古代中国以基础性发明贡献于人类。如果缺少它们，世界也许是另一番景象。

大约在公元前6世纪到公元13世纪这1800年间，中国发明家走在世界前列。他们在众多领域创造全新的技术，解决了长久困扰人类的许多问题，这些技术发明使人类活动的方式发生了重大变化，这种变化一直延续至今。

公元前6世纪，中国人发明液态生铁冶炼技术，解决了人类步入铁器时代之后面临的一个最大难题，开始用简便的方法把铁矿石源源不断地变成铁和铁器。

这项发明使人类能够高效便捷地把铁矿石变成铁制用品，这也是人类最早实现的工业化连续作业的成功范例。

液态生铁冶炼技术的发明，全面更新了古代中国的工具、农具和兵器，促进了众多领域技术的进步，为人类制造机器准备了最重要的物质条件。由于这种冶铁技术综合难度很高，关系国计民生，故古代中国的当权者严格禁止外传。直到公元15世纪，西方才出现液态生铁冶炼技术。

大约与此同时，古代中国人总结了自商周以来铸造青铜器物的经验，发现了青铜主要成分铜、锡的比例与合金性能之间的关系，为冶铸用途不同的各种器物提供了工程设计的依据。成书于春秋时期的《考工记》，明确记述了六种不同的铜、锡比例分别适宜制造何种器物，这是人类历史上有文字记载的最早的合金成分与性能对照表。

与此同时，古代中国人发明了复合材料金属兵器制造技术，用两种不同性能的合金巧妙结合，铸造出既锋利又不易折断的剑。他们首先用低锡青铜铸造韧性良好的剑芯（古兵器专家称之为剑脊），再用高锡青铜包裹剑芯进行第二次铸造，形成坚硬耐磨的锋刃（专家们称为剑肩）。

超越单一材料特性的局限，利用复合材料制造器物，是人类工程设计思想的一次飞跃，这种新的思路一直延续到今天。

大约公元前4世纪，中国人发明了指南针。这项发明使人类获得了一种无所不在的空间方位指示器，在地球上不致迷失方向。1800年之后，哥伦布和他的水手在指南针帮助下，越过茫茫大海，找到了美洲大陆。

水利史上许多重大发明，均产生于一些宏大的工程建设，诸如人类驾驭江河水流的新技术。公元前3世纪末，古代中国人开凿了沟通长江水系和珠江水系的运河――灵渠，把水利工程技术推向新的高度。

公元前219年，秦始皇50万大军攻打南粤受阻，为解决部队军需特别是粮食供应问题，命监御史禄督造连通湘江和漓江的运河，以便中原船只直达岭南。灵渠工程历时五年，竣工后长江的船只可以直达广州。这条运河从公元前214年开始担负水运任务，直到20世纪湘桂铁路通车为止，2000多年间成为岭南和中原之间重要的交通航道，使得五岭阻隔的长江流域和珠江流域连为一体。

灵渠建在北上的湘江与南去的漓江之间的峡谷地带，穿越峡谷台地引湘江水入漓江，同时兼有运输和灌溉两种功能。这项水利史上奇巧的工程，包含着三项重大发明：

第一是大江分流技术。

第二是使巨石连成整体的技术。

第三是使船舶由低水位向高水位自由航行的技术。

公元前2世纪，亦即人类发明纺织技术5000年之后，古代中国人利用大自然中的植物纤维发明了另一类纤维制品―纸。

纸的发明，使文字插上轻盈的翅膀，带着人类的思想和智慧飞向远方。公元3世纪，中国的造纸技术传到朝鲜；7世纪传入日本；8世纪传入阿拉伯；12世纪传入法国；15世纪末传入英国；17世纪由英国传入美国。

古代中国人在工程技术领域创造了众多的新事物，这些发明分别成为今天许多领域的技术基础。

大约公元前200年，古代中国人发明了独轮车。1700年之后，欧洲人为独轮车在行进的方向上添加一个轮子，变成了今天的自行车。

大约与此同时，古代中国人先后完成了船舶推进与控制技术方面的两项重大发明，创造了橹和舵。

18世纪，蒸汽机诞生之后，桨演变成安装在船体两侧、由蒸汽机带动旋转的桨轮；橹演变成深藏水下的螺旋桨。明轮早已淘汰，螺旋桨成为一切机动船舶的动力来源，后来又成为早年飞机最主要的部件。

中国人发明的舵，巧妙地利用不对称水流的侧向推力，使水流自身产生改变船体运动方向的力矩，实现了船舶动力系统与控制系统的分离，为船舶制造与驾驶技术作出具有里程碑意义的贡献。利用舵控制方向，已经成为今天一切船舶和飞行器的基本工作模式。

公元132年，东汉时期的科学家张衡（78－139），发明了测报远方地震的科学仪器。这项发明标志着人类第一次超越感觉器官的局限，用科学仪器获取重要的大地运动信息。

继希腊化时期亚历山大城的科学家埃拉托西尼精确测量地球半径，希帕恰斯推算出月球和地球之间距离之后，张衡发明地动仪，标志着人类在了解地球的艰难历程中又迈出重要的一步。直到公元1880年，英国人米尔恩才发明现代记录地震的仪器。

公元189年，中国工匠丁缓发明了三维运动系统惯性平衡机构。在这种精巧的装置里，无论支架怎样转动，放置其中的物体都永远保持其空间位置不变。这种装置是一件由三个大小不同的金属环依次叠套在一起的组合环，每个环都可绕自身的两个支点自由转动，三个环的旋转轴相互垂直。如果在内环中固定一个小杯，无论组合环怎样旋转滚动，小杯总会保持水平位置。当时，人们用小杯装香料带在身上，香料不会洒出来。后来人们把烧红的炭放在小杯里，带在身上或放在被褥里取暖，无论坐卧俯仰，左右翻身，炭都不会掉出来。

