17、18中国通史第十卷－中古时代-清时期-第86章
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铸炮铁范清代创制了铸炮铁范。魏源《海国图志》所辑《铸炮铁模图说》详细论述了由泥型翻制铁范，再用铁范铸炮的工艺过程。书中还总结了铁范铸炮可多次使用以及节省人力、物料，生产效率高，适合于战备需要等优点，与现代铸造工程学对金属型的认识是基本一致的。此书作者龚振麟重视学习西方先进科学技术，在传统工艺的基础上首创此法，创制了新式炮架，并于1842年撰成此书。遗憾的是，他的发明未得到广泛应用。他写的《铸炮铁模图说》一书，是世界上最早系统论述铸铁金属型铸造的专著①。
① 华觉明等：《世界冶金发展史》第592 页。科学技术文献出版社1985 年版。① 刘年增、华觉明：《首创铁模铸炮的龚振麟》，载《科学技术发明家小传》，北京人民出版社1978 年版。第六节机械清代在农业、纺织、矿冶、交通运输、建筑、军事等方面所普遍采用的仍然是传统机械，但在某些方面有所发展。例如纺织机械就已达到很高水平，其中最有代表性的是张力自控式多锭纺纱车。这种纺车上的牵伸机构和加压装置都是很重要的发明。又如周庆云《盐法通志》所载：“风车者，借风力回转以为用也，车凡高二丈余，直径二丈六尺许。上安布帆八叶，以受八风。中贯木轴，附设平行齿轮。帆动轴转，激动平齿轮，与水车之立齿轮相搏，则水车腹页周旋，引水而上。此制始于安凤官滩，用之以起水也。”这种立帆式风轮，是我国沿海产盐区用以提升海水的机械，是根据古代风车和船帆原理设计出来的。它的特点在于不受风向改变的影响，即无论风向如何，风轮总是朝同一个方向旋转。这是一项构思巧妙的发明。
此外，在十七世纪以后西方传入的机械仪器的启发和激励下，我国一些科学家对其“轮捩机轴之学”深感兴趣，并且独立作出了许多新的发明，其中尤以光学仪器的研制更为突出。如清初黄履庄曾制成龙尾车（汲水机械），自动驱暑扇（自动风扇）和许多光学仪器；郑复光在《镜镜詅痴》中对各种光学仪器作了相当全面的介绍；邹伯奇独立发明了照相机；道光年间科学家黄履庆创造性地把取景器和千里镜（望远镜）结合起来，能摄数里之外之影，历历如绘，实际上已是天文照相机的雏形。
鸦片战争前后，我国已开始研究和仿制西方机床、蒸汽机、内燃机、船舶、纺织机械和农业机械等。如丁拱辰（1800—1875）对蒸汽机、蒸汽机车和蒸汽机船进行了早期的系统研究①。他精通数理，擅长机械制造。1831—1841 年间，他先后制作了机车模型和轮船模型，这是中国机械史和交通史上很有意义的一件事。他制造的直立双作往复式小机车，长1 尺9 寸，阔9 寸，可载重30 余斤，其锅炉、蒸汽机全为铜质，这是中国第一台火车头雏形。1841 年，他写成《演炮图说辑要》，其中的《西洋火轮车、火轮船图说》，为中国自著的第一部关于蒸汽机、机车和轮船的著作。此外，魏源、龚振麟、郑复光等人也对蒸汽机等西方机械进行了介绍和研究，扩大了西方机械的影响。如1840 年鸦片战争爆发后英军入侵舟山时，龚振麟见到英军用蒸汽机驱动的火轮，于是他参考林则徐提供的《车轮船图》进行仿制，先用人力驱动叶轮，在湖中试航成功，后又制成更大的舰只，可在海洋中行驶。1841 年春，龚振麟又把只能直击的旧式炮架改成能上下左右改变射击角度和方位的新式炮架和炮车。这种新式炮车灵巧坚固，富有成效。
