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第5章 王祯创制耕耘器具（第1页）

u000e刀，是开荒时走在犁的前面，用以割除芦苇，清除障碍，提高工效的工具。铁耙，适应南方水田土壤的耕垦工具，一般具有六齿或四齿。秧马，能行于泥中，便于水田作业的工具。耘荡，适于水田中除草的耕耘工具。耘爪，用竹管加上铁尖套在手指上，用以耘田的工具。耧锄，华北平原用于畜力耕耘的器具，一天可耘田0亩，工效很高。砘车，在耧车后边配上石制砘车，能沿耧脚所开的沟进行镇压，使种土相亲，有利于发芽出苗。

黄道婆（～0年），又名黄婆，松江府乌泥泾镇（今上海市华泾镇）人，元代棉纺织家。她出身贫苦，生性刚强，因无法忍受公婆和丈夫的羞辱虐待而离家出走，远赴少数民族聚居的崖州。在黎族人民那里，黄道婆学会了先进的纺织技术。勤劳聪明的黄道婆很快成为当地有名的纺织能手，还和黎族姐妹一起改进纺织工具和纺织工艺，创造了许多新的花色。

在崖州生活了0多年后，由于思念故土，黄道婆告别黎乡，返回了阔别多年的故土。黄道婆重返故乡时，植棉业已经在长江流域大大普及，但纺织技术仍然很落后。她回来后，就致力于改革家乡落后的棉纺织生产工具。她毫无保留地把自己精湛的织造技术传授给故乡人民，以帮助他们摆脱贫困，过上幸福的生活。

制造轧棉机

黄道婆首先改革了擀籽工序。她先去了解之前人们是怎样去籽净棉的，妇女们苦恼地告诉她，还是用手指一个一个地剥。黄道婆说，从现在起，咱们改用新的擀籽法吧，便教大家一人持一根光滑的小铁棍儿，把籽棉放在硬而平的捶石上，用铁棍擀挤棉籽，试验以后，妇女们乐不可支地嚷着：“一下子可以擀出七八个籽儿呀，再也不用手指头挨个儿数了！”

黄道婆见大伙高兴，也感到十分快活，但并不满足。她觉得，用手按着铁棍儿擀，还是比较费力的，便继续寻求新办法。忽然，她想到了黎族脚踏车的原理，心里豁然一亮，马上和伙伴商量试用这一原理制造轧棉机，白天黑夜都琢磨。最后，用四块木板装成木框，上面树立两根木柱，柱头镶在一根方木下面，柱中央装着带有曲柄的木铁二轴；铁轴比木轴直径小，两轴粗细不等，转动起来速度不同。黄道婆同两个姐妹，一个人向铁木二轴之间缝隙喂籽棉，两个人摇曲柄，结果，棉絮棉籽迅速分落两轴内外两侧。

创造三锭脚纺车

在纺纱工序上，黄道婆创造出三锭脚纺车，代替过去单锭手摇纺车。脚踏的力量大，还腾出了双手握棉抽纱，同时能纺三根纱，速度快、产量多，这在当时世界上是最先进的纺车，是一个了不起的技术革命。

改良织布机

在织布工序上，黄道婆对织布机也有一定的改革。她借鉴我国传统的丝织技术，汲取黎族人民织“崖州被”的方式，与乡亲们共同研究错纱配色、综线挈花等棉织技术，织成的被、褥、带、帨（手巾）等，上面有折枝、团凤、棋局、字样等花纹，鲜艳如画，“乌泥径被”名驰全国。

从黄道婆传授了新工具、新技术后，棉织业得到了迅速发展。到元末时，当地从事棉织业的居民有000多家，到了明代，乌泥泾所在的松江，成了全国的棉织业中心，赢得了“衣被天下”的声誉。

徐光启（～），字子先，号玄扈，上海松江人，我国明代杰出的科学家。徐光启出生时，松江地区还不是城市而是乡村，四周都是种满庄稼的农田。徐光启小时候进学堂读书，就很留心观察周围的农事，对农业生产有着浓厚的兴趣。

