奴役，迁到妫水（今阿姆河）流域。月氏王想报杀父之仇，但苦于无人相助。汉武帝了解这些情况后，想联合大月氏，共同对付匈奴。于是决定派使者出使大月氏。张骞以郎官身份应募，肩负出使月氏任务。

    建元二年（139），张骞受命前往西域，寻找并联络曾被匈奴赶跑的大月氏，合力进击匈奴。张骞一行从长安起程，经陇西向西行进。一路上日晒雨淋，风吹雪打，历经艰辛。当他们来到河西走廊一带后，被占据此地的匈奴骑兵发现，张赛和随从100多人全部被俘。匈奴单于知道了张骞西行的目的之后，就把他们分散开去放羊牧马，严加管制。他们还给张骞娶了匈奴女子为妻，一是监视他，二是诱使他投降。但是张骞坚贞不屈，始终不忘自己的使命。

    这样整整过了11个春秋，匈奴的看管才放松了。张骞乘机和他的贴身随从甘父一起逃走，一直奔波了好多天，才越过沙漠戈壁，翻过冰冻雪封的葱岭（今帕米尔高原），来到了大宛国（今费尔干纳）。大宛王早就听说汉朝是一个富饶的大国，很想与汉朝建立联系。当听说汉朝使者来到时，喜出望外，在国都热情地接见了张骞。在大宛王的帮助下，张骞先后到了康居（今撒马尔罕）、大月氏、大夏等地。但大月氏在阿姆河上游安局乐业，不愿再东进和匈奴作战。张骞未能完成与大月氏结盟夹击匈奴的使命，但却获得了大量有关西域各国的人文地理知识。

    张骞在东归返回的途中，再次被匈奴抓获，后又设计逃出，终于历尽千辛万苦，于13年后回到长安。张骞东归后，汉武帝开始了广求开辟联络西域途径的活动。汉武帝多次向张骞询问大夏等地情况，张骞便着重介绍了乌孙（其先居祁连、敦煌间，后西迁伊犁河和伊塞克湖一带）到伊犁河畔后，与匈奴发生矛盾的情况，提出招乌孙东返敦煌一带，共同抵抗匈奴，“断匈奴右臂”的战略。同时，张骞也提出应与西域各族加强友好往来。这些意见得到了汉武帝的支持。张骞第一次出使西域，使生活在中原内地的人们了解到西域的实况，激发了汉武帝“拓边”的雄心，发动了一系列抗击匈奴的战争。为表彰张骞的功绩，元朔六年（前123）汉武帝封他为博望侯。

    元狩四年（前119），汉武帝派遣张骞再次出使西域。张骞率领300人的使团，每人备两匹马，带牛羊万头、金帛货物价值“数千巨万”。到达乌孙后，正遇上乌孙内乱，张骞说乌孙王东返未成功，于是分遣副使持汉节到中亚的大宛、康居、大月氏、大夏（今阿富汗北部）、安息（属今伊朗高原与两河流域）等国访问，扩大了政治影响，于元鼎二年（前115）返回，乌孙派使者几十人携带礼品随同到长安致谢。其后，汉朝派使者还到身毒（印度）、奄蔡（在咸海里海间）、条支（安息属国）、犁轩（附属大秦的埃及亚历山大城）进行访问和贸易，不少国家的使臣也陆续来到长安。乌孙等国还与汉室通婚，建立亲密的关系。

    张骞两次出使西域，揭开了中国与西域各地区和国家联系的新的一页，是我国对外“开放”的里程碑，有力地促进了中西经济文化的交流。此后，中西交通畅通，贸易大盛，往西域去的“使者相望于道”，其中还有不少是贫穷的人去西域经商的商队。由于张骞在西域各国的影响，此后出使西域的使官都称“博望侯”，来取信西域各国。同时，东来的商胡贩客来中原经商、联系的也络绎不绝。自此，天山南北成为中西交通的桥梁，西域各地和中原的政治、经济联系日趋密切，天山南北第一次与内地联为一体，在中国历史上具有非常深远的意义。此外，中原同西域乃至更远的地区之间，经济文化联络日益密切，西域的葡萄、石榴、苜蓿、蚕豆、胡角、胡瓜、胡桃等植物和种植技术传入中土；西域的良马、骆驼、奇禽异兽以及名贵的毛织品，也都源源东来；西方的音乐、舞蹈、绘画也相继进入中原；佛教和佛教艺术也传入中原，对中原经济文化发生了巨大的影响。同时，中原地区的先进技术也不断地传入西域，如铸铁、凿井（俗称坎儿井）等，丝织品、漆器等精美手工业产品也大量向西域行销。这种频繁的经济文化交流，促进了西域地区社会的进步，也丰富了中原汉人的物质生活和精神生活。张骞出使西域的道路逐渐发展为闪耀史册的“丝绸之路”。

    张骞不畏艰险，两次出使西域，沟通了亚洲内陆交通要道，使中原与西欧诸国正式开始了友好往来，促进了东西经济文化的广泛交流，开拓了丝绸之路，完全可称之为中国走向世界的第一人。

    蔡伦：造纸术的发明者

    蔡伦（61—121），字敬仲，桂阳郡（今湖南耒阳）人，东汉科学家，造纸术的发明者。

    蔡伦出身于普通农民家庭的，从小随父辈种田。他从小聪明伶俐，很讨乡亲们的喜欢。汉章帝刘旭即位后，常到各郡县挑选幼童入宫。永乐十八年（75），15岁的蔡伦被选入洛阳宫内做太监。他读书识字，成绩优异，于建初元年（76）任小黄门（宦官中职务较低者），后又担任黄门侍郎，掌管宫内外公事传达及引导诸王朝见、安排就座等事。当时正宫窦太后无子，于是指使蔡伦诬陷章帝妃宋贵人“挟邪媚道”，逼她自杀。宋贵人所生太子刘庆被贬为清河王。窦后又指使人诬陷章帝妃梁贵人，强夺其子刘肇为自己的养子，并立为太子。章和二年（88），章帝去世后，10岁的刘肇即位为和帝，由窦太后听政。蔡伦因功被提拔为中常侍，随侍幼帝左右，参与国家机密大事，地位与九卿等同。中国历史上宦官干预国政，也正由此开始。

