5.鲁班是怎样发明锯子的
鲁班,姓公输,名般;又称公输子、公输盘、班输、鲁般等。因为他是鲁国人,“般”与“班”同音,古时通用,所以后世称他为鲁班。鲁班生于鲁定公三年(公元前507年),卒年不详。他是我国古代一位优秀的手工业工匠和杰出发明家。相传他在机械、木工工具、土木建筑等方面有多项创造发明,留下了许多动人的故事。2000多年以来,他一直被土木工匠们视为“祖师”,受到后人的崇敬。
鲁班生活在春秋末年到战国初期,这是我国奴隶社会向封建社会转变的社会大变革时期。生产力的发展,为奴隶制的瓦解和封建社会的建立创造了物质基础,铁器的推广和使用,给农业和手工业提供了前所未有的高效率工具,大大提高了劳动生产率。
鲁班出生在鲁国一个世代以工匠为业的家庭。家庭的影响和熏陶,使他从小就喜欢上机械制造、手工工艺、土木建筑等古代工匠所从事的活动。小时候他跟随家人参加许多土木建筑工程劳动,在劳动中,他虚心向有经验的老师傅和家人请教,学习他们的先进技术和经验,并悉心观察他们在各项劳动中高超的操作技巧。长期的生产实践和他本人不断地努力,使鲁班逐渐掌握了古代工匠所需要的多方面技能,积累了非常丰富的实践经验,成为当时有名的能工巧匠。
公元前450年以后,鲁班从鲁国来到楚国,帮助楚国制作兵器。他曾创制了威力较大的攻城器械——云梯,并准备以此来进攻宋国,他为此与当时的著名学者墨子发生了辩论,两人展开了一场攻城与守城的演习,鲁班想尽各种办法进行攻城,都被墨子一一化解。墨子主张制造实用的生产工具,以造福老百姓,反对为战争制造武器。鲁班接受了墨子的这种思想,于是便把精力投入到木工工具、机械等各种实用技术上,埋头从事各种发明创造,留下了很多美丽动人的传说和故事。
鲁班发明锯的故事,千百年来一直流传在民间。相传有一年,鲁班接受了一项建筑一座巨大宫殿的任务。这座宫殿需要很多木料,限期又紧。鲁班便亲自带领几个徒弟携带斧头上南山砍伐木料。建筑宫殿所需的木料又长又粗,用斧头砍伐树木十分费力,连续砍伐了几十天,累得师徒精疲力竭,而所砍伐的木料却远远供不应求,影响工程的进度。鲁班心里非常着急。
有一天,天色刚亮,鲁班等人便踏着晨曦上山伐木去了。由于他不小心,无意中抓了一把山上长的一种野草,一下子就将手划破了,顿时血流不止。鲁班很奇怪,一根小草为什么这样锋利?于是他摘下了一片叶子来细心观察,发现叶子两边长着许多小细齿,用手轻轻一摸,这些小细齿非常锋利。鲁班正在探究其中的道理,忽然看见近处一只大蝗虫在一株草上啃吃叶子,两颗大板牙非常锋利,一开一合,很快就吃下一大片。这同样引起了鲁班的好奇心,他抓住一只蝗虫,仔细观察蝗虫牙齿的结构,发现蝗虫的两颗大板牙上同样排列着许多小细齿,蝗虫正是靠这些小细齿来咬断草叶的。
这两件事给鲁班留下了极其深刻的印象,也使他受到很大启发,陷入了深深的思考。他想,如果把砍伐木头的工具做成锯齿状,不是同样会很锋利吗?砍伐树木也就容易多了。于是他就用大毛竹做成一条带有许多小锯齿的竹片,然后到小树上去做试验,结果果然不错,几下子就把树皮拉破了,再用力拉几下,小树干就划出一道深沟,鲁班为此非常高兴。但是由于竹片比较软,强度比较差,不能长久使用,拉了一会儿,小锯齿就有的断了,有的变钝了,需要更换竹片。这样不仅影响了砍伐树木的速度,而且使用竹片太多也是一个很大的浪费。看来竹片不宜作为制作锯齿的材料,应该寻找一种强度、硬度都比较高的材料来代替它,这时鲁班想到了铁片。于是他们立即下山,请铁匠们帮助制作带有小锯齿的铁片,然后到山上继续实践。鲁班和徒弟各拉一端,在一棵树上拉了起来,只见他俩一来一往,不一会儿就把树锯断了,又快又省力,锯就这样发明了。