徐光启自幼聪敏好学，活泼矫健，万历九年（8年），徐光启考中秀才，开始在家乡教书。他白天给学生们授课，晚上阅读古代农书、钻研农业生产技术。由于农业生产同天文历法、水利工程的关系非常密切，而天文历法、水利工程又离不开数学，他又进一步博览古代的天文历法、水利和数学著作。

9年，徐光启受聘去韶州任教，接触到了传教士郭居静。在郭居静那儿，他第一次见到一幅世界地图，知道在中国之外竟有那么大的一个世界；又第一次听说地球是圆的，有个叫麦哲伦的西洋人乘船绕地球环行了一周；还第一次听说意大利科学家伽利略制造了天文望远镜，能清楚地观测天上星体的运行。所有这些，对他来说，都是闻所未闻的新鲜事。后来，徐光启结识了罗马传教士利玛窦，开始跟他学习西方自然科学，并同利玛窦等人一起共同翻译了《几何原本》、《泰西水法》等著作。

《农政全书》编著于天启五年至崇祯元年（～8年）间，在徐光启生前未能出版，是后来由他的学生陈子龙整理刊行的。《农政全书》是徐光启一生最杰出的作品，共0卷，0多万字，内容非常详尽。全书共分为农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、蚕桑广类、种植、牧养、制造、荒政等个部分。这部书的篇幅之大，超过了《齐民要术》七倍，是我国古代农书中篇幅最大的一部。与以往的农书相比，这本书最大的特点是徐光启治国治民的“农政”思想，即重视对发展农业生产的有关政策、制度、措施的研究，特别是对屯垦、备荒、水利三个方面做了系统的阐述。

《农政全书》为后世保留了大量宝贵的文献资料，既沿用了前代农书中的大量资料，系统地归纳了前人及当时的文献，同时又融入了自己的体会、科学观点及成果，拓宽了知识范围，增加了屯垦、荒政、水利等全新的内容。《农政全书》在我国农学遗产的宝库中极负盛誉，在世界上也颇具影响，它集中代表了当时我国在农业科学上所达到的成就。

宋应星（87～），字长庚，江西南昌奉新北乡（今宋埠乡）人，明末清初科学家。宋应星的曾祖父是南京吏、工、兵三部尚书，为官清正廉明，他的作风对宋氏后代有很大的影响。在书香门第长大的宋应星从小就聪颖好学，有过目不忘的本领，深得老师及长辈的喜爱。

后来，他与哥哥一起考入当地县学。但他个性活泼好动，对枯燥乏味的八股文很反感，反而对那些“旁门左道”的各种物件制作技术很感兴趣。有一次，他到一个朋友家做客。朋友家里摆满了各种大大小小、形状、颜色、图案都不一样的花瓶。宋应星立即对这些陶土制成的花瓶发生了兴趣，他不断问朋友花瓶的制作方法。朋友却摇头对他说：“这些花瓶的制造方法，不过是雕虫小技罢了，不值得我们读书人学习。”宋应星却不这样想，他认为：我们对这些日常生活用品的制作方法都不了解，实在是太无知了，又怎么能把它们看成是雕虫小技呢？我一定要把它们搞懂。于是，他开始留心做各种技艺资料的收集和记录。

封建科举制度的弊端让宋应星的仕途一再受挫，经历了几次科举考试之后，宋应星就打消了做官的念头，体会到终生埋头书本而缺乏实际知识，是最大的无知。于是，他下定决心彻底放弃科举，转向实学，开始钻研与国计民生有切实关系的科学技术。多次的会试经历，虽然没有成全宋应星当官的愿望，但是在参加考试的途中，他行程数万里，对南北各地的农业和手工业生产作了大量详细的科学考察，收集了丰富的资料。

崇祯八年（年），宋应星到袁州府分宜县当老师。这是宋应星一生中最重要的阶段，他的主要著作都在此期间撰写。他利用课余时间，及时记录下有关工农业生产的技术知识，这些都是《天工开物》创作的源泉。

