Династия Сун ( китайский :宋朝; 960–1279 гг. н. э.) изобрела некоторые технологические достижения в истории Китая , многие из которых были созданы талантливыми государственными деятелями, призванными правительством на основе имперских экзаменов .
Изобретательность передового машиностроения имела в Китае давнюю традицию. Инженер Сун Су Сун признал, что он и его современники опирались на достижения древних, таких как Чжан Хэн (78–139), астроном, изобретатель и один из первых мастеров механических передач. [1] Применение подвижной печати продвинуло и без того широко распространенное использование гравюры на дереве для обучения и развлечения конфуцианских студентов и масс. Применение нового оружия с использованием пороха позволило Сун отразить своих воинственных врагов — Ляо , Западную Ся и Цзинь с помощью такого оружия, как пушки — до тех пор, пока она не потерпела поражение от монгольских войск Хубилай-хана в конце 13 века.
Заметные успехи в гражданском строительстве , мореплавании и металлургии были достигнуты в Китае Сун, а также появление ветряных мельниц в Китае в тринадцатом веке. Эти достижения, наряду с введением денег, напечатанных на бумаге , помогли революционизировать и поддержать экономику династии Сун .
Полиматы , то есть люди, обладающие знаниями в энциклопедическом диапазоне тем, такие как Шэнь Го (1031–1095) и Су Сун (1020–1101), олицетворяли дух ранней эмпирической науки и технологии в эпоху Сун. Шен известен тем, что открыл концепцию истинного севера и магнитного склонения к Северному полюсу , вычислив более точное измерение астрономического меридиана и зафиксировав расчетное положение полярной звезды , которое сместилось за столетия. [3] Это позволило морякам более точно ориентироваться в море с помощью магнитного компаса , также впервые описанного Шеном. [3] Шэнь прославился своим письменным описанием Би Шэна , изобретателя печатного станка . Шен также интересовался геологией , поскольку он сформулировал теорию геоморфологии и изменения климата с течением времени после наблюдений за странными природными явлениями. [4] [5] Используя современные знания о солнечных и лунных затмениях , он предположил, что Солнце и Луна имели сферическую форму, а не плоскую, одновременно расширив рассуждения более ранних китайских астрономических теоретиков. [6] Вместе со своим коллегой Вэй Пу из Бюро астрономии Шен использовал космологические гипотезы при описании вариаций движения планет , включая ретроградацию . [7] [8] Одним из величайших достижений Шэня, которому помогал Вэй Пу, было исправление лунной ошибки путем тщательной записи и построения орбитального пути Луны три раза за ночь в течение пяти лет. [9] К сожалению, у Шена было много политических соперников при дворе, которые были полны решимости саботировать его работу. Суд полностью принял их поправки к лунным и солнечным ошибкам, но лишь частично принял исправленные построения Шена и Вэя траекторий планетарных орбит и различных скоростей. [9]
Су Сун, один из политических соперников Шэнь Го при дворе, в 1070 году написал знаменитый фармацевтический трактат, известный как Бэнцао Туцзин , который включал смежные темы по ботанике , зоологии , металлургии и минералогии . [10] [11] Этот трактат включал множество медицинских применений, в том числе использование эфедрина в качестве фармацевтического препарата. [12] Он также был автором большого небесного атласа пяти различных звездных карт , [13] и его обширная письменная и иллюстративная работа в картографии помогла решить горячий пограничный спор между династией Сун и ее соседом -киданем из династии Ляо . [14] Тем не менее, Су был наиболее известен своей башней с астрономическими часами с гидравлическим приводом, увенчанной армиллярной сферой с механическим приводом , которая была возведена в столице Кайфэн в 1088 году. [15] В башне с часами Су использовался спусковой механизм . за два века до этого он был применен в часах Европы. [16] [17] Башня с часами Су также представляла собой самый ранний известный в мире бесконечный цепной привод , передающий энергию, как описано в его часовом трактате 1092 года. [18] Случаи этих двух мужчин демонстрируют рвение Сун в составлении чертежей. высококвалифицированные чиновники, разбирающиеся в различных науках, которые в конечном итоге могли принести пользу администрации, армии, экономике и народу.
Интеллектуальные литераторы, такие как разносторонний Шэнь Го, увлекались такими разнообразными предметами, как математика , география , геология , экономика , инженерное дело , медицина , искусствоведение , археология , военная стратегия и дипломатия , среди других. [20] [21] Во время миссии суда по проверке приграничного региона Шэнь Го однажды сделал рельефную карту из дерева и пропитанных клеем опилок, чтобы показать другим чиновникам горы, дороги, реки и перевалы. [20] Однажды он вычислил общее количество возможных ситуаций на игровой доске, в другой раз — самую длинную военную кампанию, учитывая ограничения людей-перевозчиков, которые приносили свою еду и еду для других солдат. [20] Шэнь Куо также известен улучшением конструкции часов клепсидры с притоком для более эффективной интерполяции высшего порядка , армиллярной сферы, гномона и астрономической визирной трубы; увеличивая его ширину для лучшего наблюдения за Полярной звездой и другими небесными телами. [22] Шэнь Го также экспериментировал с камерой-обскурой , всего через несколько десятилетий после первого, сделавшего это, Ибн аль-Хайсама (965–1039). [23]
Помимо Шэнь Го и Су Сун, в эпоху Сун было много других важных фигур, многие из которых внесли большой вклад в технологические инновации того периода. Хотя устройство для отметки миль с механическим приводом в виде одометра , запряженного каретой , было известно в Китае со времен древней династии Хань , « Сун Ши» (составленная в 1345 году) дает гораздо более подробное описание и более глубокий взгляд на это устройство, чем более ранние китайские источники. Сун Ши утверждает:
Одометр. [Карета длиной в милю] выкрашена в красный цвет, украшена изображениями цветов и птиц с четырех сторон, построена в два этажа и красиво украшена резьбой. По завершении каждого ли деревянная фигура мужчины на нижнем этаже ударяет в барабан; по завершении каждых десяти ли деревянная фигура на верхнем этаже ударяет в колокол. Шест кареты заканчивается головой феникса, а карету запряживают четверка лошадей. Раньше эскорт состоял из 18 человек, но на 4-м году правления Юнси (987 г.) император Тайцзун увеличил его до 30. На 5-м году правления Тянь-Шэна (1027 г.) главный камергер Лу Даолун представил технические условия на конструкцию одометров следующие: [...] [24]
Далее следует длинная диссертация главного камергера Лу Даолуна о измерениях и размерах колес и шестерен. [24] Однако в заключительном абзаце приводится описание того, как в конечном итоге работает устройство:
Когда среднее горизонтальное колесо сделает 1 оборот, карета проедет 1 ли и деревянная фигура на нижнем этаже ударит в барабан. Когда верхнее горизонтальное колесо сделает 1 оборот, карета проедет 10 ли и фигура на верхнем этаже ударит в колокол. Количество используемых колес, больших и малых, составляет 8 дюймов (200 мм) и в общей сложности 285 зубьев. Таким образом, движение передается как бы звеньями цепи, «собачьи зубы» взаимно сцепляются друг с другом, так что в результате должного вращения все возвращается в исходную исходную точку. [25]
В период Сун (и один раз в более ранний период Тан) устройство одометра было объединено с устройством для колесницы, указывающей на юг , которое, вероятно, было впервые изобретено древнекитайским инженером-механиком Ма Цзюнем (200–265). Колесница, указывающая на юг, представляла собой колесное транспортное средство, которое в некоторых случаях могло иметь сложные дифференциалы . (Сейчас они используются почти во всех современных автомобилях для приложения равного крутящего момента к колесам, вращающимся с разной скоростью при повороте.) Дифференциальные шестерни можно было использовать для удержания указателя с механическим приводом, направленного в фиксированном направлении, на юг, компенсируя это. за какие бы повороты ни совершала колесница. Для той же цели можно было использовать и другие варианты расположения шестерен. Устройство использовало механическое счисление пути , а не магнетизм компаса , чтобы ориентироваться и определять направление движения. Ян Су (燕肃; ок. 961–1040), директор отдела Министерства труда , воссоздал устройство колесницы, указывающей на юг, в 1027 году, и его спецификации для создания устройства были представлены в Сун Ши . [26] Это неудивительно, поскольку Янь был своего рода эрудитом, таким как Шэнь Го и Су Сун, совершенствуя конструкцию часов-клепсидры, писал о математических гармониках , теории приливов и отливов и т. д. [26] В тексте Сун Ши записаны что именно инженер У Дэжэнь объединил колесницу, указывающую на юг, и одометр в 1107 году:
В первый год правления Да-Гуаня (1107 г.) камергер У Дэжэнь представил характеристики кареты, указывающей на юг, и кареты с ли-пишущим барабаном (одометром). Эти две машины были изготовлены и впервые использованы в том же году на великой церемонии принесения в жертву предкам. [27]
Далее в тексте подробно описывалась сложная механическая конструкция двух устройств, объединенных в одно. (См. статью о колеснице, указывающей на юг ).
Помимо часового механизма, армиллярных сфер с гидравлическим приводом, одометров и механических компасов, во времена династии Сун были найдены и другие впечатляющие устройства машиностроения. Хотя литературные упоминания о механических вращающихся хранилищах и книжных шкафах буддийских храмов восходят как минимум к 823 году во времена династии Тан , [28] они приобрели известность во времена династии Сун. [28] Считается, что изобретение вращающегося книжного шкафа произошло раньше и приписывается мирянину Фу Си в 544 году. [29] Вращающиеся книжные шкафы были популяризированы в буддийских монастырях во времена династии Сун во время правления императора Тайцзу , который приказал массово печатать буддийские писания Трипитаки . [29] Кроме того, самый старый сохранившийся вращающийся книжный шкаф относится к периоду Сун (12 век) и найден в монастыре Лунсин в Чжэндине , провинция Хэбэй . [28] [30] Однако в период Сун было девять широко известных вращающихся хранилищ, и один из них даже был показан на иллюстрации к книге Ли Цзе « Инцзао Фаши» («Трактат об архитектурных методах») 1103 года. [28] [31] Вращающееся хранилище 1119 года в храме Кайфу недалеко от Чанши имело пять колес, которые все вращались вместе, [32] а вращающееся хранилище в храме Наньчан в Сучжоу имело своего рода тормозную систему ( китаеведы до сих пор не уверены, как она работала, поскольку самые ранние известные кривые тормозные ленты появились во времена Леонардо да Винчи в Европе). [32] Более поздний мусульманский путешественник Шах Рукх (сын тюрко -монгольского военачальника Тимура ) приехал в Китай династии Мин в 1420 году во время правления императора Юнлэ и описал вращающееся хранилище в Ганьчжоу провинции Ганьсу , которое он назвал «киоском». ':
В другом храме есть восьмиугольный киоск, имеющий сверху донизу пятнадцать этажей. На каждом этаже есть апартаменты, отделанные лаком в катайском стиле, с прихожей и верандами ... Он целиком сделан из полированного дерева, причем оно опять-таки так превосходно позолочено , что кажется, что оно сделано из чистого золота. Под ним есть свод. Железный вал, закрепленный в центре киоска, пересекает его снизу вверх, нижний конец которого представляет собой железную пластину, а верхний конец опирается на прочные опоры в крыше здания, в котором находится этот павильон. Таким образом, человек в хранилище может с незначительным усилием заставить вращаться этот огромный киоск. Все плотники, кузнецы и художники мира могли бы научиться чему-то своему ремеслу, приехав сюда! [33]
