第四十一章：蔡倫改進造紙術(shù)/制造地動儀
蔡倫改進造紙術(shù)：
談到中國的造紙術(shù)，就不能不說到蔡倫。他在造紙技術(shù)的發(fā)明和發(fā)展上的卓越貢獻將彪炳史冊，萬古流芳。
蔡倫，字敬仲，桂陽人，是東漢時期杰出的科學家。蔡倫從東漢明帝劉莊末年開始在宮禁做事。漢和帝劉肇登基之后，他很快成了和帝最寵信的太監(jiān)之一，負責傳達詔令，掌管文書，并參與軍政機密大事。
史載蔡倫非常有才學，為人敦厚正直，曾多次直諫皇帝。因為其杰出才干，他被授尚方令之職，負責皇宮用刀、劍等器械的制造。在他的監(jiān)督之下，這些器械都制造得十分精良，后世紛紛仿效。
在做尚方令期間，蔡倫系統(tǒng)總結(jié)了西漢以來造紙方面的經(jīng)驗，并進行了卓有成效的試驗和革新。在原料的利用方面，他不僅變廢為寶，大膽取用麻頭及敝布、漁網(wǎng)等廢品為原料，而且獨辟蹊徑，開創(chuàng)利用樹皮的新途徑。此舉使造紙技術(shù)從偏狹之處掙脫出來，大大拓寬了原料來源，降低了造紙的成本，使紙的普及應用成為可能。更值得一提的是，他用草木灰或石灰水對原料進行浸漚和蒸煮的方法，既加快了麻纖維的離解速度，又使其離解得更細更散，大大提高了生產(chǎn)效率和紙張的質(zhì)量。這也是造紙術(shù)的一項重大技術(shù)革新。
元興元年（公元105年），蔡倫將自造的紙呈給漢和帝，受到大力贊賞，朝野震動。人們紛紛仿制，“天下咸稱‘蔡候紙’”。安帝年間（公元114年），和帝的皇后鄧太后因蔡倫久侍宮中，做事勤懇且頗有成績，封他為龍亭候。
后來蔡倫被卷入一起宮廷事件，起因是竇后（漢章帝的皇后）讓他誣陷安帝祖母宋貴人。等到安帝親政，著手調(diào)查這件事情，讓蔡倫自己到廷尉處接受懲罰。蔡倫覺得很受屈辱，就自殺了。
蔡倫雖然死了，但是他對造紙技術(shù)的貢獻將永存史冊。蔡候紙的出現(xiàn)，標志著紙張取代竹帛成為文字主要載體時代的到來。廉價高質(zhì)量的紙張，有力地促進了知識、思想的大范圍傳播，使古代大量文字信息得以保存，促進了人類文明的進步。
在造紙術(shù)沒有發(fā)明以前，我國古代使用龜甲、獸骨、金石、竹簡、木牘、縑帛作為書寫材料。龜甲、獸骨、金石對書寫工具要求很高，需要刻。簡牘呢，笨重不便，而且翻閱起來，中國串的繩很容易斷裂，造成順序混亂?？V帛雖輕便，可是價格十分昂貴，一般人消費不起。紙的發(fā)明，滿足了人們對輕便廉價的書寫材料的迫切需求，引發(fā)了書寫材料的一場空前的革命。
造紙術(shù)一經(jīng)發(fā)明，就被人們廣泛使用。在以后的朝代里，人們對造紙術(shù)進行不斷的改良和提高，工藝越來越先進，紙的質(zhì)量也越來越高，品種也越來越豐富。造紙的主要原料也從破布和樹皮發(fā)展到麻、柯皮、桑皮、藤纖維、稻草、竹以及蔗渣等等。
我國發(fā)明的造紙術(shù)，對世界文明影響深遠。造紙術(shù)大約在7世紀初傳入朝鮮，隋時傳入日本。8世紀，唐朝工匠將造紙術(shù)傳入阿拉伯，在撒馬爾罕見起造紙廠，此后又傳入巴格達。10世紀傳入大馬士革、開羅，11世紀傳入摩洛哥，13世紀傳入印度，14世紀傳入意大利，然后傳到德國和英國，16世紀傳入俄國和荷蘭，17世紀傳入美國，19世紀傳入加拿大。
潘吉星在《造紙術(shù)的發(fā)明和發(fā)展》一文中這樣總結(jié)道：“我國古代在造紙技術(shù)、設備、加工等方面為世界各國提供了一套完整的工藝體系?，F(xiàn)代機器造紙工業(yè)的各個主要技術(shù)環(huán)節(jié)，都能從我國古代造紙術(shù)中找到最初的發(fā)展形式。世界各國沿用我國傳統(tǒng)方法造紙有1000年以上的歷史?！睆纳鲜稣撌鲋校覀儾浑y看出，我國的造紙術(shù)在公元前2世紀到18世紀的2000多年里，一直處于世界領先水平。
