¿Cómo se inventaron los cuatro grandes inventos de China?
En primer lugar, la invención de la pólvora
La pólvora fue inventada por los antiguos alquimistas chinos en el proceso de refinar la alquimia. La primera pólvora utilizada por el hombre fue la pólvora negra, inventada por los trabajadores de nuestro país hace más de 1.000 años. Su invento es mundialmente famoso y es conocido como uno de los cuatro grandes inventos de la ciencia y la tecnología chinas antiguas. Ocupa una posición importante en la historia de la química.
El principal componente de la pólvora es el salitre como agente oxidante. El nitrato figura como medicamento de primera calidad en la "Materia Médica de Shen Nong", escrita en las dinastías Qin y Han, es decir, la base material para la invención de la pólvora se había establecido antes. Las dinastías Qin y Han también fueron cuando la alquimia se hizo popular. Para refinar el elixir de la vida, los alquimistas quemaban varias medicinas juntas. El hardware, ocho piedras (varias medicinas minerales), tres amarillos (azufre, rejalgar, oropimente), mercurio y salitre son medicinas de uso común en la alquimia. Entre ellos, los alquimistas están orgullosos del cinabrio, que es una combinación de mercurio y tres amarillos. Pero si se mezclaban salitre y tres amarillos, arderían y explotarían, lo que llevó a la invención de la pólvora. Justo después de que se inventara la pólvora, también se introdujo en la medicina. El "Compendio de Materia Médica" dice que la pólvora puede curar llagas, tiñas, humedad y epidemias. La razón más importante es la invención de la pólvora en la práctica de elaborar elixires caseros.
La pólvora arde cuando se expone al fuego y explota en un recipiente relativamente cerrado. Su fórmula de reacción química es cercana a: 2kno 3+3c+s = N2(+3co 2(+K2S+169 kcal), con una pequeña cantidad de co, K2CO3 y KSO4. Al quemarse, se libera una gran cantidad de gas y calor. producido, y el volumen de repente se expande a varios miles.
El principio de combustión y explosión de la pólvora no es difícil de entender para la gente ahora, pero siempre ha sido un misterio en la antigüedad. Ahora la gente puede hacerlo fácilmente. pólvora. No sé cuántos años les llevó a los trabajadores resumir la fórmula simple de la pólvora. La invención de la pólvora fue el resultado del arduo trabajo de los trabajadores en la antigua China y se mejoró gradualmente con el desarrollo de la pólvora. La producción y el progreso de la sociedad.
La invención de la pólvora es inseparable de la alquimia. Los antiguos estuvieron expuestos durante mucho tiempo a las materias primas de la pólvora: el salitre, el azufre y el carbón vegetal. se quemaría accidentalmente. Existe un proceso de comprensión de las propiedades de los tres componentes principales de la pólvora.
Comprensión y uso tempranos del carbón vegetal Durante las dinastías Shang y Zhou, el carbón vegetal se usaba ampliamente para fundir metales. La gente sabía que el carbón vegetal era mejor combustible que la leña. Cortar leña y quemar carbón se ha convertido en un trabajo secundario para los agricultores. El azufre existe de forma natural, pero la gente entró en contacto con él antes. aguas termales, porque estimula directamente los sentidos de las personas. Además, poco a poco se reconocen algunas propiedades del azufre. Además de sus efectos especiales sobre determinadas enfermedades de la piel, también se reconocen algunas propiedades químicas del azufre. con mercurio para formar sulfuro de mercurio, que tiene propiedades cercanas a los productos naturales. Es muy valorado por los alquimistas que practican la alquimia. El azufre se utiliza a menudo cuando intentan refinar "oro líquido" y "píldoras reductoras" a partir del mercurio. actividad, se supo además que el azufre es venenoso, fácil de incendiar y difícil de "capturar".
