历史和技术发展历史手写报纸材料
在漫长的历史中，勤劳智慧的中国人民在自然科学和技术领域取得了巨大成就。
在古代天文、物理、化学、地学、医学、建筑、纺织、陶瓷、造船、水利建设等方面有突出成就。曾经在世界上占据领先地位，造纸术、印刷术、指南针、火药四大举世闻名的发明推动了整个人类文明的进步。
天文学
中国是世界上天文学发展最早的国家之一。
据文献记载，早在4000年前，帝尧就有了天官。
随着社会的进步，古代天文学发展迅速。
在天文观测方面，公元前16世纪中国就有天象的文字记载。他们先后留下了有关太阳黑子、彗星、流星、新星、太阳、月亮和五星的笔记，以及各种星图和星表，内容丰富，年代连续，其中许多是世界上最早的记录。在天文理论和天文仪器方面，他们创造了浑天说一样的知识渊博的宇宙观，发明了浑仪、简仪等天体测量仪器，照亮后世。在历法方面，早在公元前16世纪至公元前11世纪，中国就已经有了原始历法，并不断改革完善至今。既照顾农历新年，又考虑回归年，是一种独特的阴阳历。
中国古代天象编年史
早在新石器时代，中国的先民就注意到天气与天象的周期性变化有着密切的关系，于是开始观测太阳、月亮等天象。
此后，中国人民长期致力于观测和记录天文现象，并取得了辉煌的成就，留下了关于太阳黑子、彗星、流星和新星的各种记录。
这些天文编年史不仅内容详尽，年代连续，而且是世界上最早的记录，至今仍在现代天文学研究中发挥着重要作用，是极其珍贵的文化遗产。
带黑气的日出黄——太阳黑子的记录
太阳黑子是太阳表面的气体漩涡。因为它们的温度比太阳其他部分低，所以光线比其他部分暗。从地球上看，太阳表面似乎有黑点或斑块，所以也叫太阳黑子。
关于太阳黑子，中国有世界上最早的观测记录。
大约公元前140年，在《淮南子》一书中，有“日本和中国有一个女巫”的描述。
当今世界公认的最早的黑子记录是《汉书五行志》中和平元年(公元前28年)三月出现的黑子:“和平元年...三月已过，日出黄，有黑气如钱大，居日本中央。”这个记录详细而清晰地描述了太阳黑子的时间和位置。
欧洲最早的太阳黑子编年史是807年8月，当时被误认为是水星凌日。直到意大利天文学家伽利略1660发明了天文望远镜，太阳黑子才真正存在。
在此之前，我国历史上有101关于太阳黑子的记载。这些记录不仅有时间，还有形状、大小、位置和变化。
难怪美国天文学家海尔称赞说:“中国古代如此勤于观测天象，真是太神奇了。
他们观测太阳黑子的时间比西方早了约2000年，这在历史上被无休止地记录下来，非常正确可信。"
有一颗星进入北斗的记录——彗星。
彗星是一种绕太阳运行的轻质天体，具有独特的云状外观。
彗星包括彗发、彗核和彗尾。
彗尾是彗星靠近太阳时产生的，彗发中的气体和尘埃被太阳风和太阳的辐射压力推开。它的形状像一把大扫帚，所以在中国民间也被称为“扫把星”。
中国对彗星的观测和研究已有4000多年，拥有世界上最早、最完整的彗星记录。
中国古代将彗星称为“星”，《春秋》记载了鲁文公十四年(公元前613年)出现的彗星:“秋七月，一星入北斗。
“这是关于哈雷彗星的最早记录。
哈雷彗星是周期性彗星，每76年出现一次。从鲁文公十四年到清朝宣彤二年(公元1910)，哈雷彗星出现了31次，每次出现我国都有详细的记载。
如《史记·秦始皇本纪》记载:“始皇七年，彗星初出东，见北，见西，五月，...16号彗星又看见西方了。”这一段记录的年、月、日的数字和位置与现代科学家计算的完全一致。
到了战国时期，中国已经积累了丰富的观测彗星的经验。
长沙马王堆三号汉墓帛书中有29幅形状各异的彗星图。这些彗星的尾巴有宽有窄，有长有短，有直有弯，数量不一。彗星的头部有一个圆圈或圆点，圆心有一个小圆点或圆圈。这说明当时的人们已经注意到了彗星的不同形状，其观测的准确性在今天也具有科学价值。
关于彗尾的成因，中国较早就有了相对正确的解释。《晋书·田》记载:“彗星体无光，太阳有光，故晚见指东，晨见指西。
在日本的北方和南方，指的是太阳。
打败它的芒，或长或短...".