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制造地動儀：
在世界自然科學史上，中國有一位國際上公認的能與哥白尼和伽利略齊名的科學家，他的名字叫張衡。
張衡是世界十大文化名人之一，他多才多藝，是我國古代偉大的科學家、發(fā)明家、文學家、史學家和畫家。他的才能世所公認。
張衡（公元78年～公元139年），字平子，HEN省南陽縣石橋鎮(zhèn)人，出生于一個官僚家庭。他的祖父張堪曾做過多年的太守，但為官清廉，沒有什么財產(chǎn)留下，再加上他父親早死，所以家境比較清貧。
張衡從小就開資聰敏，好學深思。他不僅熟讀儒家經(jīng)典，而且還花了很多時間去讀司馬相如和楊雄等人的賦，表現(xiàn)出對文學的強烈興趣。
青年時代的張衡，已經(jīng)不再滿足于閉門讀書，他渴望游歷，多接觸實際，從而開闊眼界，增長見識。公元94年，16歲的張衡遠游三輔。他在游覽名山大川的時候，不忘考察古跡，采訪民情，調(diào)查市井交通等。此行不僅大大增長了見識，而且為他后來創(chuàng)作《二京賦》積累了大量的素材。
離開三輔，張衡來到京都洛陽。在洛陽求學的五六年里，張衡結(jié)識了一批青年才俊，如經(jīng)學大師馬融、政論家王符以及科學家崔瑗等。在此期間，張衡寫了《定情賦》、《七辯》等文學作品，名噪一時。隨后，他接受南也太守鮑德的邀請，擔任掌管文書的主簿官。
在工作閑暇之余，張衡創(chuàng)作了著名的《二京賦》，轟動一時。任職9年后，張衡回到家中，開始研讀楊雄的《太玄經(jīng)》。這是一部研究宇宙現(xiàn)象的哲學著作。通過研究《太玄經(jīng)》，張衡的興趣從文學創(chuàng)作轉(zhuǎn)向宇宙哲學的探索，經(jīng)過不懈努力，他最終在天文歷算方面取得了巨大的成就。
公元111年，張衡被征召做了郎中，后來又做過太史令。張衡為人耿直，升遷很慢，他曾兩次出任太史令，先后長達14年之久。太史令的工作，讓張衡在天文歷算方面作出了杰出的貢獻。
經(jīng)過觀察研究，他斷定地球是圓的，月亮的光源是借太陽的照射而反射出來的。他還認為天好像雞蛋殼，包在地的外面；地好像雞蛋黃，在天的中心。這種學說雖然不完全準確，但在1800多年以前，能得出這種科學結(jié)論，不能不使后來的天文學家感到欽佩。
張衡還用銅制作了一種測量天文的儀器，叫做“渾天儀”，上面刻著日月星辰等天文現(xiàn)象。
那個時期，地震發(fā)生頻繁。張衡記錄了地震的現(xiàn)象，經(jīng)過細心的考察和試驗，發(fā)明了一個預測地震的儀器，叫做“地動儀”。
地動儀是用青銅制造的，形狀類似酒壇，四周刻鑄了8條龍，龍頭朝著8個方向。每條龍的嘴里含了一顆小銅球；龍頭下面，蹲著一個銅制的蛤蟆，蛤蟆的嘴大張著，對準龍嘴。哪個方向發(fā)生了地震，朝著那個方向的龍嘴就會自動張開，把銅球吐進蛤蟆的嘴里，發(fā)出響亮的聲音，發(fā)出地震的預報。
公元138年2月的一天，地震儀對準西方的龍嘴突然張開，吐出了銅球。
過了幾天，有人騎著快馬來向朝廷報告，離洛陽1000多里的金城、隴西一帶發(fā)生了大地震，還出現(xiàn)了山體崩塌。
張衡還制造了許多奇巧的器物，如候風儀、指南車和能在空中飛的木鳥等，可惜都已經(jīng)失傳了。他還計算出圓周率是3.1622，雖然現(xiàn)在看來不準確，但在當時還是十分精確的。
后來，張衡因彈劾奸佞不成，被迫到河間任太守。在職期間，他打擊豪強，頗有作為，公元138年，張衡被調(diào)回京師出任尚書。此時，東漢政權(quán)已越來越腐敗，張衡感覺回天乏力，于公元139年在悲憤與絕望中死去。
張衡以及他的天文學成就，譜寫了東漢科學史絢爛的華章，也構(gòu)筑了我國古代天文學家史上一座熠熠生輝的豐碑。