① 王锦光、闻人军：《中国早期蒸汽机和火轮船的研制》，载《中国科技史料》1981 年第2 期。第七节交通运输造船和航海技术清代实行“海禁”时期，对中国航海事业及造船技术的发展有很大影响。但清代前期的船舶制造技术仍处于世界领先地位。官办造船厂普遍使用船样造船。现存清朝《闽省水师各标镇协营战哨船只图说》的手抄本，就是这种依照较详细的船舶设计图纸建造船只的例证。该书中既有船舶整体图，又有平面图，共记载有五类船只的尺寸、结构和各部件名称。这种规范化和定型化的设计制造方法，反映了造船技术的进步。
清中叶以前，在结构和风力利用方面具有独特优点的中国帆船，一直是世界公认的优良的海上交通工具。1699 年，因运输福建木料又创出新船型。这种新船，以钓船为母型，吸收江苏沙船、浙江蜑船的优点，而被称为“三不象”。该船身长腹阔，头尖尾高，长十一丈，载二千石。1848 年，福船系统的“耆英号”三不象船曾绕过好望角，横渡大西洋。清代沙般则向轻捷方向发展。沙船上装有披水板、梗水木、太平篮。这些装置使沙船具有良好的稳定性，加上风帆和船尾舵的操纵技巧，使沙船的适航性更好，顺风逆风都能行驶。1827 年，江苏巡抚陶澍曾上疏进呈航海图和一份详细的说明。这份航海图及其说明，内容丰富、准确，可说是关于中国古代帆船沿海航行经验的一次很好的总结①。
清代船舶和航海技术虽然一度领先于世界，但是发展速度缓慢，且没有重大的革新。鸦片战争前后，西方船舶和航海技术已远远超过中国，当时，丁拱辰、龚振麟等人对于汽船和蒸汽机车等进行了初步的介绍和研究，近代船舶技术开始传入中国。
陆上交通运输工具清代的陆上交通运输工具主要是畜力拖动或人力推拉的各种车辆，如大车、板车、下泽车、独轮车、轿车等。这些车辆，名目繁多，形制各异，适应于平地、丘陵、沼泽、山地等不同情况的运输需要，至今还难以为现代交通工具所完全取代。此外还有一些颇具地方特色的运输工具，如北方冬季冰雪之地使用的爬犁（又称冰床）就是很实用的一种。萨英额《吉林外记》提到：“耙犁，用两辕木作底，立插四柱，高三寸许。上穿二横木，或铺板，或搪木。坐人，拉运货物皆可。前辕上弯，穿以绳套，二马服驾，轻捷于车。若驰驲，更换马匹，冰雪之地，可以日行三四百里。”有些爬犁不用畜力而用撑杆在冰上滑动，用力较省而速度较高。如果风向适宜，也可在冰床上加① 章巽：《我国古代的海上交通》第94 页。商务印书馆1986 年版。
帆，藉以节省人力和提高速度。
第八节兵器火炮清朝统治者重视骑射，刀枪弓矢等仍然是用兵作战中的主要武器。同时，火枪火炮也在统一中国、平定叛乱和巩固边防等战争中发挥了重要作用。清代前期，火器制造技术在明代的基础上有了较大的发展和创新。如康熙年间在宫内造办处、景山和铁匠营设立炮厂，所制枪炮专供皇室和满八旗之用，还专门建立了装备鸟枪、火炮的火器营。为平定三藩之乱，康熙特命比利时传教士南怀仁制造适应南方地形特点和便于战场上机动使用的火炮。南怀仁“依洋式铸造新炮”①，并进呈《神威图说》一书，介绍了西方的制炮理论和方法。在康熙十四年（1675）至康熙末年四十余年间，仅中央政府就督造或改制神威无敌大将军、金龙炮、制胜将军、威远将军等各型火炮近千尊，可见火炮制造的数量之大，并且铁炮的数量已远远超过了铜炮。清代火炮的种类也是相当多的，有几十斤到三四百斤较灵便的轻型炮，也有五六百斤到七八千斤主要用于攻城的重型炮。乾隆二十一年（1756）颁行的《钦定工部则例造火器式》载有各种火炮共85 种，可见火炮的种类之多。清代还创制了一些新型火炮，如奇炮、子母炮、短管曲射炮等。火炮性能也有所改进，如普遍安装瞄准器具，提高命中精度；加长炮身，提高射程；安装炮车炮架，增加机动性；改进炮弹和火药，增强火炮杀伤力，等等。
