Династия Хань (206 г. до н. э. — 220 г. н. э.) раннего императорского Китая , разделенная на эпохи Западной Хань (206 г. до н. э. — 9 г. н. э., когда столица находилась в Чанъане ), династии Синь Ван Мана (годы правления 9–23 г. н. э.) и Восточной Хань (25–220 г. н. э., когда столица находилась в Лояне , а после 196 г. н. э. — в Сюйчане ), стала свидетелем некоторых из наиболее значительных достижений в досовременной китайской науке и технике .
Были большие инновации в металлургии . В дополнение к предыдущим изобретениям Китая эпохи Чжоу ( ок. 1046 – 256 гг. до н. э.) доменной печи и вагранки для производства чугуна и чугуна соответственно, в период Хань произошло развитие стали и кованого железа с использованием процесса тонкой ковки и пудлингования . С бурением глубоких скважин в земле китайцы использовали не только вышки для подъема рассола на поверхность для кипячения в соль , но и создали изготовленные из бамбука трубопроводные системы, которые доставляли природный газ в качестве топлива в печи. Методы плавки были улучшены с такими изобретениями, как мехи, приводимые в действие водяным колесом ; в результате широкое распространение железных инструментов способствовало росту сельского хозяйства. Для обработки почвы и посадки ровных рядов культур в эпоху Хань были изобретены усовершенствованный тяжелый отвальный плуг с тремя железными лемехами и прочная многотрубная железная сеялка , что значительно повысило урожайность и, таким образом, способствовало росту населения. Метод подачи воды в оросительные каналы был усовершенствован с изобретением механического цепного насоса, работающего от вращения водяного колеса или тягловых животных, которые могли транспортировать воду для орошения на возвышенные участки. Водяное колесо также использовалось для приведения в действие отбойных молотков при измельчении зерна и для вращения металлических колец механизированной астрономической армиллярной сферы, представляющей небесную сферу вокруг Земли.
У китайцев хань были бамбуковые свитки, переплетенные пенькой, на которых они писали, но ко II веку н. э. был изобретен процесс изготовления бумаги , который создал средство письма, которое было и дешевым, и простым в производстве. Изобретение тачки помогло в перевозке тяжелых грузов. Морское судно- джонка и установленный на корме руль позволили китайцам выходить из более спокойных вод внутренних озер и рек в открытое море. Изобретение координатной сетки для карт и рельефной карты позволило улучшить навигацию. В медицине они использовали новые травяные средства для лечения болезней, гимнастику для поддержания физической формы и регулируемые диеты для предотвращения болезней. Власти в столице были заранее предупреждены о направлении внезапных землетрясений с изобретением сейсмометра , который срабатывал от чувствительного к вибрации маятникового устройства. Чтобы отмечать смену времен года и особые случаи, китайцы хань использовали два варианта лунно -солнечного календаря , которые были созданы благодаря усилиям в области астрономии и математики . Достижения китайской математики эпохи Хань включают открытие квадратных корней , кубических корней , теоремы Пифагора , исключения Гаусса , схемы Горнера , улучшенных вычислений числа Пи и отрицательных чисел . Сотни новых дорог и каналов были построены для облегчения транспорта, торговли, сбора налогов, связи и передвижения военных войск. Китайцы эпохи Хань также использовали несколько типов мостов для пересечения водных путей и глубоких ущелий, таких как балочные мосты , арочные мосты , простые подвесные мосты и понтонные мосты . Руины оборонительных городских стен эпохи Хань , сделанных из кирпича или утрамбованной земли , стоят и по сей день.
Цзинь Гуантао , профессор Китайского университета Гонконга , Фань Хунъе, научный сотрудник Китайской академии наук , и Лю Цинфэн, профессор Китайского университета Гонконга, утверждают, что последняя часть династии Хань была уникальным периодом в истории досовременной китайской науки и техники . [2] Они сравнивают ее с невероятными темпами научного и технологического роста во времена династии Сун (960–1279). Однако они также утверждают, что без влияния протонаучных предписаний в древней философии моизма китайская наука продолжала не иметь определенной структуры: [2]
От середины и конца Восточной Хань до начала династий Вэй и Цзинь чистый рост древнекитайской науки и техники достиг пика (уступающего только Северной династии Сун)... Исследования конфуцианской классики в Хань, которые долгое время препятствовали социализации науки, приходили в упадок. Если бы моизм, богатый научной мыслью, быстро рос и укреплялся, ситуация могла бы быть весьма благоприятной для развития научной структуры. Однако этого не произошло, поскольку семена примитивной структуры науки так и не были сформированы. В конце Восточной Хань в процессе социальной трансформации снова произошли катастрофические потрясения, приведшие к величайшему социальному беспорядку в истории Китая. Можно представить себе влияние этого бедствия на науку. [2]
Джозеф Нидхэм , профессор Кембриджского университета и автор серии «Наука и цивилизация в Китае» , заявил, что «эпоха Хань (особенно поздняя Хань) была одним из относительно важных периодов в отношении истории науки в Китае». [3] Он отметил достижения во время Хань астрономии и календарных наук, «начала систематической ботаники и зоологии », а также философский скептицизм и рационалистическую мысль, воплощенные в трудах Хань, таких как « Луньхэн» философа Ван Чуна . [3]
Наиболее распространенными средствами письма, найденными при археологических раскопках древних поселений, датируемых периодом до Хань, являются ракушки и кости, а также бронзовые изделия . [4] В начале периода Хань основными средствами письма были бамбуковые (китайский:竹簡) и глиняные таблички , шелковая ткань, полоски мягкого дерева, [5] и скрученные свитки из полос бамбука, сшитых вместе пеньковой нитью, пропущенной через просверленные отверстия (册) и закрепленных глиняными штампами . [6] Письменные символы на этих узких плоских полосках бамбука были расположены в вертикальные столбцы. [7]
В то время как карты, нарисованные чернилами на гладких шелковых тканях, были найдены в гробнице маркиза Дая (похоронен в 168 г. до н. э.), самая ранняя известная бумажная карта, найденная в Китае, датированная 179–141 гг. до н. э. и расположенная в Фангматане , является, по сути, самым старым известным листом бумаги. [8] Китайская пеньковая бумага эпохи Западной Хань и ранней Восточной Хань была грубого качества и использовалась в основном как оберточная бумага . [9] Процесс изготовления бумаги не был официально введен до тех пор, пока придворный евнух Восточной Хань Цай Лунь не создал процесс в 105 г., когда кора тутового дерева , пенька, старый холст и рыболовные сети кипятились вместе для получения бумажной массы. [10] Самый старый известный лист бумаги с надписями происходит из руин китайской сторожевой башни в Цахортее, Алха Лиге , Внутренняя Монголия, и датируется 110 г. н. э., когда гарнизон хань покинул этот район после нападения кочевых хунну . [11] К III веку бумага стала одним из основных средств письма в Китае. [12]
Керамическая промышленность Хань поддерживалась частными предприятиями, а также местными государственными учреждениями. [13] Керамика использовалась в производстве бытовых изделий и посуды, а также в качестве строительного материала для черепицы и кирпича . [ 14]
Серая керамика династии Хань — ее цвет определялся используемой глиной — превосходила более раннюю китайскую серую керамику из-за того, что ханьцы использовали более крупные обжиговые камеры, более длинные обжиговые туннели и улучшенные конструкции дымоходов. [15] Печи династии Хань, в которых изготавливали серую керамику, могли достигать температур обжига свыше 1000 °C (1830 °F). [15] Однако твердая южнокитайская керамика, изготовленная из плотной клейкой глины, распространенной только на юге, обжигалась при еще более высоких температурах во времена Хань. [15] Глазурованная керамика династий Шан ( ок. 1600 – ок. 1050 до н. э. ) и Чжоу ( ок. 1050 – 256 до н. э.) обжигалась при высоких температурах, но к середине Западной Хань (206 до н. э. – 9 н. э.) была изготовлена коричневая глазурованная керамика, обжигавшаяся при 800 °C (1470 °F), за которой последовала зеленая глазурованная керамика, которая стала популярной в Восточной Хань (25–220 н. э.). [16]