В области производства текстиля Джозеф Нидэм (1900–1995) писал , что китайцы изобрели колесо для квиллинга к 12 веку [34] , а механический ременный привод известен с 11 века. [35] В книге Цинь Гуаня « Цань Шу» («Книга о шелководстве ») 1090 года описывается машина для намотки шелка с колеблющимся «протолетуном», поскольку аппарат основной катушки, на которой обвязывается шелк, наматывается и приводится в движение педалью . . [34] В этом устройстве наклонный рычаг флайера активировался одновременно с помощью вспомогательного ременного привода. [34] Эта машина была изображена на иллюстрации к книге Гэн Чжи Ту 1237 года, [36] и снова более сложная иллюстрация была представлена в книге 17-го века. [34] В книге Цинь Гуаня 1090 года говорится, что:
Шкив (несущий эксцентриковый выступ) снабжен канавкой для приема приводного ремня, бесконечной ленты, которая реагирует на движение машины постоянным вращением шкива. [35]
Бесконечная веревка или шнур, возможно, использовались в устройстве Ду Ши водяных колес, которые приводили в движение сильфоны доменной печи в I веке (см. « Энергия ветра» ниже). [35]
Технологию печати в виде подвижного шрифта изобрел Би Шэн (毕升; 990–1051) в 11 веке. О работе Би Шэна написал Шэнь Го в своих «Очерках бассейна снов» (Мэнси Битан). [37] Подвижный шрифт, наряду с гравюрой на дереве , повысил грамотность благодаря массовому производству печатных материалов. Это означало, что родители могли поощрять сыновей учиться читать и писать и, следовательно, иметь возможность сдать императорский экзамен и стать частью растущей образованной бюрократии. Печать подвижным шрифтом получила дальнейшее развитие в Корее эпохи Чосон , где в 1234 году иероглифы Би Шэна из обожженной глины были заменены металлическими шрифтами. [38] Позднее подвижный шрифт Би Шэн был усовершенствован Ван Чжэнем (1290–1333), который изобрел деревянный подвижный тип c. 1298 г., и Хуа Суй (1439–1513), изобретший бронзовую подвижную литеру в Китае в 1490 г.; тем не менее, у корейцев были металлические подвижные литеры до Хуа Суя, и даже Ван Чжэнь экспериментировал с оловянно -металлическими подвижными литерами. [39] Хотя подвижный шрифт и печать на дереве оставались доминирующими типами печати на протяжении веков, европейский печатный станок (с использованием эллинистического винтового пресса) в конечном итоге был принят странами Восточной Азии.
Что касается печати, то в Китае уже было хорошо налажено массовое производство бумаги для письма. Процесс изготовления бумаги был усовершенствован и стандартизирован придворным евнухом династии Хань Цай Лунем (50–121) в 105 году и широко использовался для письма даже к III веку. [40] Династия Сун была первым в мире правительством в истории, которое выпустило напечатанные на бумаге деньги — банкноты ( см . Цзяоцзы и Хуэйцзы ). [41] Туалетная бумага широко использовалась в Китае с 6-го века, [42] бумажные пакеты для сохранения аромата чайных листьев к 7-му веку, [42] и правительственные чиновники династии Сун, которые оказали большую услугу. были вознаграждены судом подарками в виде напечатанных на бумаге денег, завернутых в бумажные конверты . [42] Во времена династии Сун были развиты независимые и спонсируемые государством отрасли промышленности для удовлетворения потребностей растущего населения, которое достигло более 100 миллионов человек. Например, только для печатания бумажных денег суд Сун основал несколько государственных монетных дворов и фабрик в городах Хуэйчжоу , Чэнду , Ханчжоу и Аньци. [43] Численность рабочей силы, занятой на этих фабриках по производству бумажных денег, была довольно большой, поскольку в 1175 году было зарегистрировано, что только на фабрике в Ханчжоу работало более тысячи рабочих в день. [43]
Достижения в области военных технологий помогли династии Сун защититься от враждебных соседей на севере. Огнемет зародился в Греции византийской эпохи, где к 7 веку использовался греческий огонь ( химически сложная, легковоспламеняющаяся бензиновая жидкость) в устройстве с сифонным шлангом. [46] Самое раннее упоминание о греческом огне в Китае было сделано в 917 году и написано У Жэньчэнем в его « Весенних и осенних анналах десяти королевств» . [47] В 919 году сифонный прожекторный насос использовался для распространения «яростного огненного масла», которое нельзя было залить водой, как записано Линь Юем в его « Уюэ Бэйши» , отсюда и первое достоверное китайское упоминание об огнемете, использующем химический раствор греческого огня (см. также Пэн Хо Ци ). [48] Линь Юй также упомянул, что «жестокое огненное масло» в конечном итоге возникло в результате одного из морских контактов Китая в «южных морях», Аравии ( Дашиго ). [49] В битве при Ланшань Цзян в 919 году военно-морской флот короля Вэньму из Уюэ разгромил армию Хуайнань из государства У ; Успеху Вэньму способствовало использование «огненного масла» («хо ю») для сжигания своего флота, что означает первое использование китайцами пороха в бою. [50] Китайцы применили двухпоршневые сильфоны для откачки бензина из одного цилиндра (с ходом вверх и вниз), зажигаемого на конце медленно горящей пороховой спичкой для создания непрерывного потока пламени. [49] Это устройство было показано в описании и иллюстрации военного манускрипта Уцзин Цзунъяо 1044 года. [49] Во время подавления государства Южный Тан к 976 году первые военно-морские силы Сун столкнулись с ним на реке Янцзы в 975 году. Силы Южного Тан попытались использовать огнеметы против флота Сун, но были случайно сожжены собственным огнем, когда сильный ветер пронесся в их сторону. [51]
Хотя разрушительное воздействие пороха было описано даосским алхимиком во времена ранней династии Тан , самые ранние из известных письменных формул для пороха взяты из текста Уцзин Цзунъяо 1044 года, в котором описываются взрывные бомбы, брошенные из катапульты . [52] Самые ранние разработки орудийного ствола и артиллерийской пушки были обнаружены в конце эпохи Сун в Китае. Первое художественное изображение китайского « огненного копья » (комбинации огнемета временного огня и ружья) было на буддийской фреске Дуньхуана , датированной примерно 950 годом. [53] Эти «огненные копья» широко использовались начало XII века, где использовались полые бамбуковые шесты в качестве трубок для стрельбы частицами песка (чтобы ослеплять и удушать), свинцовые дробинки, куски острого металла и черепки керамики и, наконец, большие стрелы с порохом и ракетное вооружение. [54] В конце концов, скоропортящийся бамбук был заменен полыми чугунными трубками, и терминология этого нового оружия тоже изменилась: с «огненного копья» («huo qiang») на «огненную трубу» («huo tong» '). [55] Этот предок ружья был дополнен предком пушки, которую китайцы с 13 века называли «извергателем магазина с несколькими пулями» («бай цзу лянь чжу пао»), трубкой из бронзы или литья. железо, наполненное примерно 100 свинцовыми шариками. [56] В 1132 году, при осаде Деана , китайские войска Сун использовали огненные копья против конкурирующей чжурчжэньской династии Цзинь . [57]
