火药 时间：约公元9世纪
火药由硫磺、硝石、木炭混合而成。很早以前，我们的先人对这三种物质就有了一定认识。硝石和硫磺一度被作为重要的药材，记录在汉代的《神农本草经》中。炼丹术士们在长期不间断的研究中，发现了硫磺、硝石和木炭混合后易燃易爆的性质，在唐朝的几部书中都有记载，并提出应该规避危险。大约到晚唐时期（九世纪末叶），中国发明的黑色火药便正式出现了。
火药由我国古代著名的炼丹家葛洪发明。火药的最初使用并非在军事上，而是在宋代诸军马戏的杂技演出，以及木偶戏中的烟火杂技。宋人同时也以火药表演幻术，如喷出烟火云雾以遁人、变物等，以收神奇迷离之效!
火药应用于军事以后，在制造技术上和性能上逐渐有所发展和提高。北宋仁宗时（公元1040年左右），以熟悉法令典故而著称的宰相曾公亮等编写的军事著作《武经总要》前集卷12里，已经详细记载炮火药、蒺藜火药、毒烟火药的配制方法。
宋元两朝，战场上出现了各种火器，应用日益广泛。战争的需求促进了火药性能的不断改良。
到了明代，火药的发展取得很大的进步。成书于明代前期的《火龙神器阵法》，记载了多种火药配方。戚继光于公元1560年（嘉靖三十九年）写成的《纪效新书布城诸器图说》中，对铳用发射火药的配方和制造工艺，记载的更为详细。其配方为“硝一两，磺一钱四分，柳炭一钱八分”，这种组配率，是硝石75.75%，硫磺10.6%，木炭13.65%，和现代黑色火药的标准组配率已经基本一致。

67 罗盘（指南针） 时间：不晚于公元10世纪
指南针的前身叫“司南”，春秋时代就已经应用了。最早的记载见于公元前三世纪的《韩非子·有度篇》。那时，人们谈到磁石吸铁现象时，认为有“慈母怀子”之意，所以曾把“磁”写作“慈”。司南像家用的勺，用天然磁石磨制而成，底部成半球型，为的是便于放在刻有“干支”刻度的盘上时减少摩擦力，易于转动。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。
关于指南针磁针的装置方法，沈括(1031—1095年)介绍了四种方法：
1.水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。
2.碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。
3.指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向。
4.缕悬法——在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。
沈括还对四种方法做了比较。实际上，这四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。
要确定方向除了指南针之外，还需要有方位盘相配合。现在所见的有关罗经盘最早的文献记载是南宋时期的曾三异的《因话录》。
指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面，特别是航海上。世界航海史上最早使用指南针的记载见于略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中。
恩格斯在他的《自然辩证法》中指出：“磁针被阿拉伯人‘从中国’传到欧洲人手中”是在“1180年左右。”
罗盘，又叫罗经仪，是用于风水探测的工具。罗盘主要由位于盘中央的磁针和一系列同心圆圈组成，每一个圆圈都代表着中国古人对于宇宙大系统中某一个层次信息的理解。

第67项，指南针的一点补充。
在北宋时期，已经发明了指南针的人工磁化方法。沈括的《梦溪笔谈》中记述，将针在磁石上摩擦，针即可带有磁性，可用于皀南。
北宋时，曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼型，置炭火中烧之，侯通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时，置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。铁片烧红后，温度高于居里点，铁片中的磁畴便瓦解而成为顺磁体，蘸水淬火后，磁畴又形成，但在地磁场作用下磁畴排列有方向性，故能指南北。因我国长江黄河流域一带地磁有大约50度左右的倾角，如水平放置，则只有水平方向分量起作用，而以一定角度放入水中，则使鱼磁化的有效磁场强度增大，磁化效果更好。
人工磁化方法的发明，对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。