Ван Чжуншу утверждает, что светло-зеленая керамическая посуда , известная как селадон, как полагают, существовала только с периода Троецарствия (220–265 гг. н. э.), но утверждает, что керамические черепки, найденные в районах Восточной Хань (25–220 гг. н. э.) провинции Чжэцзян, можно классифицировать как селадон. [17] Однако Ричард Дьюар утверждает, что настоящий селадон не был создан в Китае до ранней династии Сун (960–1279), когда китайские печи смогли достичь минимальной температуры печи 1260 °C (2300 °F), с предпочтительным диапазоном от 1285 до 1305 °C (2345–2381 °F) для селадона. [18]
.jpg/1280px-Western_Han_Iron_Halberd_&_Dagger_(9930184036).jpg)
Доменная печь преобразует сырой оксид железа в железо , которое можно переплавить в вагранке для получения чугуна . Самые ранние образцы чугуна, найденные в Китае, датируются V веком до н. э. в период поздней весны и осени , однако самые старые обнаруженные доменные печи датируются III веком до н. э., а большинство из них относятся к периоду после того, как император У из династии Хань (годы правления 141–87 до н. э.) установил государственную монополию на железоделательную промышленность в 117 г. до н. э. (большинство обнаруженных мест производства чугуна, построенных до этой даты, были просто литейными заводами , которые переплавляли железо, выплавленное в другом месте). [19] Железная руда, выплавленная в доменных печах во времена Хань, редко, если вообще когда-либо, отливалась непосредственно в постоянные формы; вместо этого отходы чугуна переплавлялись в вагранке для получения чугуна. [20] Вагранки использовали холодное дутье, проходящее через фурменные трубы снизу и сверху, куда вводилась загрузка древесного угля и чугуна. [20] Таким образом, воздух, проходящий через фурменные трубы, становился горячим воздухом, как только достигал дна печи. [20]
Хотя в китайской цивилизации не было крицы , китайцы хань могли изготавливать кованое железо , когда они впрыскивали слишком много кислорода в вагранку, вызывая обезуглероживание . [21] Китайцы эпохи Хань также могли преобразовывать чугун и чугун в кованое железо и сталь , используя процесс тонкой ковки и пудлингования , самые ранние образцы которого датируются II веком до н. э. [22] Полуподземные стены этих печей были выложены огнеупорным кирпичом и имели днища из огнеупорной глины. [23] Помимо древесного угля, Ван Чжуншу утверждает, что другим печным топливом, используемым во времена Хань, были «угольные лепешки», смесь угольного порошка, глины и кварца . [24]
Дональд Б. Вагнер пишет, что большинство отечественных железных инструментов и орудий, произведенных во времена Хань, были сделаны из более дешевого и более хрупкого чугуна, в то время как военные предпочитали использовать кованое железо и стальное оружие из-за их более прочных качеств. [25] Во время династии Хань типичный бронзовый меч длиной 0,5 м (1,6 фута) периода Воюющих царств был постепенно заменен железным мечом длиной примерно 1 м (3,3 фута). [26] Древний кинжал-топор ( гэ ), сделанный из бронзы, все еще использовался солдатами Хань, хотя его постепенно вытеснили железные копья и железные алебарды цзи . [27] Даже наконечники стрел , которые традиционно изготавливались из бронзы, постепенно имели только бронзовый наконечник и железное древко, вплоть до конца Хань, когда весь наконечник стрелы стал делаться исключительно из железа. [27] Фермеры, плотники , ремесленники, каменщики и строители, работающие с утрамбованной землей , имели в своем распоряжении железные инструменты, такие как лемех плуга , кирка , лопата , совок , мотыга , серп , топор , тесло , молоток , долото , нож , пила , шило и гвозди . [28] Обычные железные предметы, найденные в домах династии Хань, включали треножники, печи , кастрюли , пряжки для ремней , пинцеты , щипцы для огня , ножницы , кухонные ножи, рыболовные крючки и иглы . [27] Зеркала и масляные лампы часто изготавливались из бронзы или железа. [29] Монеты, чеканившиеся во времена Хань, изготавливались либо из меди , либо из меди и олова, плавленных вместе для получения бронзового сплава. [30]
Современные археологи обнаружили железные орудия земледелия эпохи Хань по всему Китаю, от Внутренней Монголии на севере до Юньнани на юге. [31] Лопата, совок, кирка и плуг использовались для обработки почвы , мотыга — для прополки , грабли — для рыхления почвы, а серп — для сбора урожая. [31] В зависимости от размера, плуги эпохи Хань приводились в движение одним-двумя волами. [32] Волы также использовались для того, чтобы тянуть трехногую железную сеялку (изобретенную в Китае династии Хань во II веке до н. э.), которая позволяла фермерам сажать семена точными рядами, а не выбрасывать их вручную . [33] Хотя произведения искусства периодов Вэй (220–266 гг. н. э.) и Цзинь (266–420 гг.) показывают использование бороны для разбивания кусков почвы после вспашки, возможно, она впервые появилась в Китае во времена Восточной Хань (25–220 гг. н. э.). [34] Ирригационные работы для сельского хозяйства включали использование колодцев , искусственных прудов и насыпей, плотин , каналов и шлюзов . [35]
Во время правления императора У (годы правления 141–87 до н. э.) интендант по зерновым культурам Чжао Го ( кит. :趙過) изобрел систему чередующихся полей ( daitianfa代田法). [36] На каждый моу земли — тонкую полоску земли шириной 1,38 м (4,5 фута) и длиной 331 м (1086 футов) или площадь примерно 457 м 2 (0,113 акра) [37] [38] — три низкие борозды ( quan甽) шириной 0,23 м (0,75 фута) засеивались семенами сельскохозяйственных культур по прямым линиям. [36] Во время прополки летом рыхлая почва гребней ( long壟) по обе стороны борозд постепенно падала в борозды, покрывая прорастающие посевы и защищая их от ветра и засухи. [36] Поскольку положение борозд и гребней на следующий год менялось, этот процесс назывался системой чередующихся полей. [36]
Эта система позволяла посевам расти по прямой линии от посева до сбора урожая, сохраняла влагу в почве и обеспечивала стабильный годовой урожай. [39] Чжао Го впервые опробовал эту систему прямо за пределами столицы Чанъань , и как только она оказалась успешной, он разослал инструкции по ней всем администраторам округов , которые затем были ответственны за распространение их среди глав каждого уезда , района и деревни в своих округах. [39]
Богатые семьи, владевшие волами и большими тяжелыми отвальными железными плугами, извлекли большую выгоду из этой новой системы. [40] Однако более бедные фермеры, не владевшие волами, прибегали к использованию бригад мужчин для перемещения одного плуга, что было изнурительной работой. [40] Автор Цуй Ши ( кит. :催寔) (ум. 170 г. н. э.) писал в своей книге « Симинь юэлин» ( кит. :四民月令), что к эпохе Восточной Хань (25–220 гг. н. э.) был изобретен усовершенствованный плуг, которым управлял только один человек, тянули его два вола, он имел три лемеха, семенной ящик для сеялок, инструмент, который переворачивал почву, и мог засеять примерно 45 730 м 2 (11,30 акров) земли за один день. [41]
Во время правления императора Чэн Хань (годы правления 33–37 до н. э.) Фань Шэнчжи написал руководство ( Фань Шэнчжи шу ), в котором описывалась система ямных полей ( aotian凹田). [42] [43] В этой системе каждый моу сельскохозяйственных угодий был разделен на 3840 сеток, в каждой из которых была небольшая яма, выкопанная глубиной 13,8 см (5,4 дюйма) и шириной 13,8 см (5,4 дюйма), с почвой, смешанной с навозом хорошего качества. [42] В каждую яму было посеяно двадцать семян, что предположительно дало 0,6 л (20 унций ) собранного зерна на яму, или примерно 2000 л (67 630 унций) на моу . [42] Эта система не требовала плугов, приводимых в движение волами, или самой плодородной земли, поскольку ее можно было использовать даже на наклонных участках, где было трудно добывать воду. [44] Хотя этот метод ведения сельского хозяйства был популярен среди бедных, он требовал интенсивного труда, поэтому только большие семьи могли содержать такую систему. [45]