Ранним известным изображением пистолета является скульптура из пещеры в Сычуани , датируемая 1128 годом, которая изображает фигуру, несущую бомбарду в форме вазы , стреляющую пламенем и пушечным ядром. [58] Тем не менее, старейшим археологическим открытием пистолета с металлическим стволом является хейлунцзянская ручная пушка из китайских раскопок в Хэйлунцзяне , датируемая 1288 годом. [59] Китайцы также обнаружили взрывной потенциал упаковки полых снарядов пушечных ядер порохом. В этой рукописи , написанной позже Цзяо Юем в его «Хуолунцзин» (середина XIV века), описана более ранняя чугунная пушка эпохи Сун, известная как «извергатель летящего облака» (фэй юнь пи-ли пао). В рукописи говорилось, что:
Раковины изготовлены из чугуна, размером с чашу и формой шара. Внутри они содержат полфунта «волшебного» пороха. Их отправляют в сторону вражеского лагеря из извержения; и когда они добираются туда, раздается звук, похожий на раскат грома, и появляются вспышки света. Если десять таких снарядов будут успешно выпущены по вражескому лагерю, все это место будет подожжено... [60]
Как отмечалось ранее, изменения в терминологии этого нового оружия в период Сун были постепенными. Ранние пушки Сун сначала назывались так же, как китайская катапульта- требюшет . Ученый из более поздней династии Мин , известный как Мао Юаньи, объяснил такое использование терминологии и истинное происхождение пушки в своем тексте « Убэй Чжи» , написанном в 1628 году:
Люди Сун использовали требушет с проигрывателем, однополюсный требушет и требушет с сидящим на корточках тигром . Их всех называли «огненными требушетами», потому что они использовались для метания огненного оружия, такого как (огненный) шар, (огненный) сокол и (огненное) копье. Они были предками пушки. [61]
Хуолунцзин XIV века также был одним из первых китайских текстов, в которых подробно описывалось использование взрывных мин , которые использовались покойными китайцами Сун против монголов в 1277 году, а впоследствии применялись династией Юань . [62] Изобретение взорвавшейся фугасной мины было приписано некоему Ло Цянься в кампании защиты от монгольского вторжения Хубилай-хана . [62] Более поздние китайские тексты показали, что в китайской фугасной мине использовался либо разрывной шнур, либо движущаяся мина . ловушка из штифта, выпускающая падающие грузы, которые вращали стальное кремневое колесо , которое, в свою очередь, создавало искры, которые воспламеняли цепь взрывателей для наземных мин. [63]
Кроме того, в конце 13 века в Сун использовались самые ранние известные ракеты с пороховым приводом в войне, [64] ее самой ранней формой была архаичная огненная стрела . Когда столица Северной Сун Кайфэн пала под властью чжурчжэней в 1126 году, Ся Шаозэн написал, что 20 000 огненных стрел были переданы чжурчжэням во время их завоевания. [65] Еще более ранний китайский текст « Уцзин Цзунъяо » («Сборник наиболее важных военных приемов»), написанный в 1044 году учеными Сун Цзэн Конгляном и Ян Вейде, описывает использование аркубаллисты с тремя пружинами или тройными луками , которые стреляли стрелами. болты, удерживающие пакеты с порохом возле головы стрелы. [65] Возвращаясь еще дальше, У Ли Сяо Ши (1630, второе издание 1664) Фан Ичжи заявил, что огненные стрелы были подарены императору Тайцзу Сун (годы правления 960–976) в 960 году. [66]
В древнем Китае шлюзовые ворота, канальный шлюз и шлюзовой шлюз были известны по крайней мере с I века до нашей эры (поскольку источники тогда указывали, что они не были чем-то новым), во времена древней династии Хань (202 г. до н.э. – 220 г. н.э.). . [67] Во времена династии Сун фунтовый замок был впервые изобретен в 984 году помощником комиссара транспорта Хуайнаня , инженером Цяо Вэйюэ. [68] В его время китайцы были обеспокоены проблемой движения барж на участке Шаньян Юндао Великого канала , поскольку корабли часто терпели крушение при прохождении двойных стапелей и были ограблены местными бандитами . В историческом тексте « Сун Ши» (составленном в 1345 г.) говорится, что в 984 г.:
Цяо Вэйюэ также построил пять двойных эллингов (букв. плотин ) между Аньбэем и Хуайши (или набережными на набережной Хуай). На каждом из них было по десять полос движения, по которым баржи могли двигаться вверх и вниз. Их грузы имперского податного зерна были тяжелыми, и по пути они часто терпели неудачи и были повреждены или разбиты, с потерей зерна и расхищением кликой рабочих в союзе с местными бандитами, спрятавшимися поблизости. Поэтому Цяо Вэйюэ сначала приказал построить двое ворот на третьей плотине вдоль Западной реки (недалеко от Хуайинь). Расстояние между двумя воротами составляло более 50 шагов (250 футов), и все пространство было покрыто огромной крышей, похожей на сарай. Ворота были «висячими воротами»; (когда они были закрыты) вода накапливалась, как прилив, пока не был достигнут необходимый уровень, а затем, когда пришло время, ей разрешили вылиться. Он также построил горизонтальный мост, чтобы защитить их фундамент. После того как это было сделано (со всеми двойными стапелями), прежняя порча была полностью устранена, и проход лодок продолжился без малейших препятствий. [69]
