明朝领先世界的十大硬核技术

黄桷兰

<p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">  明朝三百年间,我国在军工、医学、冶金、航海、印刷、水利、纺织、地质钻探等领域,均存在大幅度领先西方的完整技术。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">01、二级火箭、触发式地雷(火药热兵器)</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 明代军事著作《武备志》对火龙出水的构造做了详细的记载:用五尺长的毛竹作为龙的身体,在龙的身体下面预先安装了四个一级助推火箭,龙的身体里面装有多个神机火箭,药线串联起来分等级点燃,这是世界上最早的标准化二级反舰火箭,在水面上可以射程达到两三里。作战时一级火箭先推着龙体贴着水面飞行,燃料用完之后就会自动点燃腹部的火箭,远距离烧毁敌船,在水战中曾多次用来抵御倭寇和支援抗美海战。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 同时明代已经生产出触发式的钢轮地雷和碎石雷,用的是钢轮燧石自动点火的方式,不需要人工引信,可以埋设在陆地上的关卡处。直到17世纪中叶,欧洲才出现了简单的多级火箭雏形,完整的分级推进思想比明代晚了大约200年;自动触发的地雷技术直到18世纪才被西方军工体系所采用。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">02、卓筒井深井钻探工艺(顿钻+套管钻井)</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 宋代发明了卓筒井,到明代已经完成了整个技术的更新换代,在宋应星的《天工开物·作咸》中附有完整的图文说明:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 用人力踏碓来驱动铁锉撞击岩石,井口只有碗口那么粗细,用楠竹做的套管隔绝浅层的淡水,并且防止井壁塌陷,配套有专门的打捞工具来修复井下的落物。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 明代四川盐井的深度已经达到了百丈以上(三百米以上),有的深井还同时开采天然气来供全天候熬盐之用,从而实现了地下能源的大规模工业化利用。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 现代石油工业的核心顿钻原理就是从这项技术发展而来的,1859年的美国德雷克油井也采用了类似的冲击钻井方法,西方全套钻探工艺比中国落后了几百年。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">03、人痘鼻苗接种术(免疫学先驱)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"></span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 据清《痘科金镜赋集解》记载,明代隆庆年间(1567-1572)时,安徽民间已经成熟地推行了鼻痘法,分为旱苗、水苗、痘浆三种:用天花痊愈者的痘痂研磨成粉末,吹入健康的儿童鼻孔中,达到主动免疫的效果,并且改良了“熟苗”减毒工艺,大大降低了接种后的死亡率。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 整个防疫体系到了明朝中叶之后就流传到了江南各地,并且通过丝绸之路传播到了欧洲。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 英国医生琴纳于1796年发明了牛痘接种法,而明代的人痘技术要比琴纳早将近三百多年,它是世界上第一个标准化的传染病疫苗方案,为近代免疫学的发展奠定了基础。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">04、饾版+拱花彩色套印术</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 明末天启、崇祯时期成熟起来,《萝轩变古笺谱》(1626年)和《十竹斋画谱》(1627年)是实物证据。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 饾版根据画面的颜色和浓淡把几百个小印版分成不同的层次进行叠印来恢复出水墨的层次感;拱花不使用颜料,通过压印产生出立体浮雕的花纹效果,两者结合起来就可以做到逼真的彩色书画复制。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 明代闵、凌两大家族五色套印书籍广为流传,但是欧洲德国彩色版画印刷出现于17世纪末,整套分版彩印技术比明代晚了一个多世纪,现代彩色印刷分层套印逻辑的源头就是饾版工艺。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">05、灌钢(苏钢)与生铁淋口冷锻冶金</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"><span class="ql-cursor"></span></span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 《武编》、《天工开物·五金》都记载了明代灌钢工艺的改进情况,后来人们把这种工艺叫做苏钢:将熔化的生铁水均匀地浇注到熟铁片上,碳分充分融合,经过多次锻打去除了杂质,钢材成分均匀,延展性非常好,可以用来制作刀具、铁丝和农具。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 同时推广生铁淋口冷锻技术:熟铁刀具刃口淋生铁水淬火,刃口硬而刀身软,既锋利又耐用。