Ханьские фермеры в районе реки Янцзы на юге Китая часто содержали рисовые поля для выращивания риса . Каждый год они сжигали сорняки на рисовом поле, поливали его водой, сеяли рис вручную, а во время сбора урожая срезали выжившие сорняки и топили их второй раз. [46] В этой системе поле оставалось под паром большую часть года и, таким образом, не оставалось очень плодородным. [46] Однако ханьские фермеры, выращивающие рис, на севере вокруг реки Хуайхэ практиковали более продвинутую систему пересадки . [47] В этой системе отдельные растения подвергались интенсивному уходу (возможно, в том же месте, что и рисовое поле), их побеги разделялись, чтобы можно было сохранить больше воды, и поле можно было обильно удобрять, поскольку выращивались озимые культуры, в то время как саженцы риса находились поблизости в питомнике. [47]
Доказательства машиностроения эпохи Хань в основном исходят из отборных наблюдательных сочинений иногда беспристрастных конфуцианских ученых. Профессиональные ремесленники-инженеры ( китайцы цзян :匠) не оставляли после себя подробных записей своей работы. [48] Ученые Хань, которые часто имели мало или вообще не имели опыта в машиностроении, иногда предоставляли недостаточную информацию о различных технологиях, которые они описывали. [49]
Тем не менее, некоторые литературные источники Хань предоставляют важную информацию. Как писал Ян Сюн в 15 г. до н. э., ременной привод был впервые использован для устройства для квиллинга , которое наматывало шелковые волокна на бобины ткацких челноков. [50] Изобретение ременного привода было важным первым шагом в развитии более поздних технологий во время династии Сун , таких как цепной привод и прялка . [50]
Изобретения ремесленника и инженера-механика Дин Хуаня ( китайский :丁緩) упоминаются в « Разных заметках о Западной столице» . [51] Чиновник и поэт Сыма Сянжу намекнул в своих трудах, что китайцы использовали кадило в форме карданного подвеса , опоры шарнира, сделанной из концентрических колец, которые позволяют центральному кардану вращаться на оси , оставаясь при этом в вертикальном положении. [52] Однако первое явное упоминание о карданном подвесе, используемом в качестве курильницы, произошло около 180 г. н. э., когда ремесленник Дин Хуань создал свою «Парфюмерную горелку для использования среди подушек», которая позволяла горящим благовониям, помещенным в центральный кардан, оставаться постоянно ровными даже при перемещении. [53] У Дина были и другие изобретения. Для кондиционирования воздуха в помещении он установил большой вращающийся вентилятор с ручным управлением , который имел вращающиеся колеса диаметром 3 м (9,8 фута). [54] Он также изобрел лампу, которую назвал «девятиэтажной курильницей», поскольку она имела форму склона холма. [55] Когда цилиндрическая лампа зажигалась, конвекция восходящих потоков горячего воздуха заставляла вращаться лопасти, размещенные наверху, которые, в свою очередь, вращали раскрашенные бумажные фигурки птиц и других животных вокруг лампы. [55]
Когда император Гаоцзу из Хань (годы правления 202–195 до н. э.) наткнулся на сокровищницу Цинь Шихуанди (годы правления 221–210) после падения династии Цинь (221–206), он обнаружил целый миниатюрный музыкальный оркестр кукол высотой 1 м (3,3 фута), которые играли на губных гармошках, если тянуть за веревки и дуть в трубки, чтобы управлять ими. [56] Чжан Хэн писал во II веке н. э., что людей можно развлекать театральными постановками с искусственными рыбами и драконами. [56] Позже изобретатель Ма Цзюнь ( годы правления 220–265) изобрел театр движущихся механических кукол, приводимых в действие вращением скрытого водяного колеса. [56]
Из литературных источников известно, что складной зонт был изобретен во время правления Ван Мана, хотя простой парасоль существовал и раньше. Он использовал скользящие рычаги и гибкие соединения, которые можно было выдвигать и убирать. [57]
Современная археология привела к открытию произведений искусства эпохи Хань, изображающих изобретения, которые в противном случае отсутствовали в литературных источниках эпохи Хань. К ним относится рукоятка кривошипа . Модели керамических гробниц Хань, изображающие фермерские дворы и мельницы, обладают первыми известными изображениями рукояток кривошипа, которые использовались для управления вентиляторами веялок. [58] Машина использовалась для отделения мякины от зерна, но китайцы более поздних династий также использовали рукоятку кривошипа для наматывания шелка, прядения пеньки, просеивания муки и забора воды из колодца с помощью лебедки . [ 58] Для измерения пройденного расстояния китайцы эпохи Хань также создали тележку с одометром . Это изобретение изображено в произведениях искусства эпохи Хань ко II веку н. э., однако подробные письменные описания были предложены только в III веке. [59] Колеса этого устройства вращали набор шестеренок, которые, в свою очередь, заставляли механические фигуры бить в гонги и барабаны, которые оповещали путешественников о пройденном расстоянии (измеряемом в ли ). [60] Из существующих образцов, найденных на археологических раскопках, известно, что мастера эпохи Хань использовали скользящий металлический штангенциркуль для выполнения точных измерений. Хотя штангенциркули эпохи Хань имеют выгравированные надписи с указанием точного дня года, когда они были изготовлены, они не упоминаются ни в одном литературном источнике эпохи Хань. [61]
Во времена династии Хань китайцы разработали различные способы использования водяного колеса . Усовершенствование простого устройства с рычагом и точкой опоры, приводимое в действие ногой, гидравлический отбойный молоток, используемый для дробления, шелушения и полировки зерна, впервые упоминается в словаре Хань Цзицзупянь 40 г. до н. э. [62] Он также упоминается в словаре Региональной речи ( Фанъянь ), написанном Ян Сюном (53 г. до н. э. – 18 г. н. э.) в 15 г. до н. э., философском труде Синьлунь新論, написанном Хуань Танем (43 г. до н. э. – 28 г. н. э.) в 20 г. н. э., поэзии Ма Жуна (79–166 г. н. э.) и трудах Кун Жуна (153–208 г. н. э.) [62]
В своей книге «Сбалансированное рассуждение» ( Lunheng ) философ Ван Чун первым в Китае описал цепной насос с квадратным поддоном , используемый для подъема воды (и других веществ). [63] Хотя некоторые модели приводились в действие вручную с помощью ножных педалей, некоторые цепные насосы приводились в действие горизонтальным водяным колесом, которое вращало большие зубчатые шестерни и горизонтальную осевую балку. [64] Их основное применение заключалось в подъеме воды в оросительные канавы, но цепные насосы также использовались в программах общественных работ , например, когда Чжан Ран (ум. 189) поручил инженеру построить несколько из них для подъема воды в трубы, которые снабжали столицу Лоян и ее дворцы чистой водой. [65]
Будучи администратором Наньяна в 31 г. н. э., Ду Ши изобрел возвратно-поступательный механизм с водяным приводом , который приводил в действие мехи доменной печи и вагранки при выплавке чугуна; до этого изобретения для работы мехов требовался интенсивный ручной труд. [66]
Хотя астрономическая армиллярная сфера (представляющая небесную сферу ) существовала в Китае с I века до н. э., математик и придворный астроном Чжан Хэн снабдил ее движущей силой, используя постоянный напор приточных водяных часов для вращения водяного колеса, которое действовало на набор шестеренок . [67] Чжан Хэн также был первым, кто решил проблему падающего напора в приточных водяных часах (что постепенно замедляло ход времени ), установив дополнительный резервуар между резервуаром и приточным сосудом. [68]
Ханьский двор был ответственен за основные усилия по ликвидации последствий стихийных бедствий, когда такие стихийные бедствия, как землетрясения, опустошали жизни простолюдинов. [69] Чтобы лучше подготовиться к бедствиям, Чжан Хэн изобрел сейсмометр в 132 г. н. э., который мгновенно оповещал власти в столице Лоян о том, что в месте, указанном определенным направлением по сторонам света или порядковым номером, произошло землетрясение . [70] Хотя в столице не ощущалось никаких толчков, когда Чжан сказал двору, что на северо-западе только что произошло землетрясение, вскоре после этого пришло сообщение о том, что землетрясение действительно произошло в 400–500 км (250–310 миль) к северо-западу от Лояна (на территории современной провинции Ганьсу ). [71] Чжан назвал свое устройство «прибором для измерения сезонных ветров и движений Земли» (Houfeng didong yi 候风地动仪), так как он и другие считали, что землетрясения, скорее всего, были вызваны огромным сжатием захваченного воздуха. [72]