Эта практика получила широкое распространение и даже была описана китайским ученым-эрудитом Шэнь Го в его « Очерках бассейна снов» (1088 г.). [70] Шэнь Го писал, что установка ворот шлюза в Чжэньчжоу (предположительно Гоочжоу вдоль реки Янцзы ) в период правления Тянь Шэна (1023–1031) высвободила использование пятисот рабочих на канале каждый год, что составило экономия до 1 250 000 строк наличных денег в год. [71] Он писал, что старый метод буксировки лодок ограничивал размер груза до 300 тан риса на судно (примерно 21 длинная тонна / 21 000 кг ), но после того, как были введены фунтовые шлюзы, лодки перевозили 400 тан (примерно Тогда можно было бы использовать 28 длинных тонн/28 000 кг). [71] Шен писал, что к его времени (ок. 1080 г.) правительственные лодки могли перевозить груз весом до 700 тан (49,5 длинных тонн/50 300 кг), тогда как частные лодки могли вместить до 800 мешков, каждый весом 2 тан ( т.е. 113 длинных тонн/115 000 кг). [71] Шэнь Го также отметил, что правильное использование шлюзовых затворов на оросительных каналах было лучшим средством достижения успеха в методе удобрения илом . [72] Однако потребности сельского хозяйства и транспорта могли конфликтовать друг с другом. Лучше всего это представлено в «Дунпо Жилин » государственного чиновника и известного поэта Су Ши (1037–1101), который написал примерно за два десятилетия до Шэнь Го в 1060 году:
Несколько лет назад правительство построило шлюзы для метода внесения илистых удобрений, хотя многие люди не согласились с этим планом. Несмотря на все сопротивление, оно было проведено, но успеха не имело. Когда потоки на Фань-Шане были обильными, ворота держали закрытыми, и это приводило к повреждению (затоплением) полей, гробниц и домов. Когда поздней осенью потоки утихли, шлюзы были открыты, и таким образом поля оросились илистой водой, но отложения не были такими густыми, как то, что крестьяне называют «пропаренным илом» (поэтому они не были удовлетворены). В конце концов правительству это надоело, и оно остановилось. В этой связи я помню, как читал Цзяипань Бай Цзюйи (поэта), в котором он говорит, что когда-то он занимал должность комиссара дорожного движения. Поскольку река Бянь становилась настолько мелкой, что затрудняла проход лодок, он предложил закрыть шлюзы на реке и канале, но военный губернатор отметил, что река с обеих сторон граничит с полями, которые поставляли армейское зерно. , а если бы им было отказано в орошении (воде и иле) из-за закрытия шлюзовых ворот, это привело бы к дефициту армейских запасов зерна. Из этого я узнал, что в период Тан по обе стороны реки были правительственные поля и шлюзовые ворота, и что орошение осуществлялось (непрерывно), даже когда уровень воды был высоким. Если это можно было сделать (успешно) в старину, то почему этого нельзя сделать сейчас? Я хотел бы получить дополнительную информацию по этому вопросу от экспертов. [73]
Хотя сухой док был известен в Птолемеевском Египте с конца III века до нашей эры (финикийцем ; больше не использовался до Генриха VII в Англии в 1495 году), учёный и государственный деятель Шэнь Го писал о его использовании в Китае для ремонта лодок в 11-м веке. век. В своих «Очерках бассейна снов» (1088 г.) Шэнь Го писал:
В начале династии (ок. 965 г.) две провинции Чжэ (ныне Чжэцзян и южный Цзянсу ) подарили (трону) два корабля-дракона, каждый длиной более (60,00 м / 200 футов). [74] Верхние сооружения включали несколько палуб с роскошными каютами и салонами , содержащими троны и кушетки, все готовые для императорских инспекционных туров. Спустя много лет их корпуса обветшали и потребовали ремонта, но работа была невозможна, пока они были на плаву. Поэтому в период правления Си-Нина (1068–1077 гг.) дворцовый чиновник Хуан Хуайсинь предложил план. На северной оконечности озера Цзиньмин был выкопан большой бассейн, способный вместить корабли-драконы, и в нем на фундамент из колонн были уложены тяжелые крестообразные балки. Затем (была сделана брешь) так, что бассейн быстро наполнился водой, после чего корабли были отбуксированы выше балок. (Теперь бреши закрыты) воду откачивали колесами, так что корабли совершенно держались в воздухе. Когда ремонт был завершен, воду снова пустили, чтобы корабли снова оказались на плаву (и смогли покинуть док). Наконец, балки и колонны были убраны, а весь бассейн накрыт большой крышей, чтобы образовать ангар, в котором корабли можно было защитить от непогоды и избежать повреждений, вызванных чрезмерным воздействием. [75]
Китайцы династии Сун были искусными мореплавателями , которые путешествовали в порты захода даже в Фатимидский Египет. Они были хорошо оснащены для путешествий за границу на больших морских судах, управляемых рулями на ахтерштевнях и ориентирующихся по компасу . Еще до того, как Шэнь Го и Чжу Юй описали морской магнитный компас, в более раннем военном трактате Уцзин Цзунъяо в 1044 году также описывался термоостаточный компас. [77] Это была простая железная или стальная игла, которую нагревали, охлаждали и помещали в чашу с водой, создавая эффект слабого намагничивания, хотя ее использование было описано только для навигации на суше, а не на море. [77]
В китайской литературе того времени было множество описаний деятельности и особенностей морских портов, морского торгового судоходства, зарубежной торговли и самих парусных судов. В 1117 году автор Чжу Юй написал не только о магнитном компасе для навигации, но и о стофутовом лине с крюком, который набрасывали на палубу корабля и использовали для сбора проб грязи со дна моря с целью чтобы экипаж мог определить их местонахождение по запаху и внешнему виду грязи. [78] Кроме того, Чжу Юй писал о водонепроницаемых отсеках переборок в корпусах кораблей для предотвращения затопления в случае повреждения, о продольном выступе , натянутых матовых парусах и о практике движения против ветра. [79] Подтверждая слова Чжу Юя о кораблях династии Сун с отсеками корпуса с переборками, в 1973 году торговый корабль Сун длиной 78 футов (24 м) и шириной 29 футов (8,8 м) ок. Судно № 1277 было вытащено из воды у южного побережья Китая и имело в корпусе 12 переборочных отсеков. [80] Морская культура в период Сун была улучшена благодаря этим новым технологиям, а также увеличению трафика по рекам и каналам. Повсюду была шумная демонстрация государственных судов, перевозящих налог на зерно, судов и барж, дающих дань, частных торговых судов, множества занятых рыбаков на маленьких рыбацких лодках, а также богатых людей, наслаждающихся комфортом своих роскошных частных яхт . [81]