    永平九年（97），窦太后去世，和帝正式亲政。永元十四年（102），和帝立邓绥为皇后。蔡伦立即投靠邓皇后。邓绥喜欢舞文弄墨，蔡伦为投其所好，甘心屈尊兼任尚方令，主管宫内御用器物和宫廷御用手工作坊。

    早在西汉（前206—25）初期，中国就已经出现了用废旧麻绳头和破布为原料制成的麻类植物纤维纸。1986年，甘肃天水市放马滩西汉墓中出土绘有地图的麻纸，年代为文帝、景帝（前179—前141）之时，1957年西安市灞桥也出土不晚于武帝（前141—前87）时的麻纸。另外，在陕西、甘肃其他地方所出土的西汉麻纸，可用于包装和书写，是简牍、缣帛的理想代用品。东汉定都洛阳后，西汉麻纸技术得以继续发展。邓皇后因喜欢文史及纸墨，曾令各州郡勿贡珍品，“但岁贡纸墨而已”，各地都将生产的麻纸向宫中进贡。

    蔡伦任尚方令期间，认真总结了前人的经验，认为扩大造纸原料的来源，改进造纸技术，提高纸张质量，就可以使纸张为大家接受。蔡伦首先使用树皮造纸，树皮是比麻类丰富得多的原料，这可以使纸的产量大幅度的提高。但是树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高，因此树皮的脱胶、制浆要比麻类难度大。于是蔡伦积极想办法改进造纸的技术。他利用碎布、麻头、鱼网等为原料，将西汉时的石灰水制浆改用草木灰水制浆，因草木灰水有较大的碱性，有利于提高纸浆的质量，最终蔡伦造出了精制纸张。元兴元年（105），蔡伦把他在尚方制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇，汉和帝很称赞他的才能，马上通令天下采用。这样，蔡伦的造纸方法很快传遍各地。

    就在蔡伦发明造纸术的同一年，和帝去世，邓太后所生的百日婴儿即位，不到两年又死去。邓太后再立13岁皇侄刘祜嗣位，为安帝。刘祜是清河王刘庆之子，即位初期仍由邓太后把持朝政，蔡伦继续受到重用，被封为龙亭侯，从此进入贵族行列，由他监制的纸被称为“蔡侯纸”。元初五年（118），蔡伦又被提升为长乐太仆，成为邓太后的首席近侍官，受到满朝文武的奉承。正当他权位处于顶峰之际，建光元年（121）邓太后去世，安帝亲政。蔡伦因为当初受窦后指使参与迫害安帝皇祖母宋贵人致死、剥夺皇父刘庆的皇位继承权而被审讯查办。蔡伦自知死罪难免，于是自尽而亡。

    蔡伦一生在内廷为官，先后侍奉四个幼帝，投靠两个皇后，节节上升，身居列候，位尊九卿，却以惨死告终。但他在兼管尚方令时，推动了手工业工艺的发展，被称为东汉时期的科学家，因而留名后世，得到史学家的首肯。造纸术是我国古代科学技术的“四大发明”之一，是中华民族对世界文明作出的一项十分宝贵的贡献，大大促进了世界科学文化的传播和交流，深刻地影响着世界历史的进程。

    张衡：领先世界的科学全才

    张衡（78—139），字平子，南阳西鄂（今河南省南阳市石桥镇夏村）人，东汉时期伟大的科学家、文学家和发明家。

    张衡17岁时离开家乡，到西汉故都长安及其附近地区考察历史古迹，调查民情风俗和社会经济情况。后来，又到首都洛阳参观太学，求师访友。汉和帝永元十二年（100），张衡由洛阳回到南阳，担任南阳太守鲍德的主簿。在此期间写了《东京赋》和《西京赋》，一直流传到今天。安帝永初二年（108）鲍德调离南阳后，张衡去职留在家乡，用了三年时间钻研哲学、数学、天文，积累了不少知识，声誉大振。永初五（111）年他再次到京城，担任郎中与尚书侍郎。元初二年（115）起，曾两度担任太史令，前后用14年，在天文学上取得了卓越的成就。

    汉朝的时候，关于宇宙结构的理论，主要有三个学派，即盖天说、浑天说和宣夜说。张衡是浑天说的代表人物。他认为天好像一个鸡蛋壳，地好比鸡蛋黄，天大地小；天地各乘气而立，载水而浮。这个看法虽然也是属于地心体系的范畴，但是在当时却有进步之处。

    张衡不但注意理论研究，而且注重实践，他曾亲自设计和制造了漏水转浑天仪、候风地动仪。候风地动仪制成于顺帝阳嘉元年（132），后者是世界上第一架测验地震的仪器。

    浑天仪相当于现在的天球仪，原是西汉时耿寿昌发明的。张衡对它作了改进，用来作为浑天说的演示仪器。他用齿轮系统把浑象和计时漏壶联系起来，漏壶滴水推动浑象均匀地旋转，一天刚好转一周。这样，人在屋子里看浑象，就可以知道哪颗星当时在什么位置上。

    张衡还对许多具体的天象作了观察和分析。他统计出中原地区能看到的星数约2500颗。他基本上掌握了月食的原理，还测出太阳和月亮的角直径是天周的1/736，即29’24’’，同太阳和月亮的平均角直径分别是31’59’’.26和31’5’’.2相差不多，可见张衡的测量是相当准确的。

    张衡认为，早晚和中午的太阳，其大小是一样的，看起来早晚大，中午小，只是一种光学作用。早晚观测者所处的环境比较暗，由暗视明就显得大；中午时天地同明，看天上的太阳就显得小。好比一团火，夜里看就大，白天看就小。张衡的这种解释是有道理的，但不很全面。到了晋代，束皙才作了比较完善的解释。