Как описано в « Книге Поздней Хань» , каркас сейсмометра представлял собой куполообразный бронзовый сосуд в форме винного кувшина , хотя он был 1,8 м (5,9 фута) в диаметре и украшен сценами гор и животных. [73] Спусковой механизм представлял собой перевернутый маятник (который в « Книге Поздней Хань» называется «центральной колонной»), который, если его потревожили толчки земли от землетрясений, расположенных близко или далеко, качался и ударял по одному из восьми подвижных рычагов (представляющих восемь направлений), каждый из которых имел кривошипно-сцепной механизм. [74] Рукоятка и прямоугольный рычаг поднимали одну из восьми металлических голов дракона, расположенных снаружи, выбивая металлический шар из его пасти, который падал в пасть одной из восьми металлических жаб внизу, расположенных как точки на розе компаса , таким образом указывая направление землетрясения. [74] В « Книге поздней Хань» говорится, что когда шар попадал в один из восьми ртов жабы, он производил громкий шум, который привлекал внимание наблюдавших за устройством. [75] В то время как Ван Чжэньдуо ( китайский :王振铎) принял идею о том, что сейсмометр Чжана имел кривошипы и рычаги, которые были нарушены перевернутым маятником, его современник Акицунэ Имамура утверждал, что перевернутый маятник мог иметь штифт наверху, который, двигаясь под действием силы колебаний земли, входил в один из восьми пазов и выталкивал шар, нажимая на ползунок. [76] Поскольку в « Книге поздней Хань» говорится, что остальные семь голов дракона впоследствии не выпускали шары, застрявшие в их челюстях после того, как упал первый, Имамура утверждал, что штифт маятника был бы заблокирован в пазу, в который он вошел, и таким образом обездвиживал прибор до тех пор, пока он не был бы перезагружен. [74]
Одним из самых ранних сохранившихся математических трактатов Древнего Китая является « Книга о числах и вычислениях » ( Суань шу шу ), часть бамбуковых текстов Чжанцзяшань Хань, датируемых 202–186 гг. до н. э. и найденных в уезде Цзянлин , провинция Хубэй . [77] Другим математическим текстом, составленным во времена Хань, была «Арифметическая классика гномона и круговых путей небес » ( Чжоуби Суаньцзин ), датируемая не ранее I в. до н. э. (возможно, написанная несколькими авторами) и содержащая материалы, похожие на те, что описаны Ян Сюном в 15 г. до н. э., однако математическая школа чжоуби не упоминалась явно до комментария Цай Юна в 180 г. [78] Предисловие к тексту было добавлено Чжао Шуаном ( китайский :趙爽) в III в. [79] Также существовали « Девять глав о математическом искусстве» ( Цзючжан Суаньшу ); их полное название было найдено на двух бронзовых стандартных мерах, датированных 179 г. н. э. (предполагается, что этот материал существовал в более ранних книгах под другими названиями), и они были снабжены подробными комментариями Лю Хуэя (ок. 3 в.) в 263 г. [80] В этом контексте стоит отметить, что многие документы, раскопанные на объектах Цинь и Хань, содержат доказательства практической математики, используемой администраторами для инвентаризации и налогообложения, а также для расчета рабочей силы, необходимой для проектов общественных работ, как описано в математических трактатах. [81]
В «Суань шу шу» представлены основные математические задачи и решения. Скорее всего, это было руководство по ежедневным деловым операциям или делам государственного управления. [82] В нем содержатся задачи и решения для полевых измерений площади , пропорциональных обменных курсов для сельскохозяйственного проса и риса , распределения по пропорции , деления на короткие ширины, а также избытка и недостатка. [83] Некоторые из задач, найденных в « Суань шу шу», появляются в более позднем тексте «Цзючжан суаньшу» ; в пяти случаях названия полностью совпадают. [83] Однако, в отличие от « Цзючжан суаньшу» , в «Суань шу шу» не рассматриваются задачи, связанные с прямоугольными треугольниками, квадратными корнями , кубическими корнями и матричными методами , что демонстрирует значительные достижения китайской математики между написанием этих двух текстов. [84]
« Чжоуби суаньцзин» посвящен применению математики в астрономии . В одной из задач, в которой требовалось определить высоту Солнца от Земли и диаметр Солнца , Чэнь Цзы ( китайский :陳子) поручает Жун Фану ( китайский :榮方) подождать, пока тень, отбрасываемая гномоном высотой 8 чи, не достигнет 6 чи (один чи во времена Хань был равен 33 см), так что можно будет построить прямоугольный треугольник 3-4-5, где основание составляет 60 000 ли (один ли во времена Хань был эквивалентен 415 м или 1362 футам), гипотенуза, направленная к Солнцу, составляет 100 000 ли , а высота Солнца составляет 80 000 ли . [85] Подобно « Цзючжан суаньшу» , « Чжоуби суаньцзин» также дает математическое доказательство «теоремы Гоугу» ( кит. :勾股定理; т. е. где c — длина гипотенузы, а a и b — длины двух других сторон, соответственно, a2 + b2 = c2 ) , которая на Западе известна как теорема Пифагора в честь греческого математика Пифагора (ок. 6 в. до н. э.). [86]
« Цзючжан суаньшу» был, пожалуй, самым новаторским из трех сохранившихся трактатов Хань. Это первая известная книга, в которой фигурируют отрицательные числа , наряду с рукописью Бахшали (200? – 600? н. э.) из Индии и книгой греческого математика Диофанта, написанной около 275 г. н. э. [87] Отрицательные числа обозначались черными счетными стержнями , а положительные числа — красными счетными стержнями . [88] Хотя десятичная система существовала в Китае со времен династии Шан ( ок. 1600 – ок. 1050 г. до н. э. ), самым ранним свидетельством десятичной дроби (т. е. знаменателем является степень десяти) является надпись на стандартном сосуде для измерения объема, датируемая 5 г. н. э. и используемая математиком и астрономом Лю Синем (46 г. до н. э. – 23 г. н. э.). [89] Тем не менее, первой книгой, в которой были представлены десятичные дроби, была « Цзючжан суаньшу» в качестве средства решения уравнений и представления измерений. [89] Исключение Гаусса , алгоритм , используемый для решения линейных уравнений , был известен как правило массива в « Цзючжан суаньшу » . [90] В то время как в книге использовались непрерывные дроби для нахождения корней уравнений , Лю Хуэй развил эту идею в 3 веке, когда он увеличил десятичные дроби, чтобы найти кубический корень из 1 860 867 (что дало ответ 123), тот же метод использовался в схеме Хорнера, названной в честь Уильяма Джорджа Хорнера (1786–1837). [91]
На протяжении столетий китайцы просто аппроксимировали значение числа пи как 3, пока Лю Синь не аппроксимировал его до 3,154 где-то между 1 и 5 гг. н. э., хотя метод, который он использовал для достижения этого значения, неизвестен. [92] Стандартные измерительные сосуды, датируемые правлением Ван Мана (9–23 гг. н. э.), также показывали аппроксимации числа пи в 3,1590, 3,1497 и 3,167. [93] Чжан Хэн — следующий известный математик династии Хань, сделавший аппроксимацию числа пи. Математики династии Хань понимали, что площадь квадрата и площадь вписанного в него круга имеют приблизительное соотношение 4:3, а также понимали, что объем куба и объем его вписанной сферы будут равны 4 2 :3 2 . [93] С D как диаметром и V как объемом, D 3 :V = 16:9 или V = 9 ⁄ 16 D 3 , формула, к которой Чжан придрался, поскольку он понял, что значение диаметра было неточным, расхождение было значением, взятым для отношения. [94] Чтобы исправить это, Чжан добавил 1 ⁄ 16 D 3 к формуле, таким образом, V = 9 ⁄ 16 D 3 + 1 ⁄ 16 D 3 = 5 ⁄ 8 D 3 . Поскольку он нашел отношение объема куба к вписанной сфере как 8:5, отношение площади квадрата к вписанной окружности равно √ 8 : √ 5 . [95] С помощью этой формулы Чжан смог приблизить число пи как квадратный корень из 10, или 3,162. [96] После Хань Лю Хуэй приблизил число Пи к 3,14159, в то время как математик Цзу Чунчжи (429–500) приблизил число Пи к 3,141592 (или 355 ⁄ 113 ), что является наиболее точным приближением, которого могли достичь древние китайцы. [97]