直到16世纪，欧洲一直误以为彗星是大气中的燃烧现象。
中国的彗星观测成果受到了现代西方天文学家的高度赞扬。
法国人巴尔德(Baldet)在研究了20世纪50年代的彗星轨道总表后说:“彗星的最佳记录(几乎没有例外)是中国的记录。”
新月和鑫茂有吃的——日食记录
日食是太阳被月亮遮住的现象。
当月球绕地球运行时，它有时会来到太阳和地球之间。这时月亮的影子落在地球表面，影子里的观察者会看到太阳被月亮遮住了。这是一次月蚀。
日食发生时，光芒四射的太阳会突然变暗，变成暗圆形的表面，但白天的天空会出现星星。这种奇特的景象对于不知道原因的古人来说是惊天动地的大事，自然也成为中国先民观测到的关键天文现象。
早在3000多年前，殷墟甲骨文中就有关于日食的记载。
《诗经·尹正篇》记载:“是秋朔，花聚于室...，鼓也打起来了，叫人走开……”描述了夏朝中康元年日食发生时人们惊慌失措的情景。
《诗经·潇雅》也以诗的形式记载了日食:“十月之交，艳阳高照，日日有食。”
从我国春秋时期到清代同治十一年(公元前770年-公元1874年)，共记录了985次日食，其中年月不符的只有8次没有日食，不到总数的1%。
日食的发生有一定的周期性。
中国是世界上较早发现日食周期的国家之一。
西汉末年，刘欣总结了一个周期，认为135个月会有23次日食。
中国大约从3世纪开始就能预报日食的初亏和最后一次接触的方向，到了唐代日食的预报更加准确。
星星像雨一样落在夜晚——流星的记录
在繁星点点的夜空中，经常可以看到一道白光掠过，那是流星。
有时候可以看到天空的某个区域有无数的光在飞来飞去，好像在下雨。这是一个壮观的流行雨现象。
流星和流星雨是尘埃粒子和称为流星体的固体块闯入地球大气层并与大气层摩擦产生的光迹。
中国人比其他国家更早地记录了对流星团和流星。
《竹书古书纪年》中有关于流星的记载:“夏帝十五年，夜星如雨落。”据《左传》记载，鲁庄公七年，“夏四月，夜不见星，星落如雨”，这是世界上最早的天琴座流星雨记录。
中国古代有记录的流星雨有180次。
中国人不仅记录流星，还能准确地指出陨石的来源:“星星落到地上，也是石头”(见《史记》官方记载。
)在欧洲，公元1768年发现了三块陨石。巴黎科学院推荐拉瓦锡做研究，他却得出结论:“石头在地上，不是埋着的，是打雷的，是破土而出的，不是从天上掉下来的。”直到公元1803年，欧洲人才知道陨石的起源。
房子里发现的客星——诺瓦斯和超新星的记录
一些通常非常暗的恒星突然爆发出比原来亮度强几千到几百万倍的光，这种现象称为新星，其中一些恒星的亮度增加到一亿甚至上亿倍，这种现象称为超新星。
后来逐渐淡化，仿佛是星空中的客人，所以被古人称为“客星”。
新星和超新星的出现在中国早有记载。
商代甲骨文记载了公元前14世纪天蝎座α星附近出现的一颗新星。
《汉志》中记载:“元光元年五月，客星见于室。”这个记录是公元前134年出现的新星。这颗新星是中外史书记载的第一颗。与其他国家的记载相比，中国的记载不仅注明了时间，还注明了地点。因此，法国天文学家毕奥在写《新星集》时，把《汉书》的记载列为第一。
18年末，有人通过望远镜在天官星附近发现了一个蟹状星云，命名为蟹状星云。
1921年，科学家在蟹状星云中发现了一颗脉冲星，它的周期最短，是目前已知的唯一一颗全波脉冲星。
根据蟹状星云的膨胀速度，这颗恒星应该是公元1054年爆发的超新星产生的。
这颗超新星在中国的史书《宋会姚记稿》中有详细的记载。
从商代到17世纪末，中国史书记载了约90颗新星和超新星，其中约12属于超新星。如此丰富系统的历代新星爆发记录，在世界各国中绝无仅有。
中国古代天体测量的成就