70 水运仪象台 时间：建成于1092年
这是中国古代的一项杰出的天文仪器，也是世界上最古老的天文钟。国际上对水运仪象台的设计给予了高度的评价，认为浑象一昼夜自转一圈，不仅形象地演示了天象的变化，也是现代天文台的跟踪器械 — 转仪钟的祖先；水运仪象台中首创的擒纵器机构是后世钟表的关键部件，因此它又是钟表的祖先。水运仪象台为了观测上的方便，设计了活动的屋顶，是今天天文台活动圆顶的祖先。
它是由宋代天文学家苏颂等人所建。宋元祐元年(公元1086年)开始设计，到元祐七年全部完成。苏颂为水运仪象台所作的设计说明书。成书于宋神宗绍圣初年，约当公元1094～1096年间。据《宋史·艺文志》等记载，本书又曾名《绍圣仪象法要》、《仪象法纂》等。
水运仪象台实质上是一座小型天文台。台高12米，宽7米，分三层，是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。集浑仪（上层）、浑象仪（中层）和报时器和全台的动力机构（下层）为一体。
仪象的动力机构：在台的下层中央部分设有一个直径达3米多的枢轮。枢轮上有72条木辐，挟持着36个水斗和勾状铁拨子。枢轮顶部和边上附设一组杠杆装置，它们相当于钟表中的擒纵器。在枢轮东面装有一组两级漏壶。壶水注入水斗，斗满时，枢轮即往下转动。但因擒纵器的控制，使它只能转过一个斗。这样就把变速运动变为等间歇运动。利用这套动力装置驱动“天柱”（即台中央贯穿上中下各层的轴，带动浑象仪每昼夜自转一周。以及各层的报时木人按时出动。）
水运仪象台原件在靖康之祸（公元1127年）时，被金兵掠到燕京（北京），置于司天台，在蒙元吞并金国的战争（1214年）时，被毁亡。南宋时，苏携保存的手稿因无人理解其中方法而无人能仿造。
新中国成立以后，清华大学的刘仙洲于1953-54年发表了两篇关于此仪的动力研究的论文。

水运仪象台的报时装置异常复杂，共有162个小木人，置于五层阁楼中，分别身着紫、红和绿衣，负责报时，白天包括：时（辰）正、时中及时刻；夜晚包括：日出、日落、昏、晓，起更、一至五更等自动报时。具体如下：
第一层木阁又名“正衙钟鼓楼”，负责全台的标准报时。木阁设有三个小门。到了每个时辰（古代一天分做十二个时辰，一个时辰又分为时初和时正）的开始时，就有一个穿红衣服的木人在左门里摇铃；到了每个时辰的正中，有一个穿紫色衣服的木人在右门里扣钟；每过一刻钟，一个穿绿衣的木人在中门击鼓。这层木人动作由昼时钟鼓轮控制。

水运仪象台的报时装置第二层木阁负责报告时初、时正。该层木阁正中有一个小门，每逢各个时辰的开始时，一个穿红衣的木人持时辰牌出现在小门前；每逢各个时辰的正中，一个穿紫衣的木人拿着时辰牌出现在小门前。此层共有红衣木人和紫衣木人各12各，时辰牌牌面上依次写着子初、子正、丑初、丑正等等。这层木人的动作由昼夜时初正轮控制。
第三层木阁负责报告时刻。该层木阁正中有一个小门，每到一刻，一个穿绿衣的木人持刻数牌出现在小门前。此层共有96各绿衣木人，刻数牌牌面上依次写着初刻、二刻、三刻、四刻等。这层木人的动作由报刻司辰轮控制。注：正子时、正卯时、正午时、正酉时，时兼刻，紫衣小人出场。因此只有96个绿衣小木人。
第四层木阁负责晚上的报时。该层木阁中间有一个小门，木门内置一小木人，逢日落、黄昏、各更、破晓、日出之时，木人击钲报时。这层木人的动作由夜漏金钲轮控制。
第五层木阁负责报告晚上的时间。这层木阁中间有一个小门，日出、日落、昏、晓、各更，一个穿红衣的木人持牌出现在小门前；各筹（点），一个穿绿衣的木人持牌出现在小门前。这层木人的动作由夜漏司辰轮控制。起更(16:48)、日落、昏、一至五更、日出、晓、收更(7:12)共11个红衣小木人。每更五筹，共30个绿衣小木人。注：冬至夜六十刻、夏至四十刻，冬至-夏至，每九天增加一刻，即日出/日落小木人每九天，从起更向一更移动半刻；昏/晓为日出/日落下两刻半，即昏晓间，冬至五十五刻、夏至三十五刻，昏/晓小木人随日出/日落小木人每九天向下移动半刻。
五层木阁共有12个紫衣小木人、23个红衣小木人、126个绿衣小木人、1个击钲小木人，累计162个小木人。
看看，这套自动报时的装置有多复杂！！特别是，这套装置考虑到了冬夏的日夜长短变化，日出和日落的时间每九天要变更一次。这的出现充分显示了我国古代的科技水平达到了多么高的程度。