    张衡的学术成就是多方面的。阳嘉元年，张衡发明了一种测定地震方位的地动仪。地动仪用铜制成，形状像酒樽，内部中间竖着一根粗大的柱子，柱子周围有8根横杆连接外面。外面有8条龙，龙头朝下，按8个方向排列，龙嘴里各衔着一个小铜球，下面蹲着8只张嘴的蟾蜍。如某一方向发生地震，柱子就会倒向那个方向的横杆，那个方向的龙嘴就吐出铜球，落到蟾蜍嘴里。这样，人们就可以知道什么方向发生了地震。

    永和三年（138），地动仪准确地预测了发生在陇西的一次地震。张衡发明的地动仪是世界上第一架测定地震方向的仪器，比欧洲的地震仪要早1700多年。他还发明了测定方向的候风仪，制成了当时只是在传说中有过的指南车。

    在数学方面，张衡算出了圆周率比10的平方根3.16多一点；在地理学方面，他绘制有地形图；在文学艺术方面，他是东汉时期有名的文学家，并且还被列为当时的六大名画家之一。1956年，郭沫若为他题碑文：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。万祀千龄，令人景仰。”

    祖冲之：精算圆周率的世界第一人

    祖冲之（429—500），河北省涞源县人，南北朝时期的数学家、天文学家。

    祖冲之的祖父名叫祖昌，在宋朝做了一个管理朝廷建筑的长官。祖冲之长在这样的家庭里，从小就读了不少书。他特别爱好研究数学，也喜欢研究天文历法，经常观测太阳和星球运行的情况，并且作了详细记录。宋孝武帝听到他的名气，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，可以更加专心研究数学、天文了。

    我国历代都有研究天文的官，并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候，历法已经有很大进步，但是祖冲之认为还不够精确。他根据自己长期观察的结果，创制出一部新的历法，叫做“大明历”（“大明”是宋孝武帝的年号）。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，跟现代科学测定的相差只有50秒；测定月亮环行一周的天数，跟现代科学测定的相差不到1秒，可见它的精确程度了。

    和平三年（462），祖冲之请求宋孝武帝颁布新历，孝武帝召集大臣商议。那时候，有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对，认为祖冲之擅自改变古历，是离经叛道的行为。祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他，蛮横地说：“历法是古人制定的，后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕，并严肃地说：“你如果有事实根据，就只管拿出来辩论，不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴，找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论，也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了10年之后，他创制的大明历才得到推行。

    尽管当时社会十分动乱不安，但是祖冲之还是孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释，又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究，他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间，成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。

    祖冲之也制造了很有用的劳动工具。他看到劳动人民舂米、磨粉很费力，就创造了一种粮食加工工具，叫做水碓磨。古代劳动人民很早就发明了利用水力舂米的水碓和磨粉的水磨。西晋初年，杜预曾经加以改进，发明了连机碓和水转连磨。一个连机碓能带动好几个石杵一起一落地舂米；一个水转连磨能带动八个磨同时磨粉。祖冲之又在这个基础上进一步加以改进，把水碓和水磨结合起来，生产效率就更加提高了。这种加工工具，现在我国南方有些农村还在使用着。

    祖冲之也设计制造过一种船，它可能是利用轮子激水前进的原理造成的，一天能行100多里。祖冲之还根据春秋时代文献的记载，制了一个欹器，送给齐武帝的第二个儿子萧子良。欹器是古人用来警诫自满的器具。器内没有水的时候，是侧向一边的。里面盛水以后，如果水量适中，它就竖立起来；如果水满了，它又会倒向一边，把水泼出去。这种器具，晋朝的学者杜预曾试制三次都没有成功，却被祖冲之仿制成功了。由此可见，祖冲之对各种机械都有深刻的研究。

    祖冲之的成就不仅限于自然科学方面，他还精通乐理，对于音律很有研究。此外，祖冲之还著有《易义》、《老子义》、《庄子义》、《释论语》等关于哲学的书籍，现都已经失传了。

    祖冲之不仅是我国历史上杰出的科学家，而且在世界科学发展史上也有崇高的地位。祖冲之创造“密率”，是世界闻名的。祖冲之在天文、历法、数学以及机械制造等方面的辉煌成就，充分表现了我国古代科学的高度发展水平。

    郦道元：中世纪最伟大的地理学家

    郦道元（466—527），字善长，范阳涿（今河北涿州）人，北魏著名地理学家、文学家。

    魏晋南北朝时期是我国历史上的大变革时期，是一个民族交流、民族融合的时代，郦道元就是生活在这样一个时代大背景下。郦道元出生于官宦世家，他的父亲郦范年少在太武帝时期给事东宫，后以卓越才能成为优秀的军师，曾经做过平东将军和青州刺史。郦道元也先后担任过骑都尉、太傅掾、书侍御史、御史中尉和北中郎将等中央官职，并且多次出任地方官。

    郦道元为官刚正不阿、疾恶如仇，而且不惧权贵，敢于同皇宫中的恶势力进行斗争。王室中的权奸元微曾诬陷郦道元的叔父元渊，由于官员宋游道能站出来说明事实真相，元渊才得以昭雪。在这件事上，郦道元支持宋游道的做法，认为其气节可嘉，并委以官职。郦道元的行为触动了元微的利益，于是元微迁怒于郦道元，史书称为“素忌道元”。另一个王室纨袴子弟元悦纵容小人丘念违法乱纪，无恶不作，干扰正常的行政官员的选用制度。当时郦道元正担任御史中尉，他果断地将丘念逮捕，准备予以法办。元悦请太后为丘念说情，郦道元坚决依法办事处死了丘念，并以此弹劾元悦。元悦从此怀恨在心。孝昌三年（527），当时雍州刺史萧宝夤正准备叛乱，元悦就怂恿太后任道元为关右大使去监视萧宝夤。而萧宝夤则受到元悦的指使怂恿，派人把郦道元一行围困在阴盘驿亭（今陕西省临潼县东），郦道元和他的弟弟郦道峻以及两个儿子一同被杀害。