《天工开物》详细叙述了各种农作物和工业原料的种类、产地、生产技术和工艺装备，以及一些生产组织经验，既有大量确切的数据，又绘制了幅插图，描绘了0多项生产技术和工具的名称、形状、工序。全书分上、中、下卷，又细分做8卷。上卷记载了谷物豆麻的栽培和加工方法，蚕丝棉苎的纺织和染色技术，以及制盐、制糖工艺。中卷内容包括砖瓦、陶瓷的制作，车船的建造，金属的铸锻，煤炭、石灰、硫黄、白矾的开采和烧制，以及榨油、造纸方法等。下卷记述金属矿物的开采和冶炼，兵器的制造，颜料、酒曲的生产，以及珠玉的采集加工等。

《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合著作，对中国古代的各项技术进行了系统的总结，构成一个完整的技术体系，受到高度评价。如法国的儒莲把《天工开物》称为“技术百科全书”，英国的达尔文称之为“权威著作”。0世纪以来，日本学者三枝博音称此书是“中国有代表性的技术书”，英国科学史家李约瑟博士把《天工开物》称为“中国的阿格里科拉”和“中国的狄德罗——宋应星写作的7世纪早期的重要工业技术著作”。

袁隆平（90～），江西省德安县人，中国杂交水稻育种专家，中国工程院院士。现任中国国家杂交水稻工作技术中心主任暨湖南杂交水稻研究中心主任、湖南农业大学教授、中国农业大学客座教授、联合国粮农组织首席顾问、世界华人健康饮食协会荣誉主席、湖南省科协副主席和湖南省政协副主席。00年月当选美国科学院外籍院士，被誉为“杂交水稻之父”。

9年，袁隆平毕业于西南农学院。毕业后，一直从事农业教育及杂交水稻研究。

1960年7月的一天，袁隆平像往常一样来到校园外的早稻试验田观察，偶然发现了一株特殊的稻子：共有0余穗，每穗有0～70粒。第二年，他适时将这独特的种子播到试验田里，结果分离变异现象十分严重，原有的优势没有发挥出来。面对这一结果，袁隆平马上想到孟德尔、摩尔根的遗传理论，顿悟到：那是一株“天然杂交稻”！当时，杂交水稻研究是世界上公认的难题，并且全世界都流传着“水稻是白花授粉作物，不良基因早已淘汰，既然自交不退化，那么杂交就没有优势”的观点。但袁隆平并没有因这些固有的说法而退缩，他坚信杂交优势是生物界的普遍规律。

从此，袁隆平开始了他的漫长的探索过程。夏季骄阳似火，正是南方水稻的扬花季节。袁隆平头顶烈日，脚踏烂泥，手拿放大镜，像猎手搜寻猎物一样，在安江农校农场的稻田里寻找水稻雄性不育植株。第一天、第二天、第三天都无所收获，两手空空。直到第天，袁隆平才发现了第一株雄蕊退化的水稻不育株。在九个月时间里，他前后检查了，000余个稻穗，找到了六株雄性不育株，并对它们的杂交第一代和第二代进行了研究，向世界吹响了“绿色革命”的号角。

97年，由袁隆平任技术总顾问的杂交水稻试验田第一次获得成功，为97年在全国大面积试种推广杂交水稻培育了大量的种子。到000年，全国累计推广8亿亩，增产00亿公斤，并引起世界范围的关注，三系杂交水稻被誉为“东方魔稻”。

面对接踵而至的荣誉，袁隆平没有沉醉，依然探索不止。美国学者巴来伯格赞扬道：“袁隆平赢得了中国可贵的时间，他增产的粮食实质上使人口增长率下降了。他在农业科学上的成就打败了饥饿的威胁；是他领导着人们走向丰衣足食的生活。”