71 双作用活塞式风箱 时间：不晚于宋代
中国人于唐、宋时期发明了双动式活塞风箱，西方于16世纪才用双动式活塞风箱。其提供连续鼓风的能力是我国得以在冶金术占优势达数百年之久的决定性因素。现存最早的活塞式风箱实物是明代制造的。
我国冶金史上最早应用的鼓风器是一种皮囊，多个皮囊连成一排，用人力或马，或水力鼓动（见第60项发明）再之后才出现风箱。
这是一个极其简单又聪明的发明，活塞式双动风箱外形是一个作为汽缸的长方形箱子，箱子有一个拉杆，通过推拉拉杆驱动活塞往复运动，促使活瓣一起一闭，以达到鼓风的目的。箱子两端各有一个进风口，箱侧有一个风道，风道侧端有出风口，口上有用羽毛或软纸片塞在四周的活塞。木风箱的动力有人力和水利等。风箱靠活塞推动和空气压力自动启闭活门，成为金属冶铸的有效的鼓风设备。
直至17世纪，中国在冶金术上一直处于世界领先的地位。这还要得益于双动式活塞风箱的发明。双动式活塞风箱是能驱使空气或液体产生连续气流，能持续不断地鼓风，是我国鼓风术上的重大进步，风箱正逆行程都做有用功，在使用过程中一端排气鼓风，一端吸取等量空气，因而能提供连续风流。
双动活塞风箱的记载始见于明代宋应星著的《天工开物》（成书于1634年），最早刊印图片是在一本公元 1280年的离奇有趣的书中发现的，书名是《演禽斗数三世相书》。这种风箱在北方农村的烧柴灶，直到上世纪八十年代，家家户户都还在使用。
直至16世纪，中国的双动式风箱才传人欧洲。

72、大风车 时间：不晚于宋代
中国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪中国人民就利用风帆推动船舶前进并且利用风力提水、灌溉、磨面等。
宋朝中国应用风车达到了全盛时代，流行的垂直轴风车一直沿用至今。
现在能够见到的我国大风车的文字记录是南宋时代刘一止（1078-1161）的《苫溪集》。
立轴式大风车的原理缘自船用的风帆。清中叶的《盐法通志》中记述：“车凡高二丈余，直径二丈六尺许，上安布帆八叶，以受八风。中贯木轴，附设平行齿轮。帆动批转，激动平齿轮，与水车之竖齿轮相搏，则水车腹页周旋，引水而上。……”又按，一风车能带动两水车。譬如风车平齿轮居中，驭使两水车竖齿往来相承，一车吸引外沟水，一车吸引由汪子流于各沟内未成卤之水。
立式风车最巧妙处在于风车运转过程中，风帆的方向可以自动调节。风帆为船帆式，可以利用戗风或逆风，如同船上的帆一样。
上世纪五、六十年代，中国还有很多立式风车。至八十年代中期，逐渐被电动水泵取代。
中国古代为什么没有欧洲那样的风车？
因为中国的自然条件不允许。欧洲塔状风车朝向是固定的，欧洲地区是温带海洋性气候，风是盛行西风，风向是固定的，风力也相差不会很大，因而有条件建造那样的风车。