¿Cómo aliviar sus propiedades medicinales? La gente utilizaba el llamado "método del fuego sumergible". , que es un método para mezclar azufre con otras sustancias inflamables, calentarlo o quemarlo para cambiar sus propiedades medicinales. La invención de la pólvora y el fuego sumergible del azufre están estrechamente relacionados. La introducción de nitrato es la clave para la preparación de la pólvora. El primer nitrato dominado por los antiguos fue probablemente el nitrato que estuvo en el suelo al pie de la casa durante mucho tiempo. Pruébelo sobre una llama. La fórmula de la reacción química es aproximadamente: 4KNO3+5C = 2K2CO3+3CO2 (+ 2N2. (. En esta reacción, el salitre es un oxidante. Debido a sus propiedades químicas activas, el salitre puede interactuar con muchas sustancias, por lo que En alquimia, el salitre se usa a menudo para cambiar las propiedades de otras drogas. En el proceso de usar salitre, las personas También domino el método para distinguir el salitre del sulfato de sodio. Tao Hongjing de las dinastías del Sur y del Norte señaló: "Quémalo y será cierto". Esto es similar al método para distinguir el salitre del sulfato de sodio. El KNO3 mediante reacción de llama creó las condiciones para el posterior uso a gran escala del salitre.
La comprensión de las propiedades del carbono, el azufre y el nitrato creó las condiciones para la invención de la pólvora. El desarrollo de la alquimia se remonta al siglo XIX. A más tardar en la dinastía Tang, cuando se descubrió durante experimentos de reducción de azufre que una mezcla de salitre, azufre y carbón vegetal ardía violentamente al encenderse. El quinto volumen de "Jia Zhu Shenpin Alchemy" reimprime el "Método Fu Sulphur" escrito por Sun Simiao, médico y alquimista de principios de la dinastía Tang. Se puede ver en este registro que en ese momento, Sun Simiao ya dominaba las características de las reacciones violentas cuando se mezclaban y encendían nitrato, azufre y carbono, por lo que prestó atención a tomar medidas para enterrar el contenedor bajo tierra para controlar la reacción. acelerar y evitar explosiones. Obviamente, esto es un resumen de la experiencia después de una práctica repetida.
Según los registros, un libro de alquimia llamado "Un breve tratado sobre el maravilloso camino de Zhenyuan" escrito por Zheng Siyuan en la dinastía Jin Occidental decía que alguien quemó azufre, salitre, rejalgar (As2S3) y miel juntos. Como resultado, las llamas se elevaron, quemándole el rostro y las manos, llegando al techo y quemando la casa. Este tipo de experimentos repetidos, la acumulación continua de experiencia y la mejora gradual de la comprensión finalmente permitieron a las personas dominar la preparación de la pólvora. Experimentos similares también se registran en el segundo volumen de "La integración del plomo y el mercurio", y también hay lecciones sobre fallas, para aprender a aprovechar las propiedades de combustión y explosividad de esta mezcla.
En segundo lugar, la invención de la brújula
En la antigüedad, la gente solía cortar finas hojas de hierro en forma de pez. El vientre del pez era ligeramente cóncavo, como un pequeño barco. . Después de ser magnetizado, flota en el agua y puede guiarse hacia el norte. En aquella época se utilizaba como juego. Cui Bao de la dinastía Jin del Este mencionó una vez este "pez guía" en "Notas antiguas y modernas".