    郦道元从少年时代起，就有志于地理学的研究。他喜欢游览祖国的河流、山川，尤其喜欢研究各地的水文地理、自然风貌。他充分利用在各地做官的机会进行实地考察，足迹遍及今河北、河南、山东、山西、安徽、江苏、内蒙等广大地区，调查当地的地理、历史和风土人情等，掌握了大量的第一手资料。每到一个地方，他都要游览名胜古迹、山川河流，悉心勘察水流地势，并访问当地长者，了解古今水道的变迁情况及河流的渊源所在、流经地区等。同时，他还利用业余时间阅读了大量古代地理学著作，如《山海经》、《禹贡》、《禹本纪》、《汉书·地理志》、《水经》等，积累了丰富的地理学知识，为他的地理学研究和著述打下了基础。

    郦道元通过把自己看到的地理现象，同古代地理著作进行对照、比较，发现其中有很多错误疏漏之处，而且随着时间的流逝，不少地理情况发生了很大变化。于是郦道元决定以当时通行的地理著作《水经》为蓝本，编写一本完整的地理学著作。《水经》是三国时人桑钦所著的一部地理学著作，它只是简要地记述了137条全国主要河流的水道情况，原文仅1万多字，记载相当简略，缺乏系统性，对水道的来龙去脉及流经地区的地理情况记载不够详细、具体。为了掌握丰富的第一手资料，写好《水经注》，郦道元阅读了400多种有关书籍，查阅了所有地图，研究了大量文物资料，还亲自到实地考察，核实书上的记载。经过大量艰辛的工作，郦道元终于完成了《水经注》这一伟大的地理学著作。

    《水经注》是北魏以前中国及其周围地区的地理学的总结，全书共40卷（原书宋朝已佚5卷，今本仍作40卷，是经后人改编而成的），30多万字，是当时一部空前的地理学巨著。它名义上是注释《水经》，实际上是在《水经》基础上的再创作。全书记述了1252条河流，及有关的历史遗迹、人物掌故、神话传说等，条目比原著增加了近千条，文字增加了20多倍，内容比《水经》原著要丰富得多。《水经注》所记述的内容，不仅包括了全国各地的地理情况，还记述了一些国外的地理情况，其涉及地域东北至朝鲜的坝水（今大同江），南到扶南（今越南和柬埔寨），西南到印度新头河（今印度河），西至安息（今伊朗）、西海（今苏联咸海），北到流沙（今蒙古国沙漠）。在写作体例上，《水经注》不同于《禹贡》和《汉书·地理志》等以前的地理学著作，它以水道为纲，详细记述各地的地理概况，开创了古代综合地理著作的一种新形式。

    《水经注》展现了1400年前中国的地理面貌，使人们读后可以对各地的地理状态及其历史变迁有较清晰的了解。例如从关于北京地区的描述中，可以知道当时北京城的城址、近郊的历史遗迹、河流以及湖泊的分布等，还可以了解到北京地区人们早期进行的一些大规模改变自然环境的活动，像拦河堰的修筑、天然河流的导引和人工渠道的开凿等。这是我们现在所能得到的关于北京地区最早的地理资料，也是我们研究北京地区历史地理变迁的一个重要依据。从这个意义上说，《水经注》是不可多得的珍贵的历史地理文献。

    《水经注》中的内容，除郦道元亲身考察所得到的资料外，还引用了大量的历史文献和资料，其中引用前人的著作达437种之多，还有不少汉、魏时代的碑刻材料。这些书籍和碑刻，后来在历史的变迁中大都已经散佚了，幸而有郦道元的引用转录，才尚存一斑，使我们能够知道这些书籍和碑刻的部分内容。这又是我们研究我国文明发展历史的极其宝贵的资料。

    《水经注》不仅是一部具有重大科学价值的地理巨著，而且也是一部颇具特色的山水游记。郦道元以饱满的热情、浑厚的文笔、精美的语言，形象、生动地描述了祖国的壮丽山川，表现了他对祖国的热爱和赞美。此外，该书还记录了不少碑刻墨迹和渔歌民谣，具有较高的文学价值。

    在《水经注》序言中，郦道元提出了自己的研究和工作方法，其主要原则就是重视野外考察的重要性。前代地理学者中已有人开始考察研究工作，但还没有意识到它的重要性，可以说郦道元开创了我国古代“写实地理学”的历史。《水经注》是六世纪前我国第一部全面系统的综合性地理著述，对于研究我国古代历史和地理具有重要的参考价值。由于《水经注》在中国科学文化发展史上的巨大价值，历代许多学者专门对它进行研究，形成一门“郦学”。

    郦道元在世界地理学发展史上也占有重要的地位。在郦道元生活的时代，当时的欧洲历史正是所谓“黑暗时代”，在地理学界根本找不出一位杰出的学者。原德国柏林大学校长、国际地理学会会长李希霍芬称郦道元的《水经注》是“世界地理学的先导”，东南亚学者认为郦道元是“中世纪世界上最伟大的地理学家”。

    毕升：活字印刷术的发明者

    毕升（970—1051），北宋淮南路蕲州蕲水县直河乡（今湖北省黄冈市英山县草盘地镇五桂墩村）人，中国发明家，活字印刷术的发明者。

    自从汉朝发明纸以后，书写材料比起过去用的甲骨、简牍、金石和缣帛要轻便、经济多了，但是抄写书籍还是非常费时费工的，远远不能适应社会的需要。东汉末年，出现了摹印和拓印石碑的方法，大约在隋朝时期，人们从刻印章中得到启发，在人类历史上最早发明了雕版印刷术。雕版印刷，是在一定厚度的平滑的木板上，粘贴上抄写工整的书稿，薄而近乎透明的稿纸正面和木板相贴，字就成了反体，笔划清晰可辨。雕刻工人用刻刀把版面没有字迹的部分削去，就成了字体凸出的阳文，和字体凹入的碑石阴文截然不同。印刷的时候，在凸起的字体上涂上墨汁，然后把纸覆在它的上面，轻轻拂拭纸背，字迹就留在纸上了。到了宋朝，雕版印刷事业发展到全盛时期。雕版印刷对文化的传播起了重大作用，但是也存在明显缺点，如刻版费时、费工、费料，书版存放不便，有错字不容易更正，这就使得雕版印刷不易推广。