关于鲁班发明创造的故事和传说还有很多很多,千百年来一直在民间流传。这些传说和故事虽然不一定全部真实,却表达了人们对鲁班的敬仰和怀念,歌颂了中国古代工匠的聪明才智。鲁班被人们视为技艺高超的古代工匠的化身,成为我国劳动人民勤劳智慧的象征。
6.谁是木卫二的最早发现者
甘德,战国时齐国人,先秦时期著名的天文学家,大约生活在公元前4世纪中叶,是世界上最古老星表的编制者和木卫二的最早发现者。
我国是天文学发展最早的国家之一。由于农业生产和制定历法的需要,我们的祖先很早就开始观测天象,并用以定方位、定时间、定季节了。
春秋时候,天文历法有很大的发展。当时各诸侯国出于各自农业生产和星占等的需要,都十分重视天文的观测记录和研究。据《晋书·天文志》载:“鲁有梓慎,晋有卜偃,郑有摆灶,宋有子韦,齐有甘德,楚有唐昧,赵有尹皋,魏有石申,皆掌着天文,各论图验(各国的这些掌管天文的官员,根据天象的变化对统治者提出解释)。”这种百家并立的情况,对天象的观测以及行星恒星知识的提高,无疑起着积极的推动作用。
在诸家之中,最著名的是甘德、石申两家,他们属同一时期的人。甘德著有《天文星占》八卷,石申著《天文》八卷,后世又称为《甘氏星经》、《石氏星经》,合称《甘石星经》。《甘石星经》记录的恒星名字,有800多个,其中100多个恒星的位置已经测定。书中还记录了金、木、水、火、土五大行星的运行规律。
甘德勤于对天空中的恒星作长期细致的观测,他和石申等人都建立了各不相同的全天恒星区划命名系统。其方法是依次给出某星官的名称与星数,再指出该星官与另一星官的相对集团,从而对全天恒星的分布位置等予以定性的描述。三国时陈卓总结甘德、石申和巫咸三家的星位图表,得到我国古代经典的283星官、1464星的星官系统,其中属甘氏星官者146座(包括二十八星宿在内)。由此可见甘德在全天恒星区划命名方面的工作对后世产生的巨大影响。
在西方,古希腊天文学家喜帕恰斯,约在公元前2世纪编制过星表,在他之前还有阿里斯提尔和提莫恰里斯也编制过星表,但都不早于公元前3世纪。可见,甘德和石申的星表是世界上最古老的星表之一。
除了对恒星的观测外,甘德对行星的运动也进行了长期的观测和定量的研究。以往人们都认为行星运动大致顺从同一个方向,甘德和石申却发现了行星的逆行现象。甘德还建立了行星会合周期的概念,并且测得了木星、金星和水星的比较准确的会合周期值,其中木星的会合周期为400日,比真值398.9日只差1.1日。他还给出木星和水星在一个会合周期内见伏(不见)的日数,以及金星在一个会合周内顺行逆行和伏的日数,并且指出在不同的会合周期中这些日数可能在一定幅度内变化的现象。虽然甘德的这些描述从定量的角度看还比较粗疏,但它们却为后世传统的行星位置计算法奠定了坚实的基石。
甘德对木星的观测尤为精细,是研究木星的专家,著有关于木星的专著《岁星经》。著名天文学史家席泽宗先生指出,甘德在公元前4世纪中叶就观测到了木星的卫星木卫二。而对于木星的卫星的发现,近代是在望远镜发明之后,由意大利大科学家伽利略于1610年发现的。甘德早伽利略近两千年,而且在没有望远镜的条件,仅凭肉眼就发现了木星的卫星,这真是一个奇迹。