Zeng Gongliang de la dinastía Song del Norte registró los métodos de producción y uso del pez guía en la "Teoría general de los cinco clásicos": "Córtalo con una fina hoja de hierro, de cinco centímetros de largo y cinco minutos de ancho. , con la cabeza y la cola como la punta de un pescado. Quemarlo con fuego de carbón. Poner el wok de hierro y el pescado en la olla de hierro como primer fuego, sumergir el pescado en la palangana y dejarlo. Se coloca en un recipiente plano en un lugar sin viento y el pez flotará en el agua. Su primera dirección es siempre el mediodía. "Este es un método de magnetización artificial que utiliza el campo magnético de la Tierra para magnetizar láminas de hierro. Es decir, colocar la pieza de hierro al rojo vivo en dirección al meridiano. Las moléculas dentro de la lámina de hierro caliente están en un estado relativamente activo, lo que hace que las moléculas de hierro se alineen en la dirección del campo magnético terrestre para lograr la magnetización. Esta disposición se puede arreglar rápidamente sumergiéndola en agua, y el grado de magnetización se puede aumentar inclinando la cola ligeramente hacia abajo. La invención del método de magnetización artificial jugó un papel muy importante en la aplicación y desarrollo de la brújula. Este es también un acontecimiento importante en la historia del desarrollo del magnetismo y el geomagnetismo. Shen Kuo de la dinastía Song del Norte mencionó otro método de magnetización artificial en "Bi Tan de Meng Qian": "La familia Fang puede usar imanes para guiarse, los técnicos en ese momento usaban imanes para frotar agujas de coser para hacer". Las agujas son magnéticas. Desde el punto de vista actual, este es un método que utiliza el campo magnético de los imanes naturales para hacer que la disposición de los dominios magnéticos en la aguja de acero tienda a una cierta dirección, haciendo así que la aguja de acero parezca magnética. Este método es más simple que el método geomagnético y el efecto de magnetización es mejor que el método geomagnético. La invención del método de fricción no solo fue la más antigua del mundo, sino que también creó las condiciones para la aparición de instrumentos prácticos de señalización magnética. Shen Kuo también habló sobre varios fenómenos en el proceso de magnetización del método de fricción en la "Charla complementaria Bi Tan · de Meng Qian": "Si los imanes se usan ojo por ojo, serán nítidos y generales. Alguien señala hacia el norte y no miedo a la piedra... Al contrario, debería haber La diferencia entre norte y sur no se ha estudiado en profundidad "Es decir, cuando se frota una aguja de coser con un imán, a veces apuntará hacia el norte. Desde el punto de vista actual, todos los imanes tienen dos polos magnéticos, N y S. La dirección de la aguja de coser es diferente cuando se magnetiza, por lo que la dirección después de la magnetización también es diferente. Pero Shen Kuo no sabía esta verdad. Realmente documentó este fenómeno y admitió francamente que no había pensado profundamente en ello. Espero que las generaciones futuras puedan explorar esto más a fondo. En cuanto a los métodos de instalación de las agujas magnéticas, Shen Kuo introdujo cuatro métodos:
1. Flotación en agua: coloque algunas mechas en la aguja magnética y déjela flotar en el agua para indicar la dirección.
2. Método de rotación del borde del recipiente: coloque la aguja magnética en el borde del borde del recipiente y la aguja magnética podrá girar para indicar la dirección.
3. Método de rotación de la uña: coloque la aguja magnética en la uña. Dado que la superficie de la uña es lisa, la aguja magnética puede girar libremente para indicar la dirección.
4. Método para colgar en el crepúsculo: aplique un poco de cera en el medio de la aguja magnética, pegue un trozo de seda y cuélguelo en un lugar sin viento para indicar la dirección.
Shen Kuo también comparó cuatro métodos. Señaló que la mayor desventaja del método de flotación de agua es que la superficie del agua se sacude fácilmente, lo que afecta los resultados de la medición. La rotación del labio del cuenco y la rotación de las uñas son flexibles debido a la baja fricción, pero se caen fácilmente. Shen Kuo enfatizó el método del ahorcamiento, que creía que era un método ideal y práctico. De hecho, los cuatro métodos señalados por Shen Kuo han resumido los dos sistemas de dispositivos de brújula hasta ahora: aguja de agua y aguja seca.
"Meng Qian's Bi Tan" es un libro sobre la ciencia y la tecnología china antigua escrito por Shen Kuo (1031-1095). El libro trata algunas cuestiones sobre el magnetismo y las brújulas.
En la dinastía Song del Sur, Chen introdujo otro método para hacer guías de peces y tortugas en "Guang Ji". Este tipo de pez sin dedos es diferente al registrado en "Wu Jing Tong Lun". Utilice un trozo de madera del tamaño de un dedo para tallar la forma de un pez. Coloque un imán natural en el vientre del pez de madera, con el polo S del imán apuntando hacia la cabeza del pez. Después de sellarlo con cera, se inserta una aguja en la boca del pez para convertirlo en un pez sin dedos. Hazlo flotar en el agua con una guía de cabeza de pez, que también es un tipo de aguja de agua.
