1.4 華夏文明的創新歷史
中華民族具有悠久的創新文明歷史，習近平總書記指出，“中國人民是具有偉大創造精神的人民。在幾千年歷史長河中，中國人民始終辛勤勞作、發明創造，我國產生了老子、孔子、莊子、孟子、墨子、孫子、韓非子等聞名于世的偉大思想巨匠，發明了造紙術、火藥、印刷術、指南針等深刻影響人類文明進程的偉大科技成果，創作了詩經、楚辭、漢賦、唐詩、宋詞、元曲、明清小說等偉大文藝作品，傳承了格薩爾王、瑪納斯、江格爾等震撼人心的偉大史詩，建設了萬里長城、都江堰、大運河、故宮、布達拉宮等氣勢恢弘的偉大工程”。燦爛的文明歷史，輝煌的創新文化，讓我們引以自豪，是我們的寶貴財富，成為我們繼續前進的動力。
1.4.1 工程技術的創新歷史
中華民族發明創造的歷史源遠流長。廣義上講，從古人類遺址發掘出的火的使用和保存遺跡以及石器、骨器、陶器、飾品、谷殼等，證實了發源于黃河、長江流域的華夏民族遠古時代已經在生生不息探索、創造著文明。在距今約7000年前的新石器時代中期，以河姆渡文化、仰韶文化為代表的中華文明顯示著迷人的魅力，磨制石器種類豐富，制作精美，制陶技術顯著進步，出現慢輪修整口沿的技術，農業和畜牧業獲得高度發展，長江流域已進入到灌溉農業階段。
青銅器時代是中華民族創新歷史的一個標志階段。中國的青銅文化起源于黃河、長江、珠江流域，距今約5000年，止于公元前5世紀，相當于考古上的紅山文化與良渚文化時代，經歷了夏、商、西周至春秋時期約1500多年的歷史。商代晚期至西周前期，中國青銅時代達到鼎盛，也是奴隸制發展的典型時期。青銅鑄造工藝相當成熟，出土的大量精美青銅禮器、武器與工具另人嘆為觀止。具有劃時代意義的青銅冶煉鑄造技術，是在紅銅冶鑄的基礎上發展起來的。中國是世界上青銅器發明最早的地區之一。中國青銅時代和早期鐵器時代的青銅藝術珍品，向世人展示了中國真正意義上工程技術的萌生、發展和變化的歷史。
鐵器時代是人類發展史中一個極為重要的時代，它標志著人類生產工具的質的飛躍，是生產力發展的有力實證。當人們在冶煉青銅的基礎上逐漸掌握了冶煉鐵的技術之后，鐵器時代就到來了。中國目前發現的最古老冶煉鐵器是甘肅省臨潭縣磨溝寺洼文化墓葬出土的兩塊鐵條，距今3510～3100年之間。生鐵的鑄造技術出現在春秋時代，比歐洲早1800年。公元前513年，晉國鑄出了世界上最早見于文字記載的重約270千克鑄鐵件型鼎。戰國時期的著作《管子》中記載：出鐵之山三千六百九。春秋戰國之后鐵器開始盛行，鋼鐵技術的產生、鑄造、鍛造和柔化處理等機械熱加工技術在這個時期有了很大的發展。
中國古代鍛造技術的精湛是無可爭辯的。春秋末期已經掌握了經反復鍛打去除雜質和氧化物的塊煉熟鐵技術。《天工開物》中專門有“錘鍛”一篇，記述了冶鐵、冶銅以及工農業生產中常用的工具生產工藝。鋼和鐵是不同的。沒有高超的煉鋼和淬火工藝，就不可能有所謂的神刀神劍。中國的煉鋼技術至少有2500年的歷史。從春秋墓葬發現的鋼劍說明在春秋晚期鋼的冶煉和淬火工藝就已成熟。
東漢時期已經出現了不同形狀和用途的齒輪和齒輪系，有棘輪，也有人字齒輪。特別是在天文儀器方面已應用了比較精密的齒輪系。張衡利用漏壺的等時性制成水運渾象，以漏水為動力通過齒輪系使渾象每天等速旋轉一周。公元132年張衡創制了世界上第一臺地震儀，即候風地動儀。漢代紡織技術和紡織機械也不斷發展，綾機已成為相當復雜的紡織機械。
唐宋時期的水動力機械有了很大發展。水轉大紡車專供長纖維加捻，主要用于加工麻紗和蠶絲。麻紡車較大，全長約9米，高2.7米左右。它與人力紡車不同，裝有錠子32枚，結構比較復雜和龐大，有轉錠、加捻、水輪和傳動裝置四個部分。用兩條皮繩傳動使32枚紗錠運轉。這種紡車用水力驅動，工效較高，每車每天可加拈麻紗100斤。水轉大紡車是中國古代紡織機械方面的一個重大成就。
明初的造船業已有很大進展。鄭和下西洋的船隊是當時世界上最大的船隊。鄭和所乘的船長約137米，張12帆，舵桿長11米多，是古代最大的遠洋船舶。當時的機械制造主要靠手工操作。大者如千鈞錨，是靠人工先鍛成四爪，然后依次逐節鍛接。小者如制針用的冷拔鋼絲，也用手工制成。