20世纪80年代,我国的天文学工作者,通过在北京天文台兴隆观察站的实地观测,确信木卫二在一定条件下是有可能凭肉眼观测到的。甘德以其坚韧不拔的毅力和精细独到的观测把奇迹变成了现实,在世界天文学史上谱写了光辉的一页。
7.兵马俑的古剑为何不生锈
1994年3月1日,举世闻名的“世界第八大奇迹”——秦始皇兵马俑二号俑坑正式开始挖掘。这是20世纪以来巨大的考古发现之一。
在二号俑坑内已出土的有铜矛、铜弩机、铜镞、残剑等,其中还发现了一批青铜剑,长度为86厘米,剑身上共有8个棱面。考古学家用游标卡尺测量,发现这8个棱面的误差不足一根头发丝,已经出土的19把青铜剑,剑剑如此。这批青铜剑内部组织致密,剑身光亮平滑,刃部磨纹细腻,纹理来去无交错,它们在黄土下沉睡了2000多年,出土时依然光亮如新,锋利无比。科研人员测试后发现,剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物。这一发现立刻轰动了世界,因为这种铬盐氧化处理方法,是近代才出现的先进工艺,德国在1937年,美国在1950年先后发明并申请了专利。
事实上,关于铬盐氧化处理的方法,绝不是秦始皇时代的发明,早在春秋战国时期,中国人就掌握了这一先进的工艺。
春秋五霸时期,越王勾践“卧薪尝胆”,一举击败了吴王夫差,演出了历史上春秋争霸的最后一幕。岁月的流逝,使这场惊心动魄的战争静静沉睡在历史的长卷里,忙忙碌碌的后人几乎把它遗忘了。然而,一支考古队在挖掘春秋古墓时,却意外发现了一把沾满泥土的长剑,剑身上一行古篆——“越王勾践自作用剑”跃入人们眼帘。这一重大的考古发现立即轰动了全国,但是,更加轰动的消息却来自对古剑的科学研究报告。最先引起研究人员注意的是:这柄古剑在地下埋藏了2000多年为什么没有生锈呢?为什么依然寒光四射、锋利无比呢?通过进一步的研究发现,“越王勾践剑”千年不锈的原因在于剑身上被镀上了一层含铬的金属。大家知道,铬是一种极耐腐蚀的稀有金属,地球岩石中含铬量很低,提取十分不易。再者,铬还是一种耐高温的金属,它的融点大约在4000℃。
其实在清理一号坑时,考古工作者就发现一把青铜剑被一尊重达150千克的陶俑压弯了其弯曲的程度超过45度。当人们移开陶俑之后,令人惊诧的奇迹出现了,那又窄又薄的青铜剑,竟在一瞬间反弹平直,自然恢复。当代冶金学家梦想的“形态记忆合金”,竟然出现在2000多年前的古代墓葬里。
中华文明中曾有过太多的秘密,谁能想像,20世纪50年代的科学发明,竟然会出现在2000多年以前?又有谁能想像,秦始皇士兵手里挥舞的长剑,竟然是现代科学尚未发明的杰作?问题是在发现以后,我们用什么态度来解释这种超常规的科技早熟现象?我们真不希望看到有些人用“偶然”来解释,它应该有一个更加具体的说明。假如以上的事实是真实的话(至少铬盐氧化处理不是假的),那么我们就会问:他们的技术渊源是什么呢?这一切在目前来看,还是一个未解之谜。
8.华佗自创的神奇医术
华佗(145~208),字元化,沛国谯(今安徽省亳县)人。他年轻时,就“游学徐土,兼通数经,晓养性之术”,是东汉末年一位杰出的医学家。