La tortuga guía turística era un dispositivo nuevo y popular en ese momento. Coloque un imán natural en el abdomen de la tortuga de madera, cave un agujero liso debajo del abdomen de la tortuga de madera, alinéelo y colóquelo en un clavo de bambú puntiagudo que se encuentra en posición vertical sobre la tabla de madera para que la tortuga de madera quede colocada. un punto de apoyo fijo y que gira libremente. Debido a que la fricción en el punto de apoyo es muy pequeña, la tortuga de madera puede girar el riel guía libremente. En aquella época, no se utilizaba para la navegación, sino para la ilusión. Pero este fue el precursor de la brújula árida que vendría después.
La tortuga guía turística se inventó no más tarde del año 1325. El bloque de madera está tallado en forma de tortuga, con un imán incrustado en el centro del vientre de la tortuga. La tortuga de madera se coloca sobre un pilar puntiagudo, apuntando al norte y al sur respectivamente cuando está en reposo.
En tercer lugar, la invención de la fabricación de papel
El papel, como material de escritura, no siempre ha existido. Según la leyenda, existían registros de nudos en la antigua China. En ese momento no había palabras y mucho menos papel para escribir.
La escritura en las dinastías Shang y Zhou ya estaba madura, pero antes de que existiera el papel, nuestros antepasados habían ideado varias formas de registrar la escritura. Al principio, tallaban personajes en los plastrones de las tortugas y en los omóplatos de vacas, ovejas y otros animales. Los caracteres grabados en estos huesos de oráculo se denominan "inscripciones de huesos de oráculo"; después del Período de Primavera y Otoño y el Período de los Reinos Combatientes, nuestros antepasados comenzaron a utilizar nuevos materiales de escritura: tiras de bambú y escrituras de seda. Las tiras de bambú son un nombre colectivo para varias cosas. Pica la madera de bambú en trozos largos y estrechos y luego alisa la superficie. Las tiras de bambú o madera largas y estrechas que se utilizan para escribir se llaman tiras de bambú o tiras de madera, y las tiras de bambú o tiras de madera anchas se llaman tiras de bambú o tiras de madera.
Las Janes varían en longitud, algunas miden tres pies de largo y otras solo cinco pulgadas. Las Escrituras y las leyes generalmente se escribían en tablillas de dos pies y cuatro pulgadas. Las letras miden un pie de largo, por eso los antiguos las llamaban "letras".
¿De qué estaba hecho el primer papel que se fabricó en China? Cuando se habla de la etimología de "papel", Xu Shen de la dinastía Han del Este escribió el primer diccionario claro y sistemático de mi país, "Shuowen Jiezi", diciendo que "papel" proviene de este. Esto muestra que el papel antiguo estaba relacionado con la seda.
Nuestros antepasados plantaron moreras, criaron gusanos de seda y enrollaron seda para tejer telas hace mucho tiempo. Los gusanos de seda se cultivaban antes de la dinastía Shang y, a principios de la dinastía Han Occidental, el tejido de seda había ocupado una posición importante en la economía social. En aquella época, la seda se tejía a partir de los mejores capullos y el hilo de seda se elaboraba con los restantes capullos pobres. Al hacer hilo de seda, primero hierva los capullos de gusanos de seda, lávelos y luego bátelos sobre una estera empapada en agua hasta que los capullos se vuelvan pulposos, y luego saque el hilo de seda en una sola pieza. Esta es lana flotante. Después de usar hilo dental, una capa de hebras entrelazadas inevitablemente se adherirá al tapete debido al uso frecuente del hilo dental. Cuando la estera se seca, se adhieren finas láminas de seda formadas a partir del flóculo residual. La gente lo quitó y descubrió que parecía seda y que podía usarse para escribir. Los antiguos lo llamaban "armonía". El método de producción de Heti ha brindado una gran inspiración a la gente y es un comienzo importante en la fabricación de papel en la antigua China. Después de continuas exploraciones y experimentaciones, finalmente se inventó con éxito el papel de fibra vegetal.
¿Cuándo se inventó el papel de fibra vegetal? No hay ningún registro en libros antiguos, pero en 1933, arqueólogos chinos descubrieron un trozo de papel de cáñamo del período del emperador Xuan de la dinastía Han Occidental en el sitio de la torre de baliza de la dinastía Han en Lop Nur, Xinjiang. En 1957, se encontró un montón de papel de cáñamo en una tumba de la dinastía Han Occidental en Baqiao, Xi'an, provincia de Shaanxi. Fue despegado y dividido en más de 80 pedazos. Debido a que fue desenterrado en Baqiao, se le llamó "Papel Baqiao". Está datado en el siglo II a.C. Este es el papel de fibra vegetal más antiguo jamás descubierto.
Con el desarrollo de la producción y el progreso de la sociedad, nuestros antepasados continuaron buscando nuevos materiales de escritura, y finalmente inventaron el material de escritura ideal, que es el papel. La invención de la fabricación de papel en China se ha atribuido durante mucho tiempo al eunuco Cai Lun de la dinastía Han del Este. Esto se debe a que hay un registro claro en el "Libro del Han posterior: Biografía de Cai Lun": "Desde la antigüedad, se han compilado muchas tiras de bambú, y quienes usan seda lo llaman papel, que es costoso e inconveniente para La gente de Lun Nai creó esta idea, usando corteza, cabezas de cáñamo, telas para cubrir y redes de pesca como papel. El emperador era bueno usándolo, por lo que se llamó "Papel Cai Lun" en la "Biografía" posterior. No afirma que el papel fue inventado por Cai Lun. Liu Zhen y Yan, los autores de "Han Ji", fueron contemporáneos de Cai Lun. Antes de la dinastía Tang, "Dongguan Han Ji" se consideraba la "historia oficial" de la dinastía Han del Este. Solo dice que "Cai Lundian hizo papel para Fang Shang", lo que significa que cuando Cai Lundian fue nombrado Fang Shang, él era responsable de hacer papel para Fang Shang (Taller Real de Artesanía). Aunque "Dongguan Han Ji" se ha perdido desde la dinastía Song, su texto original todavía se puede encontrar en citas de libros de las dinastías Sui y Tang. Se puede ver que la afirmación "Cai Lun inventó la fabricación de papel" no es muy precisa.
La práctica de las excavaciones arqueológicas en este siglo también ha sacudido la afirmación de Cai Lun de que se inventó el papel. Primero, en 1933, el Sr. Huang Wenbi descubrió un papel antiguo en el sitio de la torre de baliza de la dinastía Han en Lop Nur, Xinjiang. Era un trozo de papel de cáñamo de unos 40 centímetros de largo y 100 centímetros de ancho. Ma se puede ver claramente en el papel, y también se encontró en el mismo lugar una tablilla de madera del primer año de la dinastía Han (48 a. C.). Entonces, este trozo de papel debería ser una reliquia cultural de la dinastía Han Occidental.
Luego, en 1957, se desenterró de nuevo papel antiguo de principios de la dinastía Han Occidental en Baqiao, un suburbio del oeste de China. Era aproximadamente un siglo anterior al papel de Lop Nur, Xinjiang, y había docenas. de piezas. Después de investigaciones y análisis realizados por el profesor Pan Jixing, experto en historia de la ciencia y la tecnología, se confirmó que el papel Baqiao está hecho principalmente de cáñamo y una pequeña cantidad de fibra de ramio. Por tanto, es el papel de fibra vegetal más antiguo del mundo. En 1973-1974, se desenterró nuevamente papel de cáñamo del siglo I a. C. en el sitio de la dinastía Han en Shuijinguan, Juyanshou, Gansu. Estos hechos indican claramente que los trabajadores de nuestro país inventaron la fabricación de papel ya en la dinastía Han Occidental.
Los hechos anteriores ilustran claramente que China había inventado la fabricación de papel ya en el siglo II a.C., a principios de la dinastía Han Occidental. El papel producido en esa época ya podía usarse para escribir y pintar, dos o tres años después. antes del siglo "Cai Lun". Pero a principios de la dinastía Han Occidental, el papel de cáñamo era áspero y difícil de escribir. En el siglo II d. C., Cai Lun, un alto funcionario de la corte imperial, utilizó suficiente mano de obra y recursos materiales para supervisar y organizar un lote de papel fino. Aunque Cai Lun no fue el primer inventor del papel, mejoró la tecnología de fabricación de papel, amplió las fuentes de materias primas para su fabricación y aprovechó al máximo la corteza, los trapos, las cabezas de cáñamo, las redes de pesca y otros materiales de desecho, reduciendo así el costo del papel. especialmente el uso de corteza de árbol. La piel es la precursora de la pulpa de papel. En este sentido, Cai Lun surgió históricamente como productor y promotor de papel. Sus actividades fueron beneficiosas para el desarrollo de la fabricación de papel, por lo que su papel no debe descartarse por completo.
En el proceso de fabricación del papel de cáñamo en la dinastía Han, según experimentos de simulación realizados por trabajadores científicos, materiales como cabezas de cáñamo y trapos generalmente se remojaban en agua para que se hincharan, luego se cortaban con un hacha y luego lavado con agua Retire lodos e impurezas, luego remoje y cocine con ceniza vegetal. Las impurezas como lignina, pectina, pigmentos y aceites que originalmente quedaron en las materias primas de la fabricación de papel se pueden eliminar aún más, lavar con agua limpia y luego enviarlas a macerar.
Se puede observar que los trabajadores de la dinastía Han utilizaban estos sencillos equipos para fabricar papel de fibra vegetal a partir de residuos textiles. De hecho, este es un evento importante en la historia de la química y un invento importante.
En cuarto lugar, la invención de la imprenta
China es el primer país del mundo en inventar la imprenta. La impresión es la técnica de producir material impreso a partir de dibujos o dibujos originales.
En los primeros días de la imprenta, las imágenes y los textos se grababan en tablas de madera y se imprimían con tinta. Este método todavía se utiliza en marcas de agua grabadas en madera, conocidas colectivamente como "impresión en madera" (también conocida como "impresión en madera"). El predecesor de la impresión en madera fue el corte de sellos, que era popular en BC, y los calcos e inscripciones en tablillas que aparecieron más tarde. Después de la aparición de tecnologías de producción como la fabricación de papel y tinta, se inventó gradualmente la tecnología de impresión en madera. La impresión en bloque apareció por primera vez en Luoyang. Después de 60 años de mejoras en la fabricación de papel, apareció la impresión en madera, para uso exclusivo del emperador.
La invención y desarrollo de la imprenta atravesó un largo período histórico. Durante las dinastías Sui y Tang, desde la segunda mitad del siglo VI hasta la primera mitad del siglo VII, apareció la impresión en madera. Al principio se utilizaba principalmente entre el pueblo, especialmente para imprimir almanaques familiares, libros de agricultura y libros de medicina. En el siglo IX apareció la impresión en madera a gran escala. Durante las dinastías Song del Norte y Qing (1041-1048 d. C.), Bi Sheng, un plebeyo, inventó los tipos móviles de arcilla y comenzó la historia de la impresión de tipos móviles. En el segundo año de Dade de la dinastía Yuan (1298 d. C.), Wang Zhen creó los tipos móviles de madera e inventó la bandeja de composición tipográfica giratoria, que elevó la impresión de tipos móviles a un nuevo nivel. En la antigua China, los artesanos de la imprenta también creaban la impresión en color. Además, también se desarrolló la impresión de tipos móviles fabricados con paredes de hierro, estaño, plomo y otros metales.
El material impreso más antiguo del mundo es el Sutra del Diamante, impreso en el noveno año de Tang Xiantong (868 d.C.). Tiene 4877 mm de largo y 244 mm de alto y está hecho de siete finas láminas pegadas entre sí. Hay una imagen de Sakyamuni predicando al principio del volumen, y al final del volumen hay una inscripción: "El 15 de abril, el noveno día de Xiantong, Wang (Wang + Jie) dio limosna a dos familiares". Originalmente escondido en la Cueva de los Mil Budas en Dunhuang, provincia de Gansu, fue emitido en 1899.
Ahora. Fue robado por el inglés Stan en 1907 y ahora se encuentra en el Museo Británico de Londres, Inglaterra).
Durante las dinastías Sui y Tang, la impresión en madera de China se extendió primero a Corea, Japón, Vietnam, Filipinas, Irán y otros países, y luego a África y Europa. No fue hasta finales del año 14 d.C. que aparecieron en Europa los productos de impresión con bloques.