三维运动系统惯性平衡机构的发明，标志着人类在机械制造方面，已经由静力学设计步入动平衡和惯性分析领域。它后来成为制导系统陀螺仪的基础；成为机械传动系统万向节的原型。它们是现代汽车、飞机、火箭、鱼雷、巡航导弹和远洋轮船不可或缺的部件。

公元7世纪，中国人发明了火药。从此，这种会冒烟的“药”打破了世界的宁静。

公元919年，火药用于制造导火线，点燃油料喷向敌军，可以造成一片火海。公元1044年，北宋丞相曾公亮（999-1078）受仁宗皇帝之命主编《武经总要》，第一次发表了火药的真正配方。当时，这已是实战方：火药被制成炸弹、燃烧弹和毒气弹。在毒气弹里，火药混合了大量的砷化物，砷化物遇高温分解弥散在空气中，成为人类最早的强力化学武器。

公元13世纪，火药随蒙古人西征传到阿拉伯世界，后来经阿拉伯人传到欧洲，与西方的机械制造技术结合，成为新兴资产阶级攻陷城堡战胜封建贵族、征服海外殖民地的强大武器。中国人这件阴差阳错的发明，在相当大的程度上改变了世界历史的进程。

公元7世纪，中国人发明了雕版印刷技术。

发明雕版印刷技术300年之后，中国人发明了活字印刷技术。这项发明在几个世纪之后引起世界印刷技术的巨大变革。公元1041年，毕升用分离的汉字字模，拼装组合成印版，印刷文卷。这些分离的字模，每个上面只一个字，就像印章一样，它们以不同的方式排列组合，就能印出不同的文章。

对于使用拉丁字母的文字来说，活字印刷技术使图书文献的印刷过程变得十分简单。活字印刷技术辗转传播到欧洲以后，迅速地使欧洲跨越雕版印刷阶段（雕版印刷只在欧洲很小范围使用了很短时间），开始大量印刷书籍，促进了文化的传播和知识的普及，为欧洲文艺复兴提供了极其重要的思想条件。

差不多与此同时，中国人发明了桥梁史上最早的生物固基技术，利用海洋生物独有的生态特征，建造了许多跨江、跨海的大桥。其中，在福建省泉州市的洛阳江入海口建造的跨海石梁大桥宽5米，长1000米。这座气势恢弘的大桥已有950年历史，至今人们还在上面行走。

在江海交汇处建桥面临巨大的困难，海涛汹涌，水深流急，桥基和桥墩很容易被冲垮，古代中国人想出了一个极聪明的办法。建造这座桥的时候，人们首先沿设计中的大桥中心线，向水中抛掷巨大的石块，垫成宽25米的一道水下筏形台基，在石块缝隙中投入大量牡蛎任其繁殖。这种带壳的软体动物生长迅速，它们的石灰质外壳没有固定的形状，在生长过程中逐渐充满石块之间的空隙，牡蛎分泌的黏液使它们与石块紧紧地黏结在一起，将分离的石块结成一道稳固的刚性基础。在这道长长的筏形水下基础上，人们用巨大的石条砌成128个分离的桥墩，用同样的办法，使牡蛎把石条和桥基黏结成整体。随着时间的推移和牡蛎生生不息的繁殖，桥基和桥墩变得更加结实。这座桥在每两个桥墩之间并排铺设5根石梁，每根石梁长8米，宽1米，厚0.7米，重达20吨～30吨。在海水涨潮时，人们用船把硕大的石梁运到桥墩之间，落潮时石梁自然平稳地架在桥墩上。世界上所有的大桥，都会随时光流逝而不堪重负，只有这种特殊的桥例外，会变得越来越牢固。

至迟不晚于公元13世纪，中国人发明了保障远洋船舶行驶安全和减少颠簸的技术，创造出水密隔舱和低重心流体减震装置。采用这种技术建造的船舶，在大海上航行，即使不幸触礁或被鲸撞出大洞也不会沉没，且在波涛汹涌的海上能够保持船体平稳，不会随风波剧烈摆动。这两项发明，已经成为现代大型船舶设计的经典技术。

公元1974年8月，考古学家在福建泉州后渚港的滩涂发掘出一条宋代沉船。这条船残长24.4米，残宽9.15米，船体横截面像一个巨大的V字形，是一艘三桅远洋货船。人们推算它当年的排水量为400吨，载重量200吨。全船有12道隔舱板，与船壳连成一个整体，将船体分为13个互不透水的舱室。即使某个舱室破损，涌入的海水被限制在这个小舱内，不会危及船的整体安全。这种结构同时极大地提高了船体抗冲击能力，能够用最少的材料获得最大的牢固性。

人们发现，这条船在每个舱室底部都有一个带盖的小孔，船舶技术专家称之为“水眼”。航行中，雨水或溅落在船上的浪花，可以通过“水眼”流入船底一个连通的夹层舱室，夹舱中的水降低了船体重心，使船行驶更加稳定。由于夹舱中水的惯性和内摩擦，会部分抵消由于风浪产生的船体起伏晃动。

从唐代后期到元代，逐渐形成了一条从中国东南沿海港口城市到阿拉伯世界之间的海上贸易通道，被历史学家誉为“海上丝绸之路”。众多的中国古代发明，保障了这条通道的安全，直到公元15世纪初，郑和率领庞大的船队七下西洋，这些发明一直起着重要作用。

不可胜数的中国古代发明，为绵延数千年的中华文明奠定了坚实的基础，对人类文明的进程产生了深远的影响，它们已经深深嵌入历史长卷，成为人类文明最珍贵的一部分。

（张开逊）