天体测量学是天文学中最古老、最基础的分支，主要研究如何确定恒星的位置以及恒星到达某一位置的时间。
中国古代天文学家设计制造了各种精密先进的天体测量仪器和天文台，在天体测量方面取得了巨大成就，留下了许多珍贵的星图、星表等史料。
浑天仪
中国古代使用的天体测量仪器主要有浑仪和简易仪器。表现天体视运动的仪器主要是象数。
(1)浑天仪是根据浑天仪理论来测量天体的仪器。
浑天学说是中国古代重要的宇宙学说，认为“浑天如鸡，天体圆如蛋球，地黄如鸡”。天空充满了水，由空气支撑着，地球漂浮在水面上。
天空大圆分为365.25度，浑天仪旋转轴的两端分别称为南极和北极，赤道垂直于天极，黄道与天空大圆斜交，黄色赤道的交角为24度。
浑天仪就是在这个基础上设计的。
我国浑仪的发明是在公元前4世纪到公元前1世纪之间(即战国中期到秦汉时期)。
早期的浑天仪比较简单。经过历代天文学家的改进，到了唐代，天文学家李设计了一种更加精密完善的天体黄道仪。
整个仪器分为三层，外层称为六合仪，包括地平仪、子午仪圈和赤道仪圈。
中间层称为陈三仪器，由黄道环、黄道环和赤道环组成。
内层称为四泳仪，包括四泳环和窥视孔。
现存的明代浑仪基本都是这种结构，不同的是取消了陈三仪中的白环，增加了二分环和二分环。
由于浑仪的圆环过于复杂，会遮住天空，影响观测，元代天文学家郭守敬将其简化，造出了简易仪器。
简装蜜环菌
元代天文学家郭守敬在公元1276年创造了测量天体位置的仪器。
由于唐宋时期结构复杂的浑仪经过创新简化，被称为简易仪。
包括相互独立的赤道装置和地平装置，以地球绕太阳公转一周的时间365.25天来划分。
简易仪器的赤道装置用于测量天体的去极化和感受性(赤道坐标)，其基本结构与现代望远镜中广泛使用的天体赤道装置相同。
它由两个支架组成，北高南低，支撑着南北方向的极轴。在极轴周围，有一个四向双环，四向环上的窥视孔两端装有十字准线，这是后来望远镜中十字准线的鼻祖。
固定的百年环和游荡的赤道环在极轴南端重叠。
为了减少百年环和赤道环之间的摩擦力，郭守敬在两环之间安装了四个小圆筒。这种结构和现代滚柱轴承的减少摩擦阻力的原理是一样的。
简仪的地平装置叫垂直运输仪，基本类似于现代的地平经纬仪。
它包括一个固定的纬纱环和一个可绕垂直线转动的直立的垂直输送环，并有一个窥视孔和一个边界标尺。
这个装置可以测量天体的方形位置和地平高度。
简易仪器的基架配有正方案，以校正仪器的南北方向。
到了明代，计改为日晷。
简仪的制造是我国天文仪器制造史上的一次大飞跃，是当时世界上的先进技术。
在欧洲，直到300多年后的1598，丹麦天文学家第谷才发明了类似的装置。
郭守敬创造的简易乐器，在清康熙五十四年(公元1715年)被传教士李稷安熔为废铜。
现在保存在南京紫金山天文台的简仪是明朝第二年到第七年(公元1437-1422)的复制品。
郭守敬(1231-1316)，河北邢台人，元代著名天文学家。
郭守敬从他的祖父郭蓉那里学习天文学、数学和水利。
他对天文学特别感兴趣，经常自己动手制作观测天象的天文仪器。
公元1276年，元太祖忽必烈下令编纂新历法，郭守敬奉命参加修订历法。
四年后，新历法《计时历》基本完成。
这是中国古代优秀的历法。在制作过程中，郭守敬做出了突出的成绩。
郭守敬在创制历法之初就提出“历法起源于考，考之器不先于器”。
因此，他在三年之内设计了12种新的天文仪器，如简易仪、高计、星盘计时仪、垂直仪、日食仪、精致仪等，在精密程度和精度上都大大超过了前人。
此外，他还是一位杰出的水利专家和地理学家，主持了多项重要的水利工程，至今受到中外专家的赞誉。
浑象，假天象
浑象浑象是一种表演天体视运动的乐器。