    毕升是北宋中期的一个普通平民知识分子。开始时为印刷铺工人，专事手工印刷。他在印刷实践中，感到雕版印刷的诸多不便之处，便积极改进雕版印刷的缺点。他总结了历代雕版印刷的丰富的实践经验，经过反复试验，在宋仁宗庆历年间（1041—1048）制成了胶泥活字，实行排版印刷，完成了印刷史上一项重大的革命。

    毕升发明的活字印刷方法既简单灵活，又方便轻巧。其制作程序为：先用胶泥做成一个个规格统一的单字，用火烧硬，使其成为胶泥活字，然后把它们分类放在木格里，一般常用字备用几个至几十个，以备排版之需。排版时，用一块带框的铁板作底托，上面敷一层用松脂、蜡和纸灰混合制成的药剂，然后把需要的胶泥活字一个个从备用的木格里拣出来，排进框内，排满就成为一版，再用火烤。等药剂稍熔化，用一块平板把字面压平，待药剂冷却凝固后，就成为版型。印刷时，只要在版型上刷上墨，敷上纸，加上一定压力就可以了。印完后，再用火把药剂烤化，轻轻一抖，胶泥活字便从铁板上脱落下来，下次又可再用。

    毕升还试验过木活字印刷，由于木料纹理疏密不匀，刻制困难，木活字沾水后变形，以及和药剂粘在一起不容易分开等原因，所以毕升没有采用。毕升的胶泥活字版印书方法，如果只印二三本，不算省事，如果印制成百上千份，工作效率就极其可观了。不仅能够节约大量的人力物力，而且可以大大提高印刷的速度和质量，比雕版印刷要优越得多。现代的凸版铅印，虽然在设备和技术条件上是宋朝毕升的活字印刷术所无法比拟的，但是基本原理和方法是完全相同的。

    毕升发明活字印刷，提高了印刷的效率。但是他的发明并未受到当时统治者和社会的重视，他死后活字印刷术仍然没有得到推广。他创造的胶泥活字也没有保留下来。但是他发明的活字印刷技术，却流传下去了。1965年，在浙江温州白象塔内发现的刊本《佛说观无量寿佛经》，经鉴定为北宋元符至崇宁年（1100—1103）活字本，这是毕升活字印刷技术的最早历史见证。后人在毕升的胶泥活字术基础上发明了木活字印刷术。在清代，木活字技术得到政府的支持，获得空前的发展，木活字本盛行，乾隆年间印制《英武殿聚珍版丛书》一书时，共刻成大小枣木木活字253500个，印成《英武殿聚珍版丛书》134种，2389卷，这是我国历史上规模最大的一次用木活字印书。用金属材料制造活字，也是活字印刷的一个发展方向。15—16世纪之际，铜活字流行于江苏无锡、苏州、南京一带，在清代进入新的高潮，最大的工程要算印刷数量达万卷《古今图书集成》了，估计用铜活字达100万—200万个。

    毕升的活字印刷术也传到了国外，首先传到朝鲜，称为“陶活字”。后来又由朝鲜传到日本、越南、菲律宾。15世纪，活字板传到欧洲。1456年，德国的古腾堡用活字印《古腾堡圣经》，这是欧洲第一部活字印刷品，比中国的活字印刷史晚400年。活字印刷术经过德国而迅速传到其他的10多个国家，促使文艺复兴运动的到来。16世纪，活字印刷术传到非洲、美洲、俄国的莫斯科，19世纪传入澳大利亚。从13世纪到19世纪，毕升发明的活字印刷术传遍全世界。

    古腾堡所发明的铅字，实际上同时含有铅、锡与锑。因为活字合金含有铅等对人体有害的金属，加上使用麻烦以及工艺上的不足，在电脑排版流行以后，逐渐消声匿迹。

    活字印刷术的发明，是印刷史上的一次伟大革命，是我国古代四大发明之一，它为我国文化经济的发展开辟了广阔的道路，为推动世界文明的发展作出了重大贡献。

    毕升于皇祐三年（1051）逝世，与其妻李妙音合葬于今湖北省英山县草盘地镇五桂墩村睡狮山麓。

    沈括：中国古代科学史上的坐标

    沈括（1031—1095），字存中，浙江钱塘（今杭州）人，北宋时卓越的科学家和政治家。

    沈括自幼勤奋好学，14岁就读完了家中的藏书。其父沈周曾在现今的镇江、泉州、简阳、开封等地为官，少年时代的沈括随其父走南闯北，增长了许多见识。嘉祐八年（1063），沈括考中进士，不久升为太史令。熙宁年间积极参与王安石变法运动，受到王安石的信任和器重。熙宁五年（1072）兼任提举司天监，次年做集贤院校理。元丰五年（1082），西夏攻永乐（今陕西米脂县西）、绥德（今陕西绥德）二城，沈括奉命力保绥德，因永乐失守，连累坐贬，调为均州团练副使，实际上被软禁。元祐元年（1085），哲宗即位，大赦天下，沈括恢复自由。元祐三年（1088），沈括退居润州（今江苏镇江），筑梦溪园，汇集平生见闻，撰写成《梦溪笔谈》这部百科全书式的科学著作。