Математика также использовалась в музыкальной настройке и теории музыки . Хуайнаньцзы 2-го века до н. э. , составленный восемью учеными под патронажем короля Лю Аня (179–122 до н. э.), описал использование двенадцати тонов в музыкальной гамме . [98] Цзин Фан (78–37 до н. э.), математик и теоретик музыки, расширил их, создав гамму из 60 тонов. [98] При этом Цзин Фан понял, что 53 квинты приблизительно равны 31 октаве . [99] Вычислив разницу в 177147/176776 , Цзин достиг того же значения 53 равной темперации , которое было открыто немецким математиком Николасом Меркатором (1620–1687) (т. е . 3 53/2 84 3 53 / 2 84 , известная как комма Меркатора ). [99] Позже принц Чжу Цзайюй (1536–1611) в Китае династии Мин и Симон Стевин (1548–1620) из Фламандского региона в Европе одновременно (но по отдельности) открыли математическую формулу для равномерной темперации . [100]
Древние китайцы проводили тщательные наблюдения за небесными телами и явлениями, поскольку наблюдения за космосом использовались для астрологии и прогнозирования. [101] Астроном Гань Дэ (ок. 4 в. до н. э.) из государства Ци был первым в истории, кто признал солнечные пятна как подлинные солнечные явления (а не как помехи естественным спутникам , как считалось на Западе после наблюдения Эйнхарда в 807 г. н. э.), в то время как первое точно датированное наблюдение солнечных пятен в Китае произошло 10 мая 28 г. до н. э., во время правления императора Чэна из династии Хань (ок. 33–7 гг. до н. э.). [102] Среди шелковых текстов Мавандуй, датированных не позднее 168 г. до н. э. (когда они были запечатаны в гробнице на месте захоронений Хань Мавандуй , Чанша , провинция Хунань ), рукопись «Различные чтения космических узоров и изображений пневмы» ( Tianwen qixiang zazhan天文氣象雜占) иллюстрирует в письменах и рисунках тушью около 300 различных климатических и астрономических особенностей, включая облака, миражи , радуги , звезды , созвездия и кометы . [103] Другой шелковый текст с того же места сообщает о времени и месте восхода и захода планет в ночном небе с 246 по 177 г. до н. э. [104]
Китайцы эпохи Хань отметили прохождение той же кометы, которую видели в Персии при рождении Митридата II Парфянского в 135 г. до н. э., той же кометы, которую римляне наблюдали недалеко от убийства Юлия Цезаря в 44 г. до н. э., кометы Галлея в 12 г. до н. э., той же кометы, которую отметил римский историк Кассиус Дион ( ок. 155 – ок. 229 г. н. э. ) в 13 г. н. э., и (как теперь известно) сверхновой в 185 г. н. э . [105] Для различных комет, обсуждаемых в исторических книгах эпохи Хань «Записи великого историка» и «Книга Хань» , приводятся подробности об их положении на небе и направлении движения, продолжительности времени, в течение которого они были видны, их цвете и размере. [106]
Китайцы эпохи Хань также составляли звездные каталоги , такие как «Монография о небесных чиновниках » ( Tianguanshu天官書) историка Сыма Цяня (145–86 гг. до н. э.) и звездный каталог Чжан Хэна II в. н. э., в котором было около 2500 звезд и 124 созвездия. [107] Чтобы создать трехмерное представление таких наблюдений, [108] астроном Гэн Шоучан ( китайский :耿壽昌) снабдил свою армиллярную сферу экваториальным кольцом в 52 г. до н. э. К 84 г. н. э. эллиптическое кольцо было добавлено к армиллярной сфере, в то время как модель Чжан Хэна из 125 добавила кольцо небесного горизонта и меридианное кольцо. [109]
Китайцы хань использовали астрономические исследования в основном для построения и пересмотра своего календаря . В отличие от юлианского календаря (46 г. до н. э.) и григорианского календаря (1582 г.) Запада (но как и эллинские календари классической Греции ), китайский календарь является лунно-солнечным календарем , что означает, что он использует точные движения Солнца и Луны в качестве маркеров времени в течение года. [110] В весенние и осенние периоды V века до н . э. китайцы установили календарь Сыфэнь (古四分历), который измерял тропический год в 365 1⁄4 дней ( как юлианский календарь Рима). [111] Император У заменил его новым календарем Тайчу ( китайский :太初历) в 104 г. до н. э., который измерял тропический год в 365 385 ⁄ 1539 дней и лунный месяц в 29 43 ⁄ 81 день. [111] Поскольку календарь Тайчу стал неточным за два столетия, император Чжан Хань (годы правления 75–88 н. э.) прекратил его использование и возобновил использование календаря Сыфэнь. [112] Более чем через тысячелетие астроном Го Шоуцзин (1233–1316) установил тропический год в 365,2425 дней для своего календаря Шоуши ( китайский :授時曆), то же самое значение использовалось в григорианском календаре. [113] Помимо использования календаря для регулирования сельскохозяйственных практик в течение сезонов, он также использовался для обозначения важных дат в шестидесятилетнем цикле , построенном на небесных стволах ( gan干) и земных ветвях ( zhi支), каждая из которых ассоциировалась с животным китайского зодиака . [114]
Китайцы эпохи Хань обсуждали освещение и формы небесных тел: были ли они плоскими и круглыми или округлыми и сферическими? Цзин Фан писал в I веке до н. э., что астрономы Хань считали, что Солнце, Луна и планеты были сферическими, как шары или арбалетные пули. [115] Он также писал, что Луна и планеты не излучают собственного света, видны людям на Земле только потому, что они освещены Солнцем, а те части, которые не освещены Солнцем, будут темными с другой стороны. [115]
В своей книге «Сбалансированное рассуждение» ( Lunheng ) Ван Чун писал, что некоторые мыслители Хань верили, что дождь падает с Небес (т. е. там, где находятся звезды). [116] Ван утверждал, что, хотя дождь падает сверху, эта распространенная теория ложна. [116] Он соглашался с другой теорией, согласно которой облака образовались в результате испарения воды на Земле, и поскольку облака рассеивают дождь, то облака и дождь на самом деле одно и то же; по сути, он точно описал круговорот воды . [116]
Во II веке н. э. Чжан Хэн провел похожее сравнение с Цзином, заявив, что Солнце подобно огню, а Луна и планеты подобны воде, поскольку огонь производит свет, а вода его отражает. [117] Он также повторил комментарий Цзина о том, что сторона Луны, не освещенная Солнцем, остается во тьме. [117] Однако Чжан отметил, что солнечный свет не всегда достигает Луны, поскольку Земля препятствует лучам во время лунного затмения . [117] Он также отметил, что солнечное затмение произошло, когда Луна и Солнце пересеклись, чтобы заблокировать солнечный свет от достижения Земли. [117]
В комментарии Чжао Шауна, датируемом третьим веком нашей эры, в « Чжоуби суаньцзин» описываются две астрономические теории: в одной из них небеса имеют форму полусферического купола, простирающегося над Землей, а в другой Земля сравнивается с центральным желтком яйца , где небеса имеют форму небесной сферы вокруг Земли. [79] Последняя астрономическая теория была упомянута Ян Сюном в его «Образцовых высказываниях» ( Fayan法言) и изложена Чжан Хэном в его «Духовной конституции Вселенной» ( Lingxian靈憲) 120 г. н. э. [118]
Древесина была основным строительным материалом в архитектуре Хань. [119] Она использовалась для больших дворцовых залов, многоэтажных башен, многоэтажных жилых залов и скромных жилищ. [119] Однако из-за того, что древесина со временем гниет и подвержена пожарам, самые старые деревянные здания, найденные в Китае (например, несколько храмовых залов горы Утай ), датируются не ранее династии Тан (618–907). [120] Историк архитектуры Роберт Л. Торп описывает скудность археологических находок эпохи Хань, а также часто ненадежные литературные и художественные источники эпохи Хань, используемые историками для получения подсказок о несуществующей архитектуре Хань. [121] От архитектуры династии Хань остались руины кирпичных и утрамбованных земляных стен (включая надземные городские стены и подземные стены гробниц), утрамбованные земляные платформы для террасных алтарей и залов, погребальные каменные или кирпичные столбовые ворота и разбросанные керамические черепицы , которые когда-то украшали деревянные залы. [122] Участки Великой стены эпохи Хань из утрамбованной земли все еще существуют в провинции Ганьсу , наряду с руинами пограничных городов Хань из тридцати сигнальных башен и двух укрепленных замков с зубцами . [123] Стены приграничных городов и фортов во Внутренней Монголии обычно строились из штампованных глиняных кирпичей вместо утрамбованной земли. [124]