Помимо Чжу Юя, были и другие видные китайские авторы, посвященные морским вопросам. В 1178 году гуанчжоуский таможенник Чжоу Цюфэй, писавший в «Лингвай Дайда» об арабской работорговле африканцев вплоть до Мадагаскара , [82] высказал это о китайских морских кораблях, их размерах, стойкости на море и жизни находящихся на них доска:
Корабли, плывущие по южному морю и к югу от него, подобны домам. Когда их паруса расправлены, они подобны огромным облакам в небе. Их рули имеют длину несколько десятков футов. Один корабль перевозит несколько сотен человек и имеет в запасах годовой запас зерна. На борту кормят свиней и ферментируют вино . Нет никаких сведений о живых и мертвых, нет пути назад на материк, когда люди однажды отправились в Церулово море. На рассвете, когда на корабле звучит гонг, животные могут напиться досыта, а экипаж и пассажиры одинаково забывают обо всех опасностях. Для тех, кто на борту, все скрыто и потеряно в космосе, горах, достопримечательностях и странах иностранцев. Капитан корабля может сказать: «Чтобы попасть в такую-то страну с попутным ветром, за такое-то количество дней мы должны увидеть такую-то гору, (тогда) корабль должен направиться в таком-то направлении». Но внезапно ветер может упасть и оказаться недостаточно сильным, чтобы в данный день можно было увидеть гору; в таком случае, возможно, придется заменить подшипники. А корабль (с другой стороны) может унести далеко за (ориентир) и потерять ориентацию. Может подняться шторм, корабль может понести туда-сюда, он может натолкнуться на мели или заехать на скрытые скалы, тогда он может быть разбит до самых крыш (своих рубок). Большому кораблю с тяжелым грузом нечего бояться в открытом море, а вот на мелководье он потерпит неудачу. [83]
Более поздний мусульманский марокканский берберский путешественник Ибн Баттута (1304–1377) написал о китайских парусных судах более подробно, чем Чжоу Цюфэй. Он отметил, что в китайских морях и вокруг них для плавания использовались только отдельные китайские джонки . [84] Он отметил, что самый большой тип китайских кораблей имел в общей сложности двенадцать парусных мачт , а меньшие - три. [84] О китайских кораблях и их экипажах Ибн Баттута заявил:
Паруса этих судов сделаны из полосок бамбука , сплетенных в виде циновки . Матросы никогда их не опускают (во время плавания, а просто) меняют направление в зависимости от того, дует ли ветер с той или иной стороны. Когда корабли бросают якорь, паруса остаются стоять на ветру. На каждом из этих кораблей работают 1000 человек, 600 матросов и 400 морских пехотинцев , среди которых есть лучники и арбалетчики , вооруженные щитами, а также люди, бросающие (горшки) нафту . За каждым большим судном следуют еще три: «нисфи», «султи» и «руби» (примечание: пиннас , небольшая лодка с рулем и гребная лодка ). Эти сосуды нигде не производятся, кроме как в городе Зайтон ( Цюаньчжоу ) в Китае или в Син-Килане, который то же самое, что Син ас-Син ( Гуанчжоу ). [84]
Затем Ибн Баттута описал способы их постройки и точные изображения отдельных переборочных отсеков в корпусах кораблей:
Вот каким образом они сделаны; две (параллельные) стены из очень толстых деревянных (обшивок) подняты, а в пространстве между ними помещены очень толстые доски (переборки), закрепленные в продольном и поперечном направлении с помощью больших гвоздей, каждый в три локтя длиной. Когда эти стены построены, пристраивается нижняя палуба, и корабль спускается на воду до того, как завершаются работы на верхней. Куски дерева и те части корпуса, которые находятся у ватерлинии, служат для мытья экипажа и удовлетворения естественных потребностей. По бокам этих кусков дерева также находятся весла; они размером с мачту, и на них работают 10 или 15 человек (каждый), которые гребут стоя. [84]
Хотя Ибн Баттута упомянул размер парусной команды, он далее описал размеры судов, а также роскошные торговые каюты на борту:
Суда имеют четыре палубы, на которых расположены каюты и салоны для купцов. Некоторые из этих «мисрий» содержат шкафы и другие удобства; у них есть двери, которые можно запереть, и ключи для их обитателей. (Купцы) берут с собой своих жен и наложниц. Часто случается, что человек может находиться в своей каюте незаметно для окружающих, и не видят его, пока судно не прибудет в какой-нибудь порт. В таких каютах матросы тоже держат своих детей; а (в некоторых частях корабля) шьют в деревянных кадках огородные травы, овощи, имбирь. Командиром такого судна является великий эмир ; когда он приземляется, лучники и эфиопы (то есть черные рабы, хотя в Китае эти воины, скорее всего, были малайцами ) маршируют перед ним с копьями и мечами, под бой барабанов и трубящие трубы. Когда он прибывает в гостевой дом, где ему предстоит остановиться, они устанавливают копья по обе стороны ворот и дежурят на протяжении всего его визита. [85]
Во времена династии Сун большое внимание уделялось строительству эффективных автомобильных судов, известных как гребные суда . Последний был известен в Китае, возможно, с V века [86] и, конечно же, во времена династии Тан в 784 году, когда Ли Гао разработал успешный проект военного корабля с гребным колесом. [86] В 1134 году заместитель комиссара по транспорту Чжэцзяна У Гэ построил гребные военные корабли с девятью колесами, а другие - с тринадцатью колесами. [87] Однако в Сун были гребные корабли, которые были настолько большими, что на каждой стороне судна было по 12 колес. [88] В 1135 году знаменитый генерал Юэ Фэй (1103–1142) устроил засаду на отряд повстанцев под командованием Ян Яо, запутав их гребное судно, заполнив озеро плавающими водорослями и гниющими бревнами, что позволило им сесть на свои корабли и получить стратегическая победа. [87] В 1161 году пороховые бомбы и гребные колеса эффективно использовались китайцами Сун в битве при Тандао и битве при Цайши вдоль реки Янцзы против династии чжурчжэней Цзинь во время войн Цзинь-Сун . Вторжение чжурчжэней, возглавляемое Ваньян Ляном (принцем Хайлина) , не смогло завоевать Южную Сун. [87]