    沈括学识渊博，成就卓著，一生在天文、地学、数学、物理、化学、生物、医药，以及水利、军事等许多领域都有精湛的研究和独到的见解。

    沈括是一个杰出的天文学家。他研究并改革了浑仪、浮漏和影表等旧式的天文观测仪器，还制造了测日影的圭表，改进了测影方法。沈括积极革新历法，他和卫朴主持修订的“奉元历”在熙宁八年（1075）颁行，晚年沈括又进一步提出了用“十二气历”代替原来历法的主张。他所设计的“十二气历”是比较科学的，既符合天体运行的实际，也有利于农业活动的安排。现在世界各国采用的公历，也就是阳历，其实在分月上还不如沈括的“十二气历”合理。

    沈括对物理学研究的成果是极其丰富而珍贵的，其见解和成果涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著，在世界上第一次明确地谈到磁针的偏角问题，指出磁针所指“常微偏东，不全南也”。西方的这一发现要比沈括的发现晚400年。在光学方面，沈括通过亲自观察实验，对小孔成像、凹面镜成像、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他对我国古代传下来的所谓“透光镜”（一种在背面能看到正面图案花纹的铜镜）的透光原因也作了一些比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。此外。沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。

    在化学方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州时候曾经考察研究漉延境内的石油矿藏和用途。他利用石油不容易完全燃烧而生成炭黑的特点，首先创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺。他已经注意到石油资源丰富，“生于地中无穷”，还预料到“此物后必大行于世”。另外，“石油”这个名称也是沈括首先使用的，他还讲到了金属转化的实例，如用硫酸铜溶液把铁变成铜的物理现象。

    沈括在数学方面也有精湛的研究。他从实际计算需要出发，创立了“隙积术”和“会圆术”。沈括通过对酒店里堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究，提出了求它们的总数的正确方法，这就是“隙积术”，也就是二阶等差级数的求和方法。沈括的研究，发展了自《九章算术》以来的等差级数问题，在我国古代数学史上开辟了高阶等差级数研究的方向。此外，沈括还从计算田亩出发，考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系，提出了我国数学史上第一个由弦和矢的长度求弧长的比较简单实用的近似公式，这就是“会圆术”。这一方法的创立，不仅促进了平面几何学的发展，而且在天文计算中也起了重要的作用，并为我国球面三角学的发展作出了重要贡献。

    沈括在地学方面也有许多卓越的论断。他正确论述了华北平原、雁荡山诸峰的成因和黄土地区的地貌特点。他还观察研究了从地下发掘出来的类似竹笋以及桃核、芦根、松树、鱼蟹等各种各样化石，明确指出它们是古代动物和植物的遗迹，并且根据化石推论了古代的自然环境。熙宁九年（1076），沈括奉旨编绘《天下州县图》，经过近20年坚持不懈的努力，完成了我国制图史上的一部巨作《守令图》，并创造了分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等制图方法，为我国古代地图学作出了重要贡献。

    沈括还是一个水利专家。青年时期任沭阳县主簿和宁国县令的时候，他就主持了治理沭水的工程，修筑了规模宏大的坚固的万春圩，开垦出良田几千顷，解除了当地人民的水灾。熙宁五年（1072），沈括主持了汴河的水利建设。为了治理汴河，沈括亲自测量了汴河下游从开封到泗州淮河岸共840多里河段的地势。他采用“分层筑堰法”，测得开封和泗州之间地势实际相差高度。这种地形测量法，在世界水利史上是一个创举。

    沈括对医药学和生物学也很精通。他在青年时期就对医学有浓厚兴趣，并且致力于医药研究，搜集了很多验方，治愈过不少危重病人。同时他的药用植物学知识也十分广博，并且能够从实际出发，辨别真伪，纠正古书上的错误。他曾经提出“五难”新理论，论及44种药物之形态、配伍、药理、制剂、采集、生长环境等。

    沈括文武双全，不仅在科学上取得了辉煌的成绩，而且为保卫北宋的疆土也作出过重要贡献。熙宁七年（1074），担任河北西路察访使和军器监长官期间，他攻读兵书，精心研究城防、阵法、兵车、兵器、战略战术等军事问题，编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作，把一些先进的科学技术成功地应用在军事科学上。同时，沈括对弓弩甲胄和刀枪等武器的制造也都作过深入研究，为提高兵器和装备的质量作出了一定贡献。

    沈括的研究成果和科学见解主要收录在《梦溪笔谈》一书中。《梦溪笔谈》分为26卷，分故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、权智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议17个门类共609条，内容涉及天文学、数学、地理、地质、物理、生物、医学和药学、军事、文学、史学、考古及音乐等学科。《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，是一部百科全书式的著作。英国科技史专家李约瑟称之为“中国科技史上的里程碑”和“中国科学史的坐标”，认为沈括“是中国科学史上最奇特的人物”。

    郑和：七下西洋的杰出航海家

    郑和（1371—1433），本姓马，小名三保，回族，云南昆阳州（今昆明市晋宁县）宝山乡和代村人，中国明朝杰出航海家、外交家。

    郑和出生在云南一个回族家庭里，他的祖父、父亲都信奉伊斯兰教，还到麦加（伊斯兰教的主要圣地，在今沙特阿拉伯）去朝过圣。郑和小时候就从父亲那里听说过外国的一些情况。后来，他进燕王宫里当了太监，因为他聪明能干，得到明成祖的信任。郑和的名字还是明成祖给他起的。但是民间把他的小名叫惯了，所以一直叫他“三保太监”。

    明朝初年，明成祖朱棣认为中国的航海事业已经开始发展起来，于是派人到海外去宣扬国威，跟外国人做点生意，采购一些珠宝，顺便探听一下废帝建文帝的下落。永乐三年（1405），明成祖正式派郑和为使者，带一支船队出使“西洋”。那时候，“西洋”并不是指欧洲大陆，而是指我国南海以西的海和沿海各地。郑和带的船队一共有27800多人，除了兵士和水手外，还有技术人员、翻译、医生等。他们乘坐62艘大船，这种船长44丈，阔18丈，在当时是少见的。船队从苏州刘家河（今江苏太仓浏河）出发，经过福建沿海，浩浩荡荡，扬帆南下。