Соломенные или черепичные крыши поддерживались деревянными столбами, поскольку добавление кирпичных, утрамбованных или глиняных стен этих залов фактически не поддерживало крышу. [119] Камень и штукатурка также использовались для внутренней архитектуры. [119] Выступающие наружу черепичные карнизы строились для отвода падающей дождевой воды от стен; они поддерживались кронштейнами доугун , которые иногда были искусно украшены. [119] Лепные узоры обычно украшали концы черепицы, как видно на художественных моделях зданий и в сохранившихся фрагментах черепицы. [125]
Ценные подсказки об архитектуре Хань можно найти в керамических моделях, картинах и резных или штампованных кирпичах, обнаруженных в гробницах и других местах. [119] Планировка гробниц Хань также была построена как подземные дома, сопоставимая со сценами домов с внутренним двором, найденными на кирпичах гробниц и в трехмерных моделях. [119] Дома Хань имели двор (а некоторые имели несколько дворов) с залами, которые были слегка приподняты над ним и соединены лестницами. [119] Многоэтажные здания включали главные жилые залы с колоннадами, построенные вокруг дворов, а также сторожевые башни . [119] Залы были построены с пересекающимися перекладинами и стропилами, которые обычно были украшены резьбой; лестницы и стены обычно оштукатуривались для получения гладкой поверхности, а затем окрашивались. [126]
Руины стен первой столицы Хань Чанъань все еще стоят сегодня высотой 12 м (39 футов) с шириной основания от 12 до 16 м (от 39 до 52 футов). [127] Современные археологические исследования доказали, что восточная стена была длиной 6000 м (20 000 футов), южная стена была длиной 7600 м (24 900 футов), западная стена была длиной 4900 м (16 100 футов), а северная стена была длиной 7200 м (23 622 фута). [127] Общая длина стен равнялась 25 700 м (84 300 футов) и образовывала примерно квадратную планировку (хотя южная и северная стены имели участки, которые были зигзагообразными из-за топографических проблем: неровная местность существовала вдоль южной стены, а течение реки Вэй препятствовало прямому пути северной стены). [127] Городской ров был 8 м (26 футов) в ширину и 3 м (9,8 фута) в глубину; вдоль рва были обнаружены остатки того, что было деревянными мостами. [128] В Чанъане было двенадцать ворот, ведущих в город, по три с каждой стороны стены, и они служили конечными точками для главных проспектов. [129] У каждого ворот было трое ворот, каждый шириной 6 м (20 футов); авторы эпохи Хань утверждали, что каждые ворота могли вместить движение четырех конных экипажей одновременно. [129] Дренажная система включала множество дренажных отверстий, которые были вырыты под этими воротами и облицованы кирпичами, которые образовывали арки, где были найдены керамические водопроводные трубы , которые когда-то соединялись с канавами, построенными вдоль главных улиц. [130] Сохранились только некоторые секции стен и фундаменты платформ некогда роскошных императорских дворцов города. [131] Аналогичным образом были обнаружены каменные фундаменты арсенала, но его деревянная архитектура давно исчезла. [131]
Некоторые участки руин стены второй столицы Хань Лояна все еще стоят высотой 10 м (33 фута) и шириной 25 м (82 фута) у основания. [132] Восточная стена была 3900 м (12 800 футов) в длину, западная стена была 3400 м (11 200 футов) в длину, а северная стена была 2700 м (8900 футов) в длину, однако южная стена была смыта, когда река Ло изменила свое русло столетия назад; используя конечные точки восточной и западной стен, историки подсчитали, что южная стена была 2460 м (8070 футов) в длину. [133] Общее ограждение стеной имело прямоугольную форму, но с некоторыми разрушающими изгибами из-за топографических препятствий. [133] Как и в Чанъани, в Лояне было двенадцать ворот, по три с каждой стороны стены, в то время как у каждого ворот было три входа, которые вели к главным проспектам в городе. [134] Фундаментные платформы из утрамбованной земли религиозных алтарей и террас все еще стоят сегодня за пределами обнесенного стеной периметра Лояна, посвященного поклонению божествам и где проводились государственные жертвоприношения. [135] К ним можно было добраться по длинным пандусам, а когда-то наверху были построены деревянные залы с верандами на нижних уровнях. [135]
К 1980-м годам по всему Китаю было обнаружено более десяти тысяч подземных гробниц Хань из кирпича и камня. [136] Более ранние китайские гробницы, датируемые периодом Воюющих царств, часто представляли собой вертикально вырытые ямы, облицованные деревянными стенами. [137] При раскопках мест захоронений рабочие Хань сначала строили вертикальные ямы, а затем копали вбок, отсюда и название «горизонтальные ямы» для гробниц Хань; этот метод также использовался для мест захоронений, вырытых на склонах гор. [136] Стены большинства гробниц Западной Хань были построены из больших пустотелых кирпичей, в то время как меньший, не пустотелый тип кирпича, который доминировал в архитектуре гробниц Восточной Хань (некоторые из них были сделаны из камня), появился в поздней Западной Хань. [138] Меньший тип кирпича лучше подходил для арок гробниц Хань у входов, сводчатых камер и купольных крыш. [139] Подземные своды и купола не требовали опорных стоек, поскольку они удерживались на месте земляными ямами. [140] Использование кирпичных сводов и куполов в надземных сооружениях Хань неизвестно. [140]
Планировка гробниц, вырытых в склонах гор, обычно имела переднюю камеру, боковые камеры и заднюю камеру, спроектированную так, чтобы имитировать комплекс надземных залов. [137] Гробница короля Лю Шэна (ум. 113 г. до н. э.) в провинции Хэбэй имела не только передний зал с оконными занавесками и погребальным инвентарем, повозками и лошадьми в южной отдельной боковой камере и складскими принадлежностями в северной боковой камере, но и остатки настоящих деревянных домов с черепичными крышами, возведенных внутри (вместе с домом из каменных плит и двумя каменными дверями в задней камере). [137] Двери, сделанные полностью из камня, были найдены во многих гробницах Хань , а также в гробницах более поздних династий . [141]
Всего сохранилось двадцать девять монументальных кирпичных или каменных столбовых ворот ( цюэ ) времен династии Хань, которые можно найти на надземных участках вокруг могил и святилищ Хань. [142] Они часто составляли часть внешних стен, обычно примыкая к входу, но иногда и по углам огражденных стенами помещений. [143] Хотя в них отсутствуют деревянные и керамические компоненты, они имеют имитацию черепицы, карнизы, крыльца и балюстрады . [144]
На кирпичных рельефах гробниц династии Хань в провинции Сычуань показаны сцены бурения скважин для горнодобывающих проектов. [145] На них изображены возвышающиеся вышки, поднимающие жидкий рассол по бамбуковым трубам на поверхность, чтобы рассол можно было перегонять в испарительных котлах над жаром печей и производить соль . [145] Печи нагревались природным газом, подаваемым по бамбуковым трубам, причем газ поднимался с глубины 610 м (2000 футов) под поверхностью. [145] Буровая коронка для рытья скважин приводилась в действие командой мужчин, прыгающих на балку и спрыгивающих с нее, в то время как буровой инструмент вращался тягловым животным, обычно волами или буйволами . [146] Скважины, вырытые ханьцами для сбора рассола, могли достигать сотен метров (футов) под поверхностью Земли. [147] Были обнаружены шахты, датируемые династией Хань, которые достигают глубины в сотни метров (футов) под землей, с просторными подземными помещениями, сконструированными из деревянных каркасов, а также лестницами и оставленными железными инструментами. [148]
Существуют литературные упоминания эпохи Хань о высоких башнях, найденных в столицах; они часто служили сторожевыми башнями, астрономическими обсерваториями и религиозными учреждениями, призванными привлекать благосклонность бессмертных . [149] Придворные евнухи Чжао Чжун и Чжан Ран отговаривали отчужденного императора Лина из Хань (годы правления 168–189 н. э.) подниматься на верхние этажи высоких башен (утверждая, что это принесет неудачу), чтобы скрыть от него огромные дворцовые особняки, которые евнухи построили для себя в Лояне. [150] Неизвестно наверняка, являются ли миниатюрные керамические модели жилых башен и сторожевых башен, найденные в гробницах династии Хань, полностью верными изображениями таких деревянных башен, однако они раскрывают важные подсказки об утраченной деревянной архитектуре. [151]