华佗精通内、外、妇、儿、针灸各科,尤以外科著称。他制成的全身麻醉药剂“麻沸散”,是世界医学史上的创举。早在1700多年前,华佗首创出“麻沸散”这一中药全身麻醉剂,并应用于腹部外科开刀手术。书上记载有个病人患肚痛病,疼得厉害,经过10多天,胡须眉毛全脱落下来。华佗一诊断,说:“这是脾脏溃烂了,得赶快开腹治疗。”华佗让病人服了麻沸散,打开腹腔,把坏死的脾脏切除,再缝好创口,敷上药膏。过了四五天,创口愈合,一个月后病人康复了。
这种全身麻醉手术,在我国和全世界都是第一位。华佗发明的“麻沸散”,对后世影响极大。历代的中药麻醉均是在其启发下发展起来的,同时在世界麻醉学和外科手术史上,也有很深的影响,占有重要的地位。所以,华佗可谓国内外的外科鼻祖。
在内科方面,华佗巧妙地运用“同病异治”、“异病同治”的原则,治愈了许多疑难病症。一次,有两个官员头疼发热,先后找华佗看病。经华佗问明病情,给一个开了泻药,另一个开了发汗药。有人在旁边看华佗开药方,问他为什么病情相同,用药却不一样。华佗说:“这种病表面看来一样,其实不同。前一个病在内部,该服泻药;后一个只是受点外感,所以让他发发汗就好了。”这两人回去抓了药服后,果然病都好了。
在妇科方面华佗也有很深的研究。有个姓李的将军,请华佗给他妻子治病。华佗去了,一摸脉,说:“这是怀孕时候伤了身子,胎儿留在肚里了。”李将军说:“我妻子已经小产过,胎儿已经下来了。”华佗说:“按照我的判断,胎儿还在病人肚子里。”李将军不相信。华佗走了以后,过了一百多天,他妻子的病越来越重,只好再请华佗来治。华佗说:“肯定有个坏死的胎儿在肚里。大概你妻子原是双胞胎,一个先小产下来了,一个留在肚里。”华佗给病人服了汤药,又给她扎针,果然产了一个死胎,病人很快就恢复健康了。其诊断之准确,令人佩服。
华佗替人治病经常不用药而设法驱除病根。有一次,一位太守病得很重,请华佗诊治。华佗替他按脉视察了一阵,悄悄退到门外,对太守的儿子说:“令尊大人的病不同寻常,积淤血在腹中,应当让他发怒而把血吐出来,才能痊愈。否则,他就没命了。”太守的儿子听了很急,问华佗:“怎样使我的父亲发怒?”华佗说:“你能否把令尊大人平时所做错事都告诉我,让我去责骂他,他必然发怒。”太守的儿子说:“只要治好父亲的病,有什么不能说的!”于是把其父历来所做的错事都告诉了华佗。华佗把这些事情写成了一封信留下来,就走了。太守一看信上都是责骂他做坏事的话,大怒,命官吏捕捉华佗,可是华佗已经不知去向,气得太守呕吐黑血一升多。奇怪的是,黑血吐尽,病也就痊愈了。
华佗医德高尚,主动为人治病。一次,他路遇一“病咽塞”患者,便立即“驻车往视”,让病人内服“蒜韭大酢”,病人服后,即吐一虫,病痛皆除。华佗医风廉洁,许多患者康复后,前去感谢华伦,他都待如亲人,但拒绝收礼。
华佗还积极提倡开展合理的劳动和体育锻炼,认为生命在于运动,运动使人健康长寿。他常教诲其弟子及其周围群众:“人体欲得劳动,但不当使极耳。动摇则谷气得消,血脉流通,病不得生,譬如户枢,终不朽也。”他在继承古代气功导引的基础上,模仿虎、鹿、熊、猿、鸟等五种禽兽的活动姿态,创制了一套体操,名“五禽之戏”,可使头、身、腰、背、四肢等各部位及关节得到活动。这是我国最古老的医疗保健体操,开创了我国及世界上医疗保健体操的先例。其弟子吴普坚持“五禽戏”锻炼,活到90余岁仍“耳目聪明,齿牙完坚”;其弟子樊阿操练“五禽戏”,竟“寿百余岁”。“五禽戏”影响颇深,历代依法锻炼者从不乏人,至今仍有专门研究者。因此华佗和他的“五禽戏”在体育史上、养生学上都占有极高地位,“五禽戏”传八方,名震四海。