В 1183 году нанкинский флотоводец Чэнь Тан получил награду за постройку девяноста гребных колесных и других военных кораблей. [87] В 1176 году император Сяоцзун Сун (годы правления 1162–1189) издал императорский приказ нанкинскому чиновнику Го Гану (который желал переоборудовать поврежденные гребные суда в мусорные корабли и галеры ) не ограничивать количество гребных колесных судов. кораблей на верфях военно-морского флота, поскольку он высоко ценил быстроходные десантные корабли, принесшие китайцам победу при Цайши. [89] Однако гребные колеса нашли и другое применение, помимо эффективных нападений, в войне. Арабский или персидский комиссар торгового мореплавания в Цюаньчжоу мусульманин Пу Сёугэн ( служивший с 1250 по 1275 год) отмечал, что гребные колёсные корабли также использовались китайцами в качестве буксиров для буксировки . [90]
Искусство металлургии во времена династии Сун основывалось на усилиях более ранних китайских династий, но при этом были включены новые методы. Китайцы древней династии Хань (202 г. до н.э. – 220 г. н.э.) к I веку до н.э. научились создавать сталь путем плавки углеродного промежуточного звена кованого железа и чугуна . [91] [92] [93] Однако в 11 веке при династии Сун было два новых китайских изобретения для создания стали. Это был «берганесский» метод, позволяющий производить низкокачественную неоднородную сталь, в то время как другой был предшественником современного бессемеровского процесса , в котором использовалась частичная декарбонизация посредством повторной ковки под холодным дутьем. [94]
Производство железа на душу населения выросло в шесть раз между 806 и 1078 годами, а к 1078 году Сун Китай производил 127 000 000 кг (125 000 длинных тонн; 127 000 тонн) железа в год. [95] [96] Историк Дональд Б. Вагнер отмечает, что эта оценка была основана на общем количестве поступлений государственного налога на железо из различных префектур империи, производящих железо. [97] В процессе плавки с использованием огромных сильфонов , приводимых в движение гидравликой (т.е. больших водяных колес ), в производственном процессе использовалось огромное количество древесного угля , что привело к вырубке лесов в северном Китае. [95] [98] Однако к концу 11-го века китайцы обнаружили, что использование битуминозного кокса может заменить роль древесного угля, поэтому многие акры лесных земель и первоклассной древесины в северном Китае были сэкономлены сталелитейной и металлургической промышленностью с это переключение ресурсов на уголь . [95] [98] Этот огромный рост производства черной металлургии в Китае был результатом потребностей династии Сун в военной экспансии, частного коммерческого спроса на металлические изделия, такие как кухонная утварь, найденная на рынке, и широкого разнообразия сельскохозяйственные инструменты, а также новые каналы, связывающие крупные центры производства железа и стали с оживленным рынком столицы. [99] Многие виды использования изделий из железа в период Сун включали железо для изготовления оружия, [96] орудия труда, [96] монеты, [96] архитектурные элементы, [96] музыкальные колокольчики, [96] художественные статуи, [96] и компоненты для машин , таких как гидравлический молоток , который был известен с I века до нашей эры во времена древней династии Хань [100] и широко использовался во времена Сун. [101]
Из-за огромного объема производства историк экономики Роберт Хартвелл отметил, что производство железа и угля в Китае в следующем 12 веке было равно, если не больше, производству железа и угля в Англии на ранней стадии промышленной революции в конце 18 века. . [102] Однако китайцы периода Сун не использовали энергетический потенциал угля таким образом, чтобы генерировать электроэнергию механически, как это произошло во время поздней промышленной революции, зародившейся на Западе . [81] В эпоху Сун существовали определенные административные префектуры, где в основном была сосредоточена китайская металлургическая промышленность . Например, поэт и государственный деятель Су Ши в 1078 году написал мемориал трону , в котором упоминалось о 36 металлургических заводах, на каждом из которых работало несколько сотен человек, в промышленной префектуре Лиго (под его управлением, когда он управлял Сюйчжоу ). [103]
Эффект энергии ветра был оценен в Китае задолго до появления ветряных мельниц в период Сун. Неизвестно, когда древние китайцы использовали свои первые надувные меха в качестве ветродувных машин для печей и печей. Возможно, они существовали еще во времена династии Шан (1600–1050 гг. До н.э.) из-за сложной технологии литья из бронзы того периода. Они, безусловно, использовались с момента появления доменной печи в Китае, начиная с VI века до нашей эры, поскольку чугунные сельскохозяйственные инструменты и оружие были широко распространены к V веку до нашей эры. [104] В 31 году правительственный префект династии Хань и инженер Ду Ши (ум. 38) использовал использование горизонтальных водяных колес и сложной механической системы передач для управления большими сильфонами, которые нагревали доменную печь при выплавке чугуна . [105] Сильфоны продолжали использоваться в целях металлургии, но были обнаружены и использованы другие источники энергии ветра. Ремесленник династии Хань Дин Хуан ( эт. 180) не только был пионером в изобретении карданной подвески , но и вращающегося вентилятора , [106] который можно было использовать в качестве простого кондиционера . [107] В нем использовалось семь колес, каждое около 3 м (10 футов) в диаметре и с ручным приводом, но во времена династии Тан (618–907) во дворцах использовались вращающиеся вентиляторы с водяным приводом для кондиционирования воздуха, а во времена династии Сун, как утверждается, Нидхему, «эффект искусственной тяги в хладагенте, похоже, стал цениться все шире». [108] Была также сложная китайская веялка с вращающимся вентилятором , изображенная в сельскохозяйственном трактате Ван Чжэня о Нонг Шу 1313 года (хотя самое раннее изображение веяльной машины было в модели гробницы династии Хань, датируемой II веком до нашей эры - II веком). века). [109] [110] После этих нововведений ветряная мельница была наконец завезена в Китай в начале 13 века через династию Цзинь в северном Китае , во времена поздней династии Сун.