明朝的宋應星編著和出版了《天工開物》，記錄了許多先進的工藝技術和科學創見，它反映出當時的農業和手工業的生產技術水平；記載了不少有關機械制造和產品性能的情況，內容涉及泥型鑄釜、失蠟法鑄造以及鑄錢等鑄造技術，還記述了千鈞錨和軟硬繡花針的制造方法、提花機和其他紡織機械以及車船等各種交通工具的性能和規格等。《天工開物》被稱為中國17世紀的工藝百科全書。
中華民族工程技術的發展歷史不但悠久，而且成就十分輝煌，不僅對中國的物質文化和社會經濟的發展起到了重要的促進作用，而且對世界技術文明的進步做出了重大貢獻。
1.4.2 工程技術的創新實例
（1）水輪筒車
我國是有著幾千年農耕文明的歷史，對水力利用最早的記載則是在公元紀年前后的漢代。中國古人發明了桔槔、轆轤、翻車等提水工具，其中有些工具在今天一些鄉村仍然在使用，這些工具是最早的水力裝置，主要對于井水等生活用水的提取。水輪的發明是農業灌溉的起源，它也是一種提水設施，據資料記載是東漢時代的科學家畢嵐所創造，據今有1800余年。它的主要功能是利用水流速度轉動水車把低處的水引到高處，從而產生機械動力做功。水輪的發明促進了水力的應用，后來的多種水力機械裝置都是在水輪的基礎上進行改進的，比如筒車（圖1-13），筒車的主要機構是一個水輪，其原理為：在水流很急的岸旁打下兩個硬樁，制一大輪，將大輪的軸擱在樁叉上。大輪上半部高出堤岸，下半部浸在水里，可自由轉動。大輪輪輻外受水板上斜系有一個個竹筒，岸旁湊近輪上水筒的位置，設有水槽。當大輪受水板受急流沖激，輪子轉動，水筒中灌滿水，轉過輪頂時，筒口向下傾斜，水恰好倒入水槽，并沿水槽流向田間。此種筒車日夜不停車水澆地，不用人畜之力，功效很高。筒車的水筒與水輪聯成一體，既是接受水力的驅動構件，又是提水倒水的工作構件，其機構簡明緊湊，設計構思巧妙。
圖1-13 水輪筒車
（2）水密隔艙
水密隔艙是一項重要的中國傳統手工技藝（圖1-14）。這一種船舶結構是中國勞動人民在造船方面的一大發明，它具有多方面的優越性，大約發明于唐代。1960年，在江蘇揚州出土的唐代木船即設置有水密隔艙，這是世界上目前所發現的最早的水密隔艙。宋元時期，中國船舶已普遍設置了水密隔艙，而西方船只，直至公元18世紀才有水密隔艙。所謂水密隔艙，就是用隔艙板把船艙分成互不相通的一個一個艙區，在航海的時候如果有少數船艙漏水的話還可以保證船不會沉沒，也有利于貨物的裝卸和管理，該技藝是人類造船史上的一項偉大發明，對提高航海安全性起到了革命性作用，充分體現了古代中國勞動人民的非凡智慧和卓越才能。
圖1-14 水密隔艙
（3）指南車
指南車又稱司南車，是中國古代用來指示方向的一種裝置。它與指南針利用地磁效應不同，不用磁性，是利用機械傳動系統來指明方向的一種機械裝置（圖1-15）。其原理是，靠人力來帶動兩輪的指南車行走，依靠車內的機械傳動系統來傳遞轉向時兩車輪的差動來帶動車上的指向木人與車轉向的方向相反角度相同，使車上的木人指示方向，不論車子轉向何方，木人的手始終指向指南車出發時設置木人指示的方向。
指南車是中國古代指示方向的一種車輛，也作為帝王的儀仗車輛。指南車起源很早，歷代曾幾度失傳幾度重制，但均未留下具體結構的資料，可能歷代的指南車結構也不盡相同，直至宋代才有較完整的資料。在黃帝和周公時期就有指南車的傳說，后世朝代流有許多關于指南車的記載。據史書記載，東漢張衡、三國時代魏國的馬鈞、南齊的祖沖之都曾制造過指南車。《宋史》中記載了宋代兩種指南車，對指南車的具體結構、各齒輪大小和齒數都有詳細記載。據此可知，宋代的指南車肯定是齒輪傳動系統，依靠機械傳動系統的定向性。
圖1-15 指南車
分析思考題
1.黨的“十九大”提出了“中國特色社會主義進入了新時代”科學思想和論斷。其中“新時代”一詞在“十九大”報告中出現了36次。請梳理相關詞句，想一想不同歷史階段“新時代”一詞的深刻內涵，結合“中國制造2025”“一帶一路”等國家發展倡議寫出自己的感想。
2.以下是“十九大”報告中的一段文字，分析其中從哪幾方面闡明了國家建設和發展的創新驅動內涵。