    郑和第一次出海，先到了占城（在今越南南方），接着又到爪哇、旧港（在今印度尼西亚苏门答腊岛东南岸）、苏门答腊、满剌加、古里、锡兰等地。他带着大批金银财物，每到一个国家，先把明成祖的信递交国王，并且把带去的礼物送给他们，希望同他们友好交往。

    许多国家见郑和带了那么大的船队，态度友好，并不是来威吓他们，都热情地接待他。郑和这一次出使，历经三年才回国。西洋各国国王趁郑和回国，也都派了使者带着礼物跟着他一起回访。

    后来，明成祖相信建文帝确实是死了，没有必要再去寻找。但是出使海外的事，既能提高国家的威望，又能促进跟西洋各国的贸易往来，好处很多。所以打那以后，一次又一次派郑和带领船队下西洋。从永乐三年到宣德八年（1433）的将近30年里，郑和出海七次，前前后后一共到过印度洋沿海30多个国家，最远到达非洲的木骨都束国（在今索马里的摩加迪沙一带）。

    到郑和第六次出使回国的那年，明成祖得病死了。他的儿子明仁宗朱高炽即位后，不到一年也死了。继承皇位的明宣宗朱瞻基，是一个八九岁的孩子，由祖母徐太后和三个老臣掌权。大臣们认为郑和出使七次，国家花费太大，到国外航行的事业就停了下来。

    郑和的七次航行，表现了我国古代人民顽强的探索精神，也说明当时我国航海技术已经有很高的水平。通过郑和出使，促进了我国和亚非许多国家的经济文化交流和友好往来。

    徐霞客：游历神州的自然探险家

    徐霞客（1587—1641），字弘祖，别号霞客，明朝江阴人，我国历史上杰出的地理学家。

    徐霞客从小爱读历史、地理一类书籍、图册。在私塾读书的时候，老师督促他读儒家经书，他往往背着老师，把地理书放在经书下面偷看，看到出神的时候，禁不住眉飞色舞。少年时因其不满朝政腐败，不愿应科举考试，立志游历祖国的名山大川，探索自然的奥秘。

    十几岁那年，徐霞客的父亲去世，他决心亲自到名山大川去游历考察一番，但是想到母亲年纪老了，家里没人照顾，没敢提这件事。他的心事被母亲觉察到了，当母亲了解到他有这样的愿望，跟他说：“男儿志在四方，哪能为了我留在家里做篱笆下的小鸡、马圈里的小马呢！”母亲为他准备行装，还给他缝制了一顶远游冠。有了母亲的热情支持，徐霞客远游的决心更坚定了。

    徐霞客在他22岁那年，开始离家外出游历。他先后游历了太湖、洞庭山、天台山、雁荡山、泰山、武夷山和北方的五台山、恒山等名山。每次游历回家，他跟亲友谈起各地的奇风异俗和游历中的惊险情景，别人都吓得说不出话来，他母亲却听得津津有味。

    后来，母亲去世了，徐霞客就把全副精力扑在了游历考察的事业上。50岁那年，他开始了一次路程漫长的旅行，花了整整4年时间，游历了湖南、广西、贵州、云南4省，一直到我国边境腾冲。他跋山涉水，到过许多人迹不到的地方，攀登悬崖峭壁，考察奇峰异洞。有一次，他在腾越经过一座高耸的山峰时，发现悬崖上有一个岩洞，根本没路可通。他冒着生命危险，像猿猴一样爬上了悬崖，终于到达了洞口。

    还有一次，他在湖南茶陵，听说当地有个麻叶洞，洞里有神龙和精怪，没有法术的人都不敢进洞。徐霞客不信神怪，他出高价雇了个当地人当向导，进洞考察。正要进洞的时候，向导问他是什么人，当他知道徐霞客只是个普通读书人的时候，吓得直往后退，说：“我以为您是什么法师，才敢跟您一起进洞，原来是个读书人，我才不冒这个险呢。”

    徐霞客并不罢休，带着他的仆人举起火把进洞。村里的百姓听到有人进洞，都拥到洞口来看热闹。徐霞客在洞里考察了很久，一直到火把快烧完才出来。围在洞口的百姓看他们安全出洞，都十分惊奇，说：“我们等了好久，以为你们一定给妖精吃了呢。”

    徐霞客漫游西南的时候，除了随身的一个仆人外，还有一个名叫静闻的和尚和他们作伴。有一次，他们在湘江乘船的时候，遇到了强盗，他们的行李财物被抢劫一空，静闻和尚因为受伤，在半路上死去。到最后，连他随身的仆人也离开他逃走了。但是这些挫折都没有动摇他探索自然的决心。

    徐霞客在旅途中，每天晚上休息之前，把当天见到的、听到的都详细记录，即使在荒山野林里露宿的日子，也在篝火旁伏在包袱上坚持写日记。崇祯十四年（1641）徐霞客去世后，留下了大量日记，这实际上是他的地理考察记录。经过他的实地考察，纠正了过去地理书上记载的许多错误，并且发现了过去没人记载过的地理现象。古代地理书上说岷江是长江的上游，徐霞客经过考察，弄清楚长江上游不是岷江而是金沙江；在云南腾冲打鹰山考察的时候，他发现了那里曾经发生火山爆发的遗迹；他在游历中考察最多的是岩溶现象，在桂林七星岩，他对那里千姿百态的石钟乳、石笋、石乳等地形，进行过详细的记载。这是世界上最早研究岩溶现象的记录。

    徐霞客一生游历了许多名山大川，后来，人们把他的日记编成一本《徐霞客游记》。这部书不但是我国古代地理学上的宝贵文献，也称得上是一部优秀的文学著作。

    詹天佑：中国铁路之父

    詹天佑（1861—1919），字眷诚，号达朝，广东南海人，原籍安徽婺源（今属江西），是中国首位杰出的爱国铁路工程师，负责修建了京张铁路等铁路工程，有“中国铁路之父”、“中国近代工程之父”之称。