Персидский ученый Али ибн Сахл Раббан ат-Табари писал ок. В 850 году более ранний халиф Умар ибн аль-Хаттаб был убит в 644 году техником Абу Лу'луа, который утверждал, что построил мельницы, приводимые в движение силой ветра. [111] Более надежными, чем это сообщение, были ветряные мельницы братьев Бану Муса (850–870 гг.), хотя есть также несколько авторов, подтверждающих ветряные мельницы Систана ( Иран ), написанные Абу Исхаком аль-Истахри и Абу аль-Касимом. ибн Хаукал. [112] Северные китайцы под властью чжурчжэньской династии Цзинь познакомились с ветряными мельницами исламского мира в начале 13 века. Это видно из отчета о Шу Чжай Лао Сюэ Цун Тан (Сборник бесед ученого старика из студии Шу), написанного Шэн Руози. [113] Там было написано:
В собрании частных произведений «Спокойного учёного-пенсионера» (Чжан Ран Цзюй Ши) имеется десять стихотворений о Хэчонг Фу. В одном из них описывается пейзаж этого места […] и говорится, что «хранящуюся пшеницу перемалывает порыв ветра, а рис толкут в свежем виде свисающими пестиками . Жители Запада (т.е. турки ) используют ветряные мельницы ( фэн мо ), точно так же, как жители юга (т.е. Южная Сун) используют водяные мельницы ( шуй мо ). И когда они колотят, песты у них висят вертикально». [113]
Здесь Шэн Руози цитирует отрывок из письменной речи о ветряных мельницах «Спокойного учёного-пенсионера», которым на самом деле является Елюй Чуцай (1190–1244), видный государственный деятель Цзинь и Юань (после того, как Цзинь в 1234 году пал перед монголами ). [113] В этом отрывке говорится о путешествии Елюя в Туркестан (современный Синьцзян ) в 1219 году, а Хечун Фу на самом деле является Самаркандом (в современном Узбекистане ). [113] Впоследствии китайцы применили «передне-кормовую» парусную оснастку типичных китайских джонковых кораблей к горизонтальным ветряным мельницам. [114] Эти ветряные мельницы использовались для управления цепными насосами с квадратными поддонами, которые использовались в ирригации Китая со времен древней династии Хань . [115] Ветряные мельницы такого типа все еще использовались в наше время в Тяньцзине и вдоль реки Янцзы . [115] Первым европейцем, увидевшим китайские ветряные мельницы, был Ян Ниухофф, который заметил их в Цзянсу во время путешествия по Большому каналу в 1656 году в составе голландского посольства в Пекине . [115] Первыми европейскими ветряными мельницами, о которых написано, были мельницы Дина Герберта из Восточной Англии в 1191 году, которые конкурировали с мельницами аббатства Бери-Сент-Эдмундс . [116]
После ветряной мельницы в Китае нашли применение энергии ветра в других устройствах и даже транспортных средствах. Была « парусная повозка », появившаяся, по крайней мере, при династии Мин в 16 веке (хотя о ней могло быть известно заранее). Европейские путешественники, посетившие Китай в конце XVI века, были удивлены, обнаружив большие одноколесные пассажирские и грузовые тачки, не только запряженные мулами или лошадьми, но и оснащенные корабельными мачтами и парусами, которые помогали им двигаться по ветру. [117]
В первой половине династии Сун (960–1279 гг.) изучение археологии развивалось из антикварных интересов образованных дворян и их желания возродить использование древних сосудов в государственных ритуалах и церемониях. [118] Это, а также вера в то, что древние сосуды были изделиями «мудрецов», а не простых людей, подверглась критике со стороны Шэнь Го, который помимо археологии обсуждал металлургию, оптику, астрономию, геометрию и древнюю музыку . [118] Его современник Оуян Сю (1007–1072) составил аналитический каталог древних натертостей на камне и бронзе. [119] В соответствии с убеждениями более позднего Леопольда фон Ранке (1795–1886), некоторые дворяне Сун, такие как Чжао Минчэн (1081–1129), ценили археологические свидетельства выше исторических работ, написанных постфактум, находя письменные записи ненадежными, когда они не соответствовали археологическим открытиям. [120] Хун Май (1123–1202) использовал древние сосуды эпохи династии Хань, чтобы развенчать ошибочные описания сосудов Хань в археологическом каталоге Богуту , составленном во второй половине правления Хуэйцзуна (1100–1125). [120]
Шэнь Го также выдвигал гипотезы относительно геологии и климатологии в своих «Очерках бассейна снов » 1088 года. Шэнь считал, что форма земли со временем менялась из-за постоянной эрозии , поднятия и отложения ила , и ссылался на то, что он наблюдал горизонтальные слои окаменелостей, заключенных в скалы в горах Тайхан как свидетельство того, что этот район когда-то был местом расположения древнего морского побережья, которое за огромный промежуток времени сместилось на сотни миль к востоку. [121] [122] [123] Шен также писал, что, поскольку окаменелый бамбук был найден под землей в засушливой северной климатической зоне, где он никогда не рос, климат естественным образом с течением времени географически менялся. [123] [124]
Первое известное изображение огненного копья и гранаты.