Существует лишь несколько существующих керамических моделей многоэтажных башен доханьской и западной ханьской эпох; большая часть из сотен башен, найденных до сих пор, были сделаны в период восточной ханьской эпохи. [151] Модели башен могли быть обожжены как единое целое в печи или собраны из нескольких различных керамических частей, чтобы создать единое целое. [152] Ни одна башня не является копией другой, но у них есть общие черты. [152] У них часто был обнесенный стеной двор внизу, балкон с балюстрадами и окнами на каждом этаже, черепица на крыше, покрывающая и скрывающая потолочные стропила , человеческие фигуры, выглядывающие из окон или стоящие на балконах, дверные молотки и домашние животные, такие как собаки, в нижнем дворе. [153] Возможно, наиболее прямыми доказательствами того, что миниатюрные керамические модели башен являются точным воспроизведением реальных деревянных башен ханьской эпохи, являются узоры плитки. [154] Художественные узоры, обнаруженные на круглых плитках, покрывающих карнизы на миниатюрных моделях, в точности соответствуют узорам, обнаруженным на реальных ханьских черепицах, найденных при раскопках в таких местах, как королевские дворцы в Чанъане и Лояне, и даже на плитках оригинального Храма Белой Лошади . [154]
Помимо башен, другие керамические модели эпохи Хань демонстрируют различные типы зданий. Сюда входят многоэтажные склады , такие как зернохранилища , дворовые дома с многоэтажными залами, киоски , обнесенные стеной башни ворот, мельницы, мануфактуры и мастерские , загоны для животных, надворные постройки и колодцы. [155] Даже модели одноэтажных фермерских домов показывают большое количество деталей, включая черепичные крыши, дворы, ступени, ведущие к дорожкам, фермерские дворы с желобами и бассейнами, парапеты и туалеты. [156] Модели зернохранилищ и складов имели черепичные крыши, кронштейны доугун , окна и опоры на сваях, поднимающие их над уровнем земли. [157] Модели колодцев эпохи Хань иногда имеют крошечные черепичные крыши, поддерживаемые балками, в которых размещается канатный блок , используемый для подъема ведра. [158]
Чтобы облегчить торговлю и связь, а также ускорить процесс сбора налогов и передвижения военных войск, правительство Хань спонсировало строительство новых дорог, мостов и водных путей каналов . [159] К ним относятся ремонтные и реставрационные работы на ирригационной системе Дуцзянъянь в Сычуани и канале Чжэнго в Шэньси , оба из которых были построены предыдущим государством Цинь . [37] Приняв предложение Ни Куаня , в 111 г. до н. э. император У поручил Эру возглавить проект по созданию расширений канала Чжэнго, которые могли бы орошать близлежащую местность, возвышающуюся над основным каналом. [160] Поскольку со временем на дне канала Чжэнго скопилось большое количество ила (что привело к наводнению), в 95 г. до н. э. был инициирован еще один проект по забору оросительной воды из более высокого течения реки Цзин, что потребовало углубления нового канала длиной 100 км (62 мили) по контуру выше Чжэнго. [160] Государство Хань также поддерживало систему дамб для защиты сельскохозяйственных угодий от сезонных наводнений. [161]
Время от времени ремонтировались дороги, деревянные мосты, почтовые станции и ретрансляционные станции, в то время как строилось много новых объектов, таких как эти. [162] Как писали ханьские авторы, дороги, построенные во времена Хань, были утрамбованы металлическими трамбовками, однако существует неопределенность относительно используемых материалов; Джозеф Нидхэм предполагает, что это были щебень и гравий. [163] Ширина дорог варьировалась от узких тропинок, где одновременно могла пройти только одна лошадь или вол, до больших магистралей, которые могли вместить одновременно девять конных колесниц в ряд. [164] Укрепленные ханьские дороги были построены вплоть до Шаньшаня ( Лоулань ) недалеко от пустыни Лоп , в то время как ханьские войска использовали маршруты, которые проходили к северу от пустыни Такла-Макан в направлении Кашгара . [165] Обширная сеть дорог, укрепленных проходов и деревянных мостов, построенных через стремительные потоки в крутых ущельях гор Цинь , была консолидирована во времена Хань, известная как галерейные дороги . [166] Во время правления императора У дороги строились для соединения недавно завоеванных территорий в том, что сейчас является провинцией Юньнань на крайнем юго-западе, а также Корейского полуострова на крайнем северо-востоке. [167]
Одним из наиболее распространенных типов мостов, построенных во времена Хань, был деревянный мост с балками , описанный в литературных источниках и изображенный на рельефах, вырезанных на кирпичах гробниц. [168] Доказательства существования арочных мостов неуловимы: один из них, расположенный за пределами южных ворот Чэнду , как утверждается, относится к периоду Хань, в то время как построенный Ма Сянем ( кит .馬賢) (ок. 135 г. н. э.), безусловно, был балочным мостом. [169] Рельефная скульптура из гробницы Хань в провинции Сычуань показывает арочный мост с плавным изгибом, что позволяет предположить, что он сегментарный, хотя использование таких мостов не полностью подтверждено. [170] Хотя в источниках Хань встречаются редкие упоминания о простых подвесных мостах , они упоминаются только в связи с путешествиями в зарубежные страны в Гималаях , Гиндукуше и Афганистане , что свидетельствует о древности изобретения там. [171] Плавающие понтонные мосты, сделанные из лодок, закрепленных железными цепями, строились во времена Хань (некоторые даже пересекали реку Хуанхэ и реку Янцзы ) и чаще всего использовались в военных целях, поскольку их можно было легко собрать, а затем разобрать. [172]
Многие из убеждений, которых придерживались врачи эпохи Хань, известны современным историкам по таким текстам, как медицинский корпус «Внутреннего канона Желтого императора» ( Хуанди нэйцзин ), который был составлен в период с 3 по 2 век до н. э. и упомянут в « Книге поздней Хань» . [173] Из этого и других текстов ясно, что их метафизические убеждения в пяти фазах , а также в инь и ян диктовали их медицинские решения и предположения. [174] Китайцы эпохи Хань верили, что каждый орган в теле связан с одной из пяти фаз (металл 金, дерево 木, вода 水, огонь 火, земля 土) и имеет два канала циркуляции ци ( китайский :任督二脉). [173] Если эти каналы были нарушены, медицинские тексты Хань предполагают, что человек должен употреблять съедобный материал, связанный с одной из этих фаз, который будет противодействовать предписанной фазе органа и таким образом восстанавливать здоровье. [173] Например, китайцы верили, что когда сердце, связанное с фазой огня, заставляет человека становиться вялым, то следует есть кислую пищу, потому что она связана с фазой дерева (которая способствует огню). [173] Китайцы Хань также верили, что с помощью диагностики пульса врач может определить, какой орган тела испускает « жизненную энергию » ( ци ) и какими качествами она обладает, чтобы выяснить точное расстройство, которым страдает пациент. [175] Несмотря на влияние метафизической теории на медицину, тексты Хань также дают практические советы, такие как правильный способ выполнения клинического вскрытия для удаления абсцесса . [176] В «Хуанди нэйцзин» отмечались симптомы у людей с различными заболеваниями печени, сердца, селезенки, легких или почек в течение 24-часового периода, что было признанием циркадного ритма , хотя и объяснялось в терминах пяти фаз. [177]
В своих «Основных медицинских сокровищах Золотой палаты » ( Jinkui yaolue ) Чжан Чжунцзин ( ок. 150 – ок. 219 н. э. ) был первым, кто предположил, что регулируемая диета, богатая определенными витаминами, может предотвратить различные типы заболеваний , идея, которая привела Ху Сыхуэя (ок. 1314–1330) к назначению диеты, богатой витамином B1 , для лечения бери-бери . [178] Главной работой Чжана был « Трактат о холодовых травмах и различных расстройствах» ( Shanghan zabing lun ). [179] Хуа То (ум. 208 н. э.) был врачом, который изучал Хуанди нэйцзин и стал сведущим в китайской гербологии . [180] Хуа То использовал анестезию у пациентов во время операции и создал мазь, которая должна была полностью заживлять операционные раны в течение месяца . [180] В одном из диагнозов больной женщины он расшифровал, что она носила в своей утробе мертвый плод , который он затем удалил, излечив ее от недугов. [180]