    詹天佑少年时期对机器十分感兴趣，常和邻里孩子一起，用泥土制做各种机器模型。有时，他还偷偷地把家里的自鸣钟拆开，摆弄，然后摸里面的构件，提出一些连大人也无法解答的问题。1872年，年仅12岁的詹天佑作为中国第一批官办学生留学美国。1881年，詹天佑以优异成绩毕业于耶鲁大学，获学士学位，并于同年回国。

    回国后，詹天佑怀着满腔的热忱，准备把所学本领贡献给祖国的铁路事业。但是，清政府在修筑铁路时一味依靠洋人，不顾詹天佑的专业特长，把他差遣到福建水师学堂学驾驶海船，1882年11月又派他往旗舰“扬武”号担任驾驶官。1883年，中法战争爆发，第二年法国舰队闯入闽江，向中国舰队发起突然袭击，詹天佑冒着猛烈的炮火，沉着机智地指挥“扬武”号，用尾炮击中法国指挥舰“伏尔他”号，使法国海军远征司令孤拔险些丧命。

    从战后到1888年，几经周折，詹天佑终于转入了中国铁路公司并担任工程师，被湮没了7年之久的詹天佑终于有机会献身于祖国的铁路事业。此时正值天津—唐山铁路施工，他不愿久居天津，亲临工地，与工人同甘共苦，结果只用80天的时间就竣工通车了。但李鸿章却以英人金达之功上奏，并提升金达为总工程师。詹天佑之功就这样被剽窃了。

    1890年，清政府又修关内外铁路（今京沈铁路），以金达为总工程师。1892年工程进行到滦河大桥，英人以建不成桥而失败，日本、德国的承包者也都遭失败。由于交工期限将至，金达不得不求助于詹天佑。詹天佑详尽分析了各国失败原因，又对滦河底的地质土壤进行了周密的测量研究之后，决定改变桩址，采用中国传统的方法，以中国的潜水员潜入河底，配以机器操作，胜利完成了打桩任务，建成滦河大桥。这一胜利大长了中国人民的志气。

    1894年，詹天佑被英国工程研究会选为该会会员。

    1902年，袁世凯为讨好那拉氏，奏请修建一条专供皇室祭祖之用的新易铁路（高碑店至易县），命詹天佑为总工程师。尽管此路价值不大，却是中国人自修铁路之始，因此詹天佑仍是非常重视。詹天佑彻底抛弃了当时外国人必须在路基修成之后风干一年才可铺轨的常规，仅用4个月的时间以极省的费用建成新易铁路，大大鼓舞了中国人自建铁路的信心，为后来京张铁路的修筑打下良好基础。

    1905年，清政府决定兴建我国第一条铁路——京张铁路（北京—张家口）。詹天佑担任总办兼总工程师，全权负责京张铁路的修筑。这条铁路连许多国外的著名工程师都不敢轻易尝试，詹天佑顶着压力，坚持不任用一个外国工程师。

    詹天佑经过实际勘测，确定了铁路路线的途径，即从丰台北上西直门、沙河、经南口、居庸关、八达岭、怀来、鸡鸣驿、宣化到张家口，全长360华里。全线的难关在关沟，这一带叠峦重嶂，悬殊峭壁，工程之难在当时为全国所没有、世界所罕见；坡度极大，南口和八达岭的高度相差180丈。詹天佑把全线分为三段：丰台到南口为第一段，南口到康庄为第二段，余为第三段。

    1905年9月4日，京张铁路正式开工，12月12日开始铺轨。就在铺轨的第一天，一列工程车的一个车钩链子折断，造成脱轨事故。这一下成了中国人不能自修铁路的证据，各种诽谤中伤纷至沓来。但詹天佑没有惊惶失措，反倒冷静地想到：此路坡度极大，每节车厢之间的连接性能稍有不固，事故就难避免。为此，他使用了自动挂钩法，终于解决了这个问题。

    1906年9月30日，第一段工程全部通车，第二段工程同时开始。难关就在第二段，首先必须打通居庸关、五桂头、石佛寺、八达岭四条隧道，最长的八达岭隧道1092公尺。这不仅要有精确的计算和正确的指挥，还要有新式的开山机、通风机和抽水机。前者对詹天佑都不成问题，而后者当时中国全都没有，只能靠工人的双手，其困难程度可以想见。詹天佑硬是克服了重重困难，终于在1908年9月完成了第二段工程。

    第三段工程的难度仅次于关沟，首先遇到的是怀来大桥，这是京张路上最长的一座桥，它由7根100英尺长的钢梁架设而成。由于詹天佑正确地指挥，及时建成。1909年4月2日，火车通到下花园。下花园到鸡鸣驿矿区岔道一段虽不长，但工程极难，右临羊河，左傍石山，山上要开一条6丈深的通道，山下要垫高7华里长的河床。詹天佑即以山上开道之石来垫山下河床。为防山洪冲击路基，又用水泥砖加以保护，胜利完成了第三段工段。

    京张铁路原计划6年完成，詹天佑提前两年于1909年8月11日全线通车，还节余28万两银子。京张铁路的胜利完成，是中国人民的胜利，也是中国爱国知识分子爱国精神的充分体现。

    京张铁路完成之后，詹天佑应广东商办粤汉铁路总公司的聘请，于1910年任该公司总理，又于1912年5月兼任汉粤川铁路会办。辛亥革命后，詹天佑为了振兴铁路事业，和同行发起成立中华工程学会，并被推为会长。1919年，第一次欧战结束，詹天佑不顾身患腹疾，代表中国政府出席远东铁路国际会议，冒着严寒赶赴会议，与企图霸占我国北满中东铁路的日方代表论战，取得了我国保护中东铁路的权利。1919年4月24日，詹天佑终因劳瘁成疾逝世于湖北汉口，享年59岁。

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