它把太阳、月亮、二十八星座、赤道、黄道画在一个球面上，使人们可以不受时间的限制，随时了解当时的天象。
白天可以看到当时天上看不到的星星和月亮，位置还不错；你也可以在阴天和晚上看到太阳的位置。
它可以用来显示太阳、月亮和其他星星在西方升起和落下的时间和方位，也可以形象地解释夏天白天长，冬天夜晚长的原因。
中国的第一头大象是公元前70至50年由耿寿昌创造的。
后来，历代都非常重视大象的制造。很多天文学家，比如张衡一行，苏颂，都设计过。现在这些物件都没了，唯一的清代天体也算是对古象的模仿。
假天体大多是站在球外的人，便于计算坐标和观测星空，但对于象征天空来说不够逼真。
宋代的苏颂和韩公廉共同开发了一种可以从内部观看影像的装置。
它的球面上有一个小洞，对应天上的星星。当人们进入球体时，他们可以看到一点光，如天空中的星星。球体旋转时，“天上的星星，昏厥和晚(晓)都在窍中见。
“这种假天象仪可以说是现代天象仪的鼻祖。
登封观景台
中国古代天文台，位于河南省登封县，由元代天文学家郭守敬于65438年至0279年设计制造。
观景台平面呈正方形，边长16余米，台高9.40米，台北石亭长31.19米，俗称测方。
天空标尺和观景台形成了一个巨大的尺度，诗鬼生活在子午线方向。
在GUI表面的中心和两侧有刻度来测量阴影长度。
根据光束在诗鬼平台上投影长度的变化，确定了春分、夏季至日、秋分和冬季至日，并划分为四季。
为了观察准确，郭守敬还发明了“精符”，即在一片宽二寸、长四寸的铜片上扎一个小孔，放在一个支架上，在贵府面上来回移动。利用小孔成像原理，将太阳和面光束通过景福小孔清晰逼真地投射在贵福面上。
当光束阴影平分太阳像时，就可以测出太阳阴影的长度。
星图目录
中国古代取得了大量的天体测量成就，为后人留下了许多珍贵的星图和星表。
星表是恒星测量坐标的汇编。
大约在公元前4世纪的战国时期，任伟人石申写了一部8卷的《天文学》，后来被称为《石氏行经》。
虽然宋以后失传，但我们今天仍能从唐代的天文著作《开元詹静》中看到它的一些片段，并从中整理出一份石的星表，包括28个星座和115颗恒星的赤道坐标位置。
这是世界上最古老的目录之一。
星图是天文学家观测恒星的图像记录，真实地反映了一定时期内天文学家在天体测量方面取得的成就。
同时，它是天文学家认识和测量恒星的重要工具，其作用就像地理学中的地图。
早在先秦时期，中国古代天文学家就开始绘制星图。
现存最早的描绘在纸上的星图是唐代的敦煌星图。
唐代敦煌星图最早发现于敦煌藏经洞。它于1907年被英国斯坦盗走，至今仍保存在伦敦博物馆。
画于公元940年，共有1，350颗星星。其特点是赤道区采用圆柱投影，极区采用球面投影，与现代星图的绘制方法相同。它是中国最早采用圆形和水平两种画法的星图。
1971年，河北省张家口市宣化区一座辽代墓葬中发现一张星图。
该图绘制于公元1116年，用于墓顶装饰。星图用直径为2.17米的圆绘制，绘制方式为封面图案。地图中央镶嵌了一面直径35厘米的铜镜，外圈是中国的二十八夜，最外层是起源于巴比伦的十二生肖，从中可以看到天文领域的中外文化。
1974年，在河南洛阳北郊一座北魏墓的顶部，又发现了一幅绘于北魏孝昌二年(公元526年)的星图。全图有300多颗星星，有的用直线连成星座。最明显的是北斗七星，淡蓝色的银河在中央贯穿南北。
全图直径7米。
这张星图是我国最早的考古发现之一，幅面大，恒星多。
现存于苏州博物馆的《苏州石刻天文图》是世界上现存最古老的石刻星图之一。刻于1247(南宋丁伟年)，主要依据1078 ~ 1085(北宋元丰年)的观测结果。
地图高约2.45米，宽约1.17米。图中有1434颗星星，位置准确。