清代在火器制造方面的一些新发明也是值得称道的。如著名火器制造家戴梓（1649—1726）发明“连珠铳”，“形若琵琶，凡火药铅丸，皆贮于铳脊，以机轮开闭。其机有二，相衔如牡牝。扳一机则火药弹丸自落筒中，第二机随之并动，石激火出，而铳发矣。计二十八发，火药弹丸乃尽，始需重贮”①。这种可以连续发射28 粒子弹的连珠铳，其原理虽与机枪有所不同，但与机枪连发的设计思想是一致的。可惜的是这种新发明并未引起应有的重视，结果“器藏于家”，未能得到进一步的发展。戴梓还曾创制冲天炮。这种炮小而轻，射程远，杀伤力大，性能良好。试放时，康熙亲往靶场观看，演试后封此炮为“威远将军”，并命工匠在炮身上镌刻戴梓之名，以示纪念。戴梓还曾仿制过外国使臣进献的“蟠肠鸟枪”，也获得成功。
手榴弹手榴弹是现代战争中常用的近战武器，资本主义国家在二十世纪初才用于战争。而中国云南哀牢山地区的彝族人民早在十八世纪就已创制出用网兜① 樊国樑：《燕京开教略》。
① 纪昀：《阅微草堂笔记》卷19。
抛出的“葫芦飞雷”②。这种葫芦飞雷是用干葫芦盛装火药和铅块（或铅丸）、铁矿石渣、铁片等，在葫芦颈部放置火草作为引火索。使用时，点燃火草，由小网兜将飞雷抛出，用来狩猎。19 世纪中叶爆发了以彝族人李文学为首的彝、汉、白、傣、苗、哈尼等各族人民的联合起义。为了抵抗拥有优势兵力和火枪火炮的清军，起义军制作大量的葫芦飞雷，在 嘉之战中发挥了很大威力。在战争中，起义军还创造了用手投掷的长颈葫芦飞雷，这已与现代手榴弹的作用更为接近。
西方技术的传入清代嘉庆、道光时期，政治腐败，经济衰退，曾在世界上长期领先的火器制造技术也转而落后，终于被西方的坚船利炮打开了自己的大门。鸦片战争前后，在林则徐、魏源等“师夷之长技以制夷”的思想影响下，当时一些火器研制家如丁拱辰、丁守存、龚振麟、黄冕等对于西洋火炮进行了深入研究并且有所创新。如丁拱辰著的《演炮图说》和《演炮图说辑要》，对火药配方、火炮铸造、炮台构筑、运炮器械以及西方炮台和海岸炮等，作了较详细的介绍。龚振麟所著《铸炮铁模图说》是兵器史和铸造史上的一部重要专著。他所首创的铁模铸炮法新工艺，用铁模（即铁范）替代泥型，加快了制炮速度，并可铸造数百斤至数千斤的大型铸铁件，是一项非常出色的技术成就。他所研制的新式炮架和炮车，改善了火炮的机动性，也是很有实用价值的发明。但总的说来，清代后期的火器制造技术是难以与迅速兴起和发展的西方军事工业相比的，中国的兵器制造业在嘉庆、道光以后走过了一条艰难曲折的道路。
② 刘尧汉：《彝族的火器——葫芦飞雷》，载《中国古代科技成就》，中国青年出版社1978 年版。第九节造纸造纸业的分布和主要品种清代造纸业在明代基础上继续发展，尤以康熙、乾隆时期最为兴盛。造纸作坊大多分布在江西、福建、浙江、安徽等省，广东和四川次之，北方以陕西、山西、河北等省为主。当时一些纸厂的工人已达百数十人，具备了相当的规模。造纸原料有竹、麻、树皮和稻草、麦秆等。其中竹纸产量居首位，竹纸中以江西、福建的“连史”、“毛边”最为普遍，多用于印刷书籍。皮纸产�
