世界古代中期科技史- 第5部分

已进入普遍使用铁器的时代；后又传至地中海沿岸国家。印度进入铁器　

的时代不甚清楚，但在孔雀王朝初期，铁器的制造和使用已很普遍了。　

　　　　　冶铁的原理和冶铜的原理基本相同，所以青铜冶铸技术的发展，已　

为冶铁技术的产生奠定了基础。最早的冶铁技术大多采用“固体还原　


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法”，即“块炼铁”。在冶炼时，将铁矿石和木炭一层夹一层地放入炼　

炉中，经过长时间650～1000℃的高温烧炼和木炭的还原作用，矿石就冶　

成了固体状铁块。这种铁结构疏松、呈海绵状，孔隙中夹杂有许多氧化　

物，含碳量很低，性质柔软，不适于应用，中国古人称之为“恶金”。　

经过一段摸索过程，人们认识到块炼铁可以经过反复加热和锤打压延，　

挤出其中夹杂的氧化物而变得坚实并柔韧不脆，就可制成各种器物。而　

在反复锻打块炼铁的实践中，人们又总结出了块炼铁渗碳成钢的经验，　

这就是“块炼钢”的冶炼技术。中国战国时期，钢制武器已渐增多起来。　

　　　　　几乎在块炼铁出现的同一历史时期，中国就诞生和发展起了生铁冶　

铸技术。生铁是由铁矿石和木炭在高大的炉内通过高温熔炼而产生的。　

利用鼓风技术使炉温升高到1100～1200℃以上，就可得到液态铁水流集　

于炉底；其上覆盖的一层炉渣保护着铁水不被氧化。铁水从炉底流出冷　

却成块，就是生铁。　

　　　　　生铁的含碳量较高，在3％左右，质硬易碎，一般只能用来铸造一些　

粗笨的东西，锤锻则易坏。中国在春秋末期到战国初期，已将生铁用于　

铸造了。生铁冶铸技术改变了块炼铁及其加工费时费力、生产量低的弊　

端，为铁器的推广和普及打下了良好的基础。　

　　　　　早期生产的生铁是白口铁，其中的碳是以硬度很高的化合态的渗碳　

体形态存在的，铁性脆而硬，铸造性能好，但强度不够。为了克服它的　

脆性，中国在战国早期就创造了白口铁柔化处理技术，也就是生铁铸件　

　“退火”处理技术。将铸件加热到高温，保持较长时间的缓慢冷却，就　

会适当减低其硬度和脆性，增加其可塑性和冲击韧性，从而得到可锻铸　

件。“退火”技术的发明，使生铁的广泛应用成为可能，加快了铁器代　

替青铜器的历史进程。中国在战国的中晚期，已将这种工艺普遍应用于　

制造农具和兵器；欧美国家直到18和19世纪才发明了白心韧性铸铁和　

黑心韧性铸铁，比中国晚了两千多年。　

　　　　　含碳量低的块炼铁经过渗碳处理可以炼出块炼钢；含碳量高的白口　

生铁铸件在氧化性气氛中脱碳退火，将含碳量降低到铁的范围，而不析　

出或很少析出石墨，也可以得到钢。中国在战国初期就发明了铸铁脱碳　

钢技术。块炼渗碳钢件或退火过分的铸铁脱碳钢件，其坚硬程度都可能　

不足，这就推动人们在实践中摸索出了钢件的“淬火”处理工艺。至迟　

在战国晚期，中国已广泛使用了淬火技术。所谓淬火，即将钢件加热到　

高温后使之急速冷却（如急速浸入冷水或冷油中）。经淬火处理后的钢　

件，质地就变得坚硬，刃部也更锋利。淬火所用的冷却物质，最早大概　

都是水，后来又扩展到用动物的尿和脂肪。由于尿中含有盐分，冷却能　

力比水强；用脂肪淬火，高温时冷却快，低温时冷却慢。所以用尿和脂　

肪淬水，可以得到性能良好的钢件制品。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。纺织、染色和酿造技术　



　　　　　（1）纺织技术　

　　　　　人类穿着衣服大约已有几十万年的历史。最早人们为了御寒，只是　

把兽皮披在身上。在发明了针之后，就学会按人体形态缝制衣服。在中　

国的北京周口店山顶洞发现的一根大约是13000年前的骨针，长3。2厘　


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　　　　米，最粗处粗约3。3毫米，针身光滑，针眼很小，表明当时人类学会缝　

　　　　制衣服已有相当长的历史了。　

　　　　　　　　　大约在新石器时代的早期，人类已经掌握了利用植物纤维制成纺织　

　　　　品。最早的纺线方法很简单，在麻纤维的一端拴上一个小锤子，把它垂　

　　　　悬起来拉直纤维；然后把小锤捻转，于是就可把纤维绞结成一根长线。　

　　　　绞结好的线缠绕在锤柄上，并不断续以离散的纤维，就可以绞捻出很长　

　　　　的线来。至于早期的织布方法，现在已无从考查。很可能就是用的现在　

　　　　某些落后地区仍在使用的踞织机一样的织具。　

　　　　　　　　　古巴比伦王国时期，两河流域就有了织布这一手工业行业。他们要　

　　　　用亚麻和羊毛纺织，产品远销小亚细亚等地，用以换取他们缺乏的金属　

　　　　矿产和木材。　

　　　　　　　　　古埃及的纺织业也比较发达。曾经出土了一块第一王朝时期　（约公　

　　　　元前3000年左右）的亚麻布残片，其经纬线的密度为每平方厘米63×74　

　　　　根，表明他们的纺织技术已有相当高的水平。从一些图画上可以看出，　

　　　　埃及早期曾经有一种比较简陋的卧式织机；到新王国时期　（约公元前16　

　　　　—前11世纪），已使用一种悬式纺锭和由两人操作的立式织布机，可以　

　　　　织出幅面较宽的布了。　

　　　　　　　　　古印度是棉花的最早种植者，棉纺织技术就发源在那里。在哈拉巴　

　　　　文化时期，棉纺织业已较发达；虽然织物还很粗糙，但人们已经会给棉　

　　　　布染色。到了孔雀王朝时期，印度的棉纺织技术已达到相当高的水平，　

　　　　出现了一些以棉纺织品著称的地区和城市，它们的产品远销国外许多地　

　　　　　区，成为当时出口的大宗货物。印度的养蚕和丝织技术，是由中国传入　

　　　　的。在贵霜帝国（公元1世纪建立）时期，丝织业已在印度境内发展起　

　　　　来。　

　　　　　　　　　中国是世界上最早发明养蚕和丝织的国家，相传黄帝之妻嫘祖发明　

　　　　养蚕取丝，反映了中国丝织业生产的悠久历史。到春秋战国时期，蚕桑　

　　　　丝绸业已有很大发展，缫丝、纺纱、织造和印整的成套工艺和手工机器　

　　　　逐步完善。这是中国手工机器纺织业的形成时期。《禹贡》记载，黄河　

　　　　　中下游的兖州、青州、徐州、豫州和长江中下游的荆州、扬州，都盛产　

　　　　丝绸。近几十年来出土的春秋战国时期的丝织品，无花纹的有绡、纱、　

　　　　穀　（绉纱）、缟、纨；有花纹的有绮和锦等；还出土了丝棉被、丝绳、　

　　　　丝带和刺绣等，充分反映了当时丝织业发展的高水平。至于蚕丝的种类，　

　　　　战国晚期的《尔雅·释虫》中记载，野蚕有樗（chù，音出，即臭椿）蚕、　

　　　　棘蚕、栾蚕、蚢蚕四种；家蚕只有蟓一种，即今之桑蚕。德国斯图加特　

　　　　西北20公里高村，前些年在一个克尔特部落首领的墓中，发掘出死者衣　

　　　　物上来自中国的丝绣品，其年代约在公元前550年前后。这是中国的丝　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　①　

　　　　织品在公元前6世纪传到欧洲的证明　。　

　　　　　　　　　利用麻类纤维纺织，在中国可以追溯到仰韶文化时代。春秋战国时　

　　　　期，丝绸一般只供贵族穿用，一般平民主要是穿麻葛织成的布，故称平　

　　　　民为“布衣”。对于麻织品的质量，当时已有统一的纱支标准。计算纱　

　　　　支的单位叫“升”。周代的麻布，布幅一般为二尺二寸（合现在一尺五　

　　　　寸）。若含80根经线，就叫一“升”。专供丧服之用的为3升；奴隶们　



①　参见仓孝和《自然科学史简编》，北京出版社1988　年版，第257—259　页。　


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穿的是7升的粗布；15升的缌布是作吉服的材料；最细的30升的布专用　

于制冕。这种轻纱的经线密度已达每厘米50根，相当于今天的府绸了。　



　　　　　（2）染色技术　

　　　　　染色是一项古老的化学工艺。随着麻、丝、棉等纺织业的发展，各　

种纺织品的染色技术也相应发展起来。　

　　　　　中国很早就利用矿物、植物染料对纺织物进行染色，并在长期的生　

产实践中，总结掌握了各类染料的制取和染色的工艺技术。西周时代，　

在“天官”下设有“染人”一职掌管染帛。春秋战国时期，染色工艺已　

有很大提高。　

　　　　　利用矿物染料对纺织品进行着色的方法称为“石染”。当时人们已　

发现了多种矿物染料。赭石即赤铁矿是最早用于染红色的染料，当时主　

要用于涂染作为囚衣的粗劣麻织物。朱砂　（硫化汞）的颜色红赤纯正浓　

艳，光牢度好，用于涂染贵重衣料。染黄的有石黄　（雄黄和雌黄）；染　

绿的有空青（又名石绿，即孔雀石）；染蓝的有石青（又名大青、扁青）。　

中国古代所用的植物染料种类很多，靛蓝是用得最早和最普遍的一种还　

原氧化染料。中国夏代已经种植蓝草了，蓝草中含有靛甙，从中可以提　

取靛蓝素。春秋战国时期，人们已掌握了用发酵法还原靛蓝。靛蓝染布　

色泽浓艳，牢度好，一直流传至今。茜草是染红色的主要染料，紫草是　

染紫色用的媒染性染料，染黄的植物染料更多。当时人们已经知道使用　

金属媒染剂了。植物染料和媒染剂的使用，大大丰富了颜色种类，在染　

色技术上是个重大突破。　

　　　　　在染色工艺上，春秋战国时期已有多次浸染的套色法，即将丝麻织　

物先后浸入溶有一种或多种不同颜色的染料中，从而染出不同深度的某　

种颜色，或染出其他各种变异色彩。若用两种不同染料套染，就可得到　

第三种色调。另外当时也已知道，青和黄可合为绿色，但以藤黄合靛青　

则为“苦绿”，即用不同的青色与黄色染料，合成的绿色也不相同。这　

些知识，都是从染工们长期的生产实践中总结出来的。　

　　　　　古埃及生产的亚麻布，作为衣料时染成红、黄、绿等色。所用染料　

大多是植物染料，如靛蓝和红蓝花。靛蓝可能来自东方国家。埃及人还　

常用茜根染成的布包裹木乃伊，表明他们也很早掌握了染色时使用含金　

属盐的媒染剂。　

　　　　　古巴比伦和亚述帝国，也使用了红蓝花染色，还制成一种名为“燕　

脂”的粉末状染料。波斯人在获得了蚕丝技术后，将染成红、绿、蓝等　

色的丝绢重价售往罗马帝国，因为罗马皇帝喜欢穿着彩色丝织品以向群　

臣和外国使者炫耀。　

　　　　　在古代地中海沿岸国家，盛产一种叫作“骨螺紫”的染料，是从海　

岸的一种蜗牛状贝类动物中提制出来的，能染出鲜艳的紫红色。这种染　

料远销欧洲各地，获利颇丰。在罗马帝国，这种价格昂贵的染料只有上　

层贵族才能享用。　

　　　　　印度古人也早就掌握了用各种天然染料染色。特别是印度产的靛　

蓝，古代就远销于中亚、西亚、北非一带，再被转运到地中海沿岸国家。　

东亚的朝鲜、日本及东南亚诸国，也以发达的染色技术制造出了多种染　

织品。美洲的印第安人，也很早就用当地的原料制出过多种染料。　


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　　　　　（3）酿酒技术　

　　　　　酿造也是一门古老的化学工艺。早在原始社会末期，人们就掌握了　

用谷物酿酒作饮料的技术。到了奴隶社会，酒被广泛用于宴饮和祭祀活　

动。中国龙山文化遗址中，就有大量陶制的酒器；到了商周时期，盛酒　

和煮酒用的青铜器和陶器如尊、卣、壶、爵、角、觚等已大量制造，有　

些青铜器上还有关于用酒的铭文。周代已设有“酒正”、“酒人”等专　

门掌管酒曲和酒品生产的职务。一些著作中，已总结记载了当时在酿酒　

过程中积累起来的技术经验。如《书经·说命》篇记载武丁的话：“若　

作酒醴，尔惟麴蘖；若作和羹，尔惟盐梅”。“醴”是一种甜酒，“麴　

蘖”即现在所说的酵母。《礼记·月令》更记载了造酒的六点注意事项：　

　“秫稻必齐，曲蘖必时，湛炽必洁，水泉必香，陶器必良，火齐必得”。　

从原料选择、制曲、渍料、蒸煮、用水、掌握火候到容器挑选，指点出　

各个环节的关键要求。特别应指出的是，古人通过长期酿酒的实践活动，　

总结出了利用某种微生物霉菌的生物化学作用，先使少量谷物发霉成“酒　

曲”，酿造时再用酒曲使大量谷物糖化和酒化而酿造出各种美酒，确实　

是一个既经济又有效的杰出的技术发明。　

　　　　　在埃及和西欧，古代也采用谷物或水果为原料，用发酵的方法酿酒。　

古埃及人在3000多年前就造出了麦酒；埃及和希腊的葡萄酒一直闻名世　

界。在中亚、西亚各国，葡萄酒也是重要产品之一，并在公元前2世纪　

传入中国。同样，美洲大陆的原居民族，也早就酿造出他们所喜用的酒。　

　　　　　与酿酒技术发展的同时，古人也掌握了用发酵的办法从谷物中酿造　

出醋、酱的酿造工艺。醋在中国古代又称“醯”、“酢”或“苦酒”。　

　《周礼·天官》中记载有“醯人”，是掌管酿醋的官吏。《论语》中也　

有“或乞醯焉”之语。酱和酱清（酱油）也是古代酿造工艺的产品，供　

作食用调料。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3。土木工程和建筑　



　　　　　（1）水利工程　

　　　　　水利建设自古就受到重视。古埃及根据尼罗河泛滥的特点，修建了　

一些大的灌区，把水储存起来，需要时再让水流回尼罗河。埃及历代国　

王都以在开凿沟渠、整修堤坝方面的功绩自夸。第一王朝的第一王美尼　

斯的一大功绩，即建造了孟斐斯城外的大堤坝和水库。