根据史书的记载和考古材料的发现，古代的算筹是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为～ｃｍ，径粗０。～０。ｃｍ，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，大约270多枚为一束，放在一个布袋里，系在腰部随身携带。需要记数和计算的时候，就把它们取出来，放在桌上、炕上或地上都能摆弄。别看这些都是一根根不起眼的小棍子，在中国数学史上它们却是立有大功的。而它们的发明，也同样经历了一个漫长的历史发展过程。

古时候，有一个卖米商人去城里运货。天刚蒙蒙亮，人们都还在睡觉，他就急匆匆地出发了。走着走着，就到中午了，商人坐下来，休息了一会儿。这时，他忽然想起了一个问题，他的马车最多能运七十五袋米，现在马车上已经有三十四袋米了，最多还能运几袋米呢?商人想来想去，都不知道该运多少。

这时，有两根树枝从树上掉了下来，让商人有了一点启发:用五根树枝表示五袋米，在用七根稍长一点的树枝表示七十袋，并在下面摆三根大的树枝，四根小的树枝，再从五根树枝中拿出四根，七根树枝中拿出三根，就是四十一了！原来最多能运四十一袋。商人知道了最多能运几袋，坐起身来，骑上马，继续向县城行驶。

这就是有关算筹发明的故事。在算筹计数法中，以纵横两种排列方式来表示单位数目的，其中～均分别以纵横方式排列相应数目的算筹来表示，～9则以上面的算筹再加下面相应的算筹来表示。表示多位数时，个位用纵式，十位用横式，百位用纵式，千位用横式，以此类推，遇零则置空。

为什么又要有纵式和横式两种不同的摆法呢？这就是因为十进位制的需要了。所谓十进位制，又称十进位值制，包含有两方面的含义。其一是“十进制”，即每满十数进一个单位，十个一进为十，十个十进为百，十个百进为千……其二是“位值制”，即每个数码所表示的数值，不仅取决于这个数码本身，而且取决于它在记数中所处的位置。如同样是一个数码“”，放在个位上表示，放在十位上就表示0，放在百位上就表示00，放在千位上就表示000了。在我国商代的文字记数系统中，就已经有了十进位值制的荫芽，到了算筹记数和运算时，就更是标准的十进位值制了。

中国古代十进位制的算筹记数法在世界数学史上是一个伟大的创造，与世界其他古老民族的记数法相比较，其优越性是显而易见的。古罗马的数字系统没有位值制，只有七个基本符号，如要记稍大一点的数目就相当繁难。古美洲玛雅人虽然懂得位值制，但用的是0进位；古巴比伦人也知道位值制，但用的是0进位。0进位至少需要9个数码，0进位则需要9个数码，这就使记数和运算变得十分繁复，远不如只用9个数码便可表示任意自然数的十进位制来得简捷方便。

中国古代数学之所以在计算方面取得许多卓越的成就，在一定程度上应该归功于这一符合十进位制的算筹记数法。马克思在他的《数学手稿》一书中称十进位记数法为“最妙的发明之一”，确实是一点也不过分的。

刘徽，生于0年左右，三国后期魏国人，是中国古代杰出的数学家，也是中国古典数学理论的奠基者之一。刘徽的工作，不仅对中国古代数学发展产生了深远影响，而且也在世界数学史上确立了他崇高的历史地位。鉴于刘徽的巨大贡献，不少书上把他称作“中国数学史上的牛顿”。

刘徽的主要著作有：《九章算术》10卷；《重差术》即《海岛算经》卷；《九章重差图》卷。遗憾的是，后两本著作都在宋代失传。刘徽的数学成就大致为两个方面：一是理清了中国古代数学体系并奠定了它的理论基础；二是在继承前人成果的基础上提出了自己的创见。《九章算术》在数系理论、筹式演算理论、勾股理论、面积与体积理论以及割圆术与圆周率等方面已经形成了自己比较完整的理论体系。

《九章算术》是中国最重要的一部经典数学著作，现传本《九章算术》共收集了个应用问题和各种问题的解法，分别隶属于方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股九章。《九章算术》所包含的各种算法是汉朝数学家们在秦以前流传下来的数学基础上，适应当时的需要补充修订而成的。