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 同为当时欧洲所拥有的块炼铁、锻打、均匀渗碳炼钢的技术,在第一次工业革命时期才发展成熟,而明朝时期的冶金产能和钢材质量都处于领先地位。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">06、郑和宝船有多层水密隔舱造船技术</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 明代郑和远洋福船全线配备多道横向密封舱壁,把船体分成独立的水密舱室,《明史·郑和传》、马可·波罗游记都记载了中国的船具有抗沉的优势:即使破损两到三个舱进水,船仍然可以保持稳定的航行,并且安全返回 。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 该技术在唐代和宋代已经形成,到了明代被大规模地应用到巨型远洋宝船上,并且配有平衡舵和多层风帆。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 英国工程师本瑟姆于1795年把水密舱引入到欧洲的战舰上,而西方的广泛使用要晚于明朝三百多年,目前所有的邮轮和军舰都还保留着这个基本结构。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">07、花楼提花织机(程序化纺织机械)</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 《天工开物·乃服》中有完整的花机图样,整个机器长一丈六尺,上面有一座高高的花楼,配有1800根衢脚(纹针),两个工人上下协作:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 楼上工匠根据“花本”的绳结程序提拉经线,楼下穿梭织造,可以复制出龙凤、云纹等非常复杂的锦缎花纹。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 核心的“挑花结本”工艺就是用绳子来记录整个花纹织造的过程,可以无限次地重复织出相同的图案,逻辑上和现代计算机二进制存储程序是一样的。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 西方工业提花纺织机直到18世纪初才出现,比明代花楼机晚了将近三百多年。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">08、景德镇标准化流水线制瓷体系</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"><span class="ql-cursor"></span></span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 明代御器厂和民间窑场完成了极致精细的分工,各自设立了淘泥、拉坯、印花、利坯、锥龙、绘画、上釉、匣钵、烧窑等几十个专门作坊,工匠一辈子只做一项工作,形成了标准化流水线生产。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 配套有专门的风火窑和大龙缸窑,用来控制温度进行大件青花龙缸的烧制,明代官窑青花瓷釉色、器型规整度很高,一些大的器物即使现在复刻也很难达到工艺水平。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 直到十八世纪欧洲的瓷器工厂才出现简单的分工流水线,比明代晚了四百年。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">09、京杭大运河多级人字闸水利工程(南旺分水枢纽)</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 永乐年间工部尚书宋礼和民间水利专家白英主持修建了南旺分水枢纽来解决运河“水脊”高地通航的问题,主要创新就是梯级多级人字船闸,南北分段建设了38座联动节制闸,分层蓄水抬高水位,使漕船可以平稳地跨越地势上的高低差异,民间流传着“七分朝天子,三分下江南”的精确分水方案。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 戴村坝、南旺湖“水柜”调节洪水和枯水,整个水利联动系统可以实现分水、防洪、通航的功能。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 现代内河船闸的基本原理完全继承了明代的人字闸的设计,而欧洲类似的多级联动船闸工程直到17世纪才大规模建设。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">10、盐井畜力机械汲卤系统(天车传动机械)</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 明代崇祯元年的《李氏族谱》中就有关于“天车”的记载,它是为盐井服务的立体井架,配有天辊、地辊两组定滑轮,用牛马拉动大绞盘,用竹制汲卤筒把地下卤水抽到地面。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 整套机械包括杠杆、滑轮和绳索传动,可以有效地从深井中抽取卤水,并且形成了一个完整的盐业机械系统。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:20px;"> 并且配有天然气管道引火煮盐,机械传动的设计难度和动力利用率都远远高于同期欧洲的手工业机械,西方的深井流体抽取机械直到十八世纪才出现类似的结构。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:20px;">  图文来源网络</span></p>