73、火箭 时间：不晚于南宋时期
中国人发明火箭这样一个事实已经被世界所公认。中国早在三国时期就开始使用火箭，不过当时这个火箭还不是采用喷气推进的，而是在箭杆上绑上柴草、棉布。浇上油，点燃用弓箭射出去。到了唐朝末年和宋朝初年的时候，这个时候火药替代了早期的易燃物，就成为了真正利用喷气推进的火箭。
当时火箭用于战争，带着箭头就是飞枪剑，带了刀的，就叫飞刀剑。宋朝的时候出现了很多烟花爆竹，这些爆竹也是喷气的原始火箭。明朝时期的毛元仪在他的著作里面就记载了30多种火箭的基本原理和结构，像其中有飞火飞天、火龙出水等。
中国是从明朝开始向空中发射火箭的，明史记载，嘉靖年间，万户进行最早的火箭升空试验，成为现代载人飞行先驱，现在月球和火星均有以其名字命名的环形山。万户是全世界最早的宇航员，启动装置为36筒火箭，外置安全带和座椅、4个气球，这是人类历史上最震撼的场面！他在那次升天中壮烈殉职。最后在189米高空中爆炸。可以这样说古代火箭的基本结构和原理，为现代火箭的设计和制造提供了宝贵的经验。

莫明其妙，第74项发明，最迟是在十三世纪末（南宋）时期出现，成熟于元朝，在明朝初期即大规模装备部队的金属制先进火器，竟然成了“不良信息”，禁发。
这种武器开创了热兵器时代之先河。
我猜想是元朝时期传入欧洲的。因为大蒙古帝国的四大汗国之一，是在莫斯科建立的金帐汗国，它由成吉斯汗的儿子术赤及其子孙管理的。元朝（1271-1368），南宋1279年灭亡。金帐汗国1242-1502）。

75、人痘接种术 时间：不晚于公元16世纪
天花是一种恶性传染病，大约在汉代由战争的俘虏传入我国。唐宋时期，发病人数逐渐增加。到15世纪（明朝），天花开始在中国广泛流行。在多年与疾病的斗争中，于明代发明了预防天花的方法，在清代有书中记载，种痘法起于明朝隆庆年间（公元1567-1572）宁国府太平县（今安徽太平）。由此传播天下。
根据葛洪《肘后救卒方》中记载，天花是“建武中于南阳击虏所得，乃乎为虏疮”。葛洪大约生于晋代太康四年，也就是公元283年。后来有学者考证，葛洪文中的“南阳”有误，应该是指南方的交趾。因此，在中国古代的一些著述中，在谈到天花的源流时，都认为马援南征交趾，把天花最早带入中原的说法可信。因为天花是由战场上的俘虏带来，所以称它为“虏疮”。
据史书记载，征侧、征贰一呼百应，先后攻下“六十余座城池”，然后自立为王，南疆动荡的告急的文书，很快就送到了汉光武帝刘秀的手中。建武十八年，“伏波将军”马援率领大军在崇山峻岭中行军上千里，终于赶到了目的地，并迅速地平定了叛乱，第二年就将征侧、征贰抓获斩首。从此，伏波将军的大名在南方流传下来。建武二十年，公元44年，马援班师凯旋。回朝之后，在清查军队人数时，才发现几乎有近一半的官兵因为瘴疫而死亡。而大多数学者认为，当时的“瘴疫”，主要是指天花。
痘接种法之一。取天花痘痂研极细末，置曲颈根管之一端，对准鼻孔吹入，以达种痘预防天花的目的。一般至七日而发热，为种痘已成。此法以其简便而多用，但因苗入刺激鼻粘膜，鼻涕增多，往往冲去痘苗而无效，后多不用。
痘接另一接种法。取痘痂20-30粒，研为细末，和净水或人乳三、五滴，调匀，用新棉摊薄片，裹所调痘苗在内，捏成枣核样，以线拴之，塞入鼻孔内，12小时后取出。通常至七日发热见痘，为种痘成功。此法为我国古代人痘接种法中效果最好的。可达到预防天花的目的，即便发病，亦可起到减轻病情，避免产生危重的病情。后来在不断实践的过程中，发现如果用接种多次的痘痂作疫苗，则毒性减弱，接种后比较安全。这种对人痘苗的选育方法，完全符合现代制备疫苗的科学原理。它与今天用于预防结核病的"卡介苗"定向减毒选育、使菌株毒性汰尽、抗原性独存的原理，是完全一致的。
1688年，俄罗斯首先派人到中国学痘医，这是文献记载的最先派学生到中国学习种痘的国家。1744年，中国医生李仁山到达日本长崎，将中国的人痘接种术首次带到日本。1790年，朝鲜派使者朴斋家、朴凌洋到中国京城，回国时带走大型医学丛书《御纂医宗金鉴》，书中《幼科种痘心法要旨》介绍了种人痘的方法和注意事项。后来，朴斋家指派一乡吏按照书中的方法试种人痘，获得成功。
人痘接种法通过丝绸之路先传到阿拉伯，后又传到土耳其。1721年英国驻土耳其公使夫人蒙塔古在君士坦丁堡学到种人痘，并将这种方法带回英国，以后人痘接种法又从英国传到欧洲大陆，甚至越过大西洋传到美洲。18世纪后半期，人痘接种法在上述地区已普遍施行，甚至还出现了专门以种人痘为职业的医生。
人痘接种法的发明，是我国对世界医学的一大贡献。

第三部分 工程成就
76、 曾侯乙编钟 时间：战国早期
1978年出土于湖北省随州市，由65件青铜编钟组成的庞大乐器，其音域跨5个半八度，12个半音齐备。（只比现代钢琴少一个八度。）
它高超的铸造技术和良好的音乐性能，改写了世界音乐史。被中外专家、学者称之为“稀世珍宝”。
经声学专家研究，编钟中的每只钟都可以发出两个不同的乐音，只要准确地敲击钟上标音的位置，它就能发出合乎一定频率的乐音，整套编钟能奏出现代钢琴上的所有黑白键的音响。这套编钟的定音频率为256.4赫，与如今钢琴上的中央"C"频率几乎完全相等。
这套编钟音域宽广，十二个半音齐备。由于有了完备的中间音，所以能在任何一个音上灵活自如地旋宫转调。尤为可贵的是，钟体和附件上，还篆刻有二千八百多字的错金铭文，记载了先秦时期的乐学理论以及曾和周、楚、齐等诸侯国的律名和阶名的相互对应关系。
它的出土说明，早在2430余年前，中国的音乐文化和铸造技术已经发展到相当高的水平，它比欧洲十二平均律的键盘乐器的出现要早将近2000年，同时填补了中国早期封建时期的音乐史空白记录。
这套编钟现保存于湖北省博物馆。为了复制这套国宝，武汉工艺研究所经过九年多的努力，攻克重重难关，才仿制出来。央视《大国工匠》系列节目中，《编钟调音师 刘佑年》讲述了这一过程。
曾侯乙编钟的复制品，一套在北京，一套在湖北省博物馆，一套在随州博物馆，供演奏用。另一套赠送给了台湾省。

77、 都江堰，时间：公元前256—前251年
都江堰，2000年被联合国教科文组织列入“世界文化遗产”名录、世界自然遗产（四川大熊猫栖息地）
都江堰坐落在成都平原西部的岷江上，始建于秦昭王末年（约公元前256～前251）[1] ，是蜀郡太守李冰父子在前人鳖灵开凿的基础上组织修建的大型水利工程，由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口等部分组成，两千多年来一直发挥着防洪灌溉的作用。至今灌区已达30余县市、面积近千万亩，是全世界迄今为止，年代最久、唯一留存、仍在一直使用、以无坝引水为特征的宏大水利工程，凝聚着中国古代劳动人民勤劳、勇敢、智慧的结晶。
成都平原，在古代是一个水旱灾害十分严重的地方。岷江是长江上游水量最大的一条支流，都江堰以上为上游，众多支流由崇山峻岭中流出，过了都江堰就进入四川平原地区。全河落差达3000多米，雨量集中在雨季，所以岷江之水涨落迅猛，水势湍急。都江堰距成都50km，落差竟达273m。因此在古代每当岷江洪水泛滥，成都平原就是一片汪洋。这一水利工程建成以后，成都平原成为水旱从人、沃野千里的"天府之国"。

78、长城 ，始建于战国后期，秦代形成“万里长城”
长城修筑的历史可上溯到西周时期，发生在首都镐京（今陕西西安）的著名的典故“烽火戏诸侯”就源于此。