Исторические источники говорят, что Хуа То редко практиковал прижигание и иглоукалывание . [180] Первое упоминание об иглоукалывании в китайской литературе появилось в « Хуанди нэйцзин» . [181] Иглы для иглоукалывания, сделанные из золота, были найдены в гробнице ханьского царя Лю Шэна (ум. 113 г. до н. э.). [182] Некоторые высеченные на камне изображения иглоукалывания датируются Восточной эпохой Хань (25–220 гг. н. э.). [182] Хуа То также писал о якобы продлевающих жизнь упражнениях гимнастики . [180] В медицинских текстах II в. до н. э., раскопанных в Мавандуе , иллюстрированные схемы положений гимнастики сопровождаются описательными названиями и подписями. [183] Вивьен Ло пишет, что современные физические упражнения тайцзи и цигун произошли от гимнастики эпохи Хань. [184]
Картографирование в Китае предшествовало династии Хань. Поскольку две шелковые карты IV века до н. э. из государства Цинь (найденные в Ганьсу , отображающие регион около реки Цзялин ) показывают измеренное расстояние между местами сбора древесины, Мэй-лин Сюй утверждает, что их следует считать первыми известными экономическими картами (поскольку они предшествуют картам римского географа Страбона , ок. 64 г. до н. э. – 24 г. н. э.). [185] Карты периода Хань также были обнаружены современными археологами, например, те, что были найдены вместе с шелковыми текстами II века до н. э. в Мавандуе . [185] В отличие от карт Цинь, карты Хань, найденные в Мавандуе, используют более разнообразное использование картографических символов, охватывают большую территорию и отображают информацию о местном населении и даже указывают местоположение военных лагерей. [186] На одной из карт, обнаруженных в Мавандуе, показаны позиции военных гарнизонов Хань , которые должны были атаковать Наньюэ в 181 г. до н. э. [187]
В китайской литературе самое древнее упоминание карты относится к 227 г. до н. э. [188] «Обряды Чжоу» ( Zhouli ), составленные во времена Хань и прокомментированные Лю Синем в I в. н. э., упоминают использование карт для правительственных провинций и округов, княжеств, пограничных границ и мест расположения руд и минералов для горнодобывающих предприятий. [188] Первый китайский географический справочник был написан в 52 г. н. э. и включал информацию о территориальных подразделениях, основании городов, местных продуктах и обычаях. [189] Пэй Сю (224–271 гг. н. э.) был первым, кто подробно описал использование градуированной шкалы и геометрически нанесенной сетки координат . [190] Однако историки Говард Нельсон, Роберт Темпл и Рэйф де Креспиньи утверждают, что существует достаточно литературных свидетельств того, что ныне утерянная работа Чжан Хэна 116 г. н. э. установила геометрическую сетку координат в китайской картографии (включая строку из Книги Поздней Хань : «[Чжан Хэн] начертил сеть координат вокруг неба и земли и рассчитал на ее основе»). [191] Хотя есть предположения, подкрепленные сообщением в «Записях великого историка» Сымы о том, что гигантская рельефная карта, представляющая империю Цинь, находится в гробнице Цинь Шихуанди, известно, что небольшие рельефные карты создавались во времена династии Хань, например, одна, сделанная из риса военным офицером Ма Юанем (14 г. до н. э. – 49 г. н. э.). [192]
В 1975 году в Гуанчжоу была обнаружена древняя верфь , которая теперь датируется концом 3-го века до н. э., построенная либо во времена династии Цинь (221–206 гг. до н. э.), либо в начале династии Западная Хань. [28] Она имела три большие платформы, на которых можно было строить деревянные корабли длиной 30 м (98 футов), шириной 8 м (26 футов) и грузоподъемностью 60 тонн. [28] Другая верфь Хань в нынешней провинции Аньхой имела государственную морскую мастерскую, где собирались боевые корабли. [193] Широкое использование железных инструментов во времена династии Хань было необходимо для создания таких судов. [28]
Расширение династии Хань на юг привело к появлению новых торговых путей и дипломатических контактов с иностранными королевствами. В 111 г. до н. э. император У завоевал королевство Наньюэ на территории современного северного Вьетнама и провинций Гуандун , Гуанси и Юньнань ; после этого он открыл морскую торговлю как с Юго-Восточной Азией , так и с Индийским океаном , поскольку иностранные купцы привозили в империю Хань лазурит , жемчуг , нефрит и стеклянную посуду . [194] Когда группа путешественников из Римской империи (предположительно дипломаты Марка Аврелия, но, скорее всего, римские купцы ) прибыла ко двору Хань в 166 г. н. э. , они предположительно прибыли по этому южному торговому пути. [195] По крайней мере, к I в. н. э. — как доказывают миниатюрные модели кораблей Восточной Хань, найденные в различных гробницах — китайцы могли бы смело преодолевать далекие воды с помощью нового рулевого изобретения — руля, установленного на корме . Это пришло на смену менее эффективному рулевому веслу . [196] В то время как Древний Китай был родиной различных конструкций кораблей, включая многослойные и укрепленные башенные корабли, предназначенные для спокойных вод озер и рек, конструкция джонки ( jun船), созданная в I веке, была первым мореходным парусным судном Китая. [197] Типичная джонка имеет квадратный нос и корму , корпус с плоским дном или корпус в форме карвелла без киля или ахтерштевня , а также сплошные поперечные переборки вместо структурных ребер, встречающихся в западных морских судах. [198] Поскольку у китайской джонки не было ахтерштевня, руль крепился к задней части корабля с помощью либо гнезда и челюсти, либо блока и тали (что отличалось от более поздней европейской конструкции штыря и педали XII века). [199] По словам автора III века, джонки имели продольное вооружение и паруса. [200]
Хотя конные и бычьи повозки и колесницы со спицами существовали в Китае задолго до династии Хань, литературные свидетельства указывали на изобретение тачки только в I веке до н. э. , в то время как расписные фрески на стенах гробниц Хань II века н. э. показывают, что тачка использовалась для перевозки грузов. [201] В то время как упряжь «горло-и-подпруга» все еще использовалась во многих частях древнего мира (оказывая чрезмерное давление на шеи лошадей), китайцы помещали деревянное ярмо на грудь своих лошадей со следами от дышла колесницы к IV веку до н. э. в государстве Чу (как видно на лаковых изделиях Чу ). [202] К временам Хань китайцы заменили это тяжелое ярмо более мягким нагрудным ремнем. [203] На заключительном этапе эволюции современный конский хомут был изобретен в Китае к V веку, в период Северная Вэй . [204]
Поворотная катапульта , известная как тяговый требушет , существовала в Китае со времен Сражающихся царств (о чем свидетельствует Моцзы ). [205] Она регулярно использовалась во времена династии Хань как осаждающими, так и осажденными. [205] Наиболее распространенным метательным оружием, использовавшимся во времена династии Хань, был небольшой ручной арбалет, активируемый спусковым крючком (и в меньшей степени многозарядный арбалет ), изобретенный в Китае в VI или V веке до нашей эры. [206]
Китайцы хань также применяли химическое оружие . При подавлении крестьянского восстания около Гуйяна в 178 году н. э. у императорских войск хань были конные колесницы, перевозившие мехи , которые использовались для закачивания порошкообразной извести ( оксида кальция ) в мятежников. [207] Они также поджигали зажигательные тряпки, привязанные к хвостам лошадей, чтобы испуганные лошади проносились через вражеские ряды и нарушали их строй. [207]
Чтобы сдержать преследование марширующей пехоты или конницы, китайцы-ханьцы делали колючки (железные шары с острыми шипами, торчащими во всех направлениях), которые можно было разбрасывать по земле и пронзать ступни или копыта тех, кто не знал об их существовании. [27]
СМИ, связанные с династией Хань, на Викискладе?