全图银河清晰，河汉分叉，细致入微，引人入胜，一定程度上反映了当时天文学的发展水平。
指南针的发明
在古代，人们常把薄薄的铁叶切成鱼的形状，鱼的腹部略凹，像一只小船。磁化后浮在水面，可指南北。
那时候是当游戏用的。
东晋的崔宝曾在《古今笔记》中提到过这种“导盲鱼”。
北宋曾公亮在《五经总论》中载有导鱼的制作和使用方法:“以薄铁叶割之，长二寸，宽五分，头尾如鱼之尖，以炭火烧之。侯同池，以铁镬、铁锅鱼为初火，尾正，蘸盆，密器止。
使用时，将水碗平放在无风处，鱼在水面上，使其漂浮，头部始终在午后。“这是一种人工磁化方法，利用地球磁场来磁化铁片。
也就是把烧红的铁片放在子午线方向。
炽热的铁片内部的分子处于相对活跃的状态，使得铁分子沿着地球磁场的方向排列，达到磁化的目的。
这种排列可以通过将其浸入水中来快速固定，并且可以通过将鱼尾稍微向下倾斜来增加磁化程度。
人工磁化法的发明对指南针的应用和发展起到了巨大的作用。
这也是磁学和地磁发展史上的一件大事。
北宋沈括在《孟茜笔谈》中提到了另一种人工磁化的方法:“方家可以用磁铁引导。”据沈括介绍，当时的技术人员用磁铁摩擦缝衣针，使针具有磁性。
从现在来看，这是一种利用天然磁铁的磁场，使钢针内磁畴的排列趋向某一方向，从而使钢针呈现磁性的方法。
这种方法比地磁法简单，磁化效果比地磁法好。摩擦法的发明不仅是世界上最早的，也为实用磁指向仪的出现创造了条件。
沈括在《孟茜笔谈·补谈》中也谈到了摩擦法磁化过程中的各种现象:“若用磁石针锋相对，则锐而总导，有人指北方，而不怕石头...相反，应该有南北差异，这一点还没有深入研究。”也就是说，用磁铁摩擦缝衣针后，有时会针锋相对地指向北方。
从现在来看，所有的磁铁都有N和s两个磁极，磁化时缝纫针的朝向不同，所以磁化后的方向也不同。
但是沈括并不知道这个道理。他真实记录了这一现象，并坦率承认自己没有深入思考。
希望后人能进一步探索。
关于磁针的安装方法，沈括介绍了四种方法:1。水漂法——在磁针上放几根灯芯草浮在水面上，可以指示方向。
2.碗唇旋转法——将磁针放在碗口边缘，磁针可以旋转指示方向。
3.指甲旋转法——把磁针放在指甲上。由于指甲表面光滑，磁针可以自由旋转，指示方向。
4.暮光挂法——在磁针中间涂上一些蜡，粘上一根丝，挂在无风的地方指明方向。
沈括也比较了四种方法。他指出，水浮法最大的缺点是水面容易晃动，影响测量结果。
碗唇旋转和指甲旋转因为摩擦力小所以灵活，但是容易脱落。
沈括强调悬挂法，他认为这是一种理想而实用的方法。
实际上，沈括指出的四种方法已经概括了迄今为止指南针装置的两种体系——水针和干针。
《孟茜笔谈》是沈括(1031—1095)写的一部关于中国古代科技的书，书中谈到了磁学和指南针的一些问题。
南宋时，陈在《广记》中介绍了另一种导鱼、导龟的制作方法。
这种无指鱼和《武经通论》中记载的不一样。用手指大的木头雕刻成鱼的形状。在木鱼的肚子里放一块天然磁铁，磁铁的S极指向鱼的头部。用蜡封住后，从鱼的口中插入一根针，就成了无指鱼。
把它浮在水面上，一个鱼头导，也是水针的一种。
导游龟在当时是一种流行的新设备。在木龟的腹部放置一块天然磁铁，在木龟的腹部下方挖一个光滑的洞，并将其对齐，放在一个尖尖的竹钉上，竹钉直立在木板上，这样木龟就被放置在一个固定的可自由旋转的支点上。
因为支点处的摩擦力很小，所以木龟可以自由转动导轨。
当时不是用来导航的，是用来幻术的。
但这是后来出现的干旱罗盘的前身。
导游龟发明的时间不晚于1325。
木块雕刻成乌龟形状，在乌龟腹部中央嵌有磁铁。木龟被放在一根尖尖的立柱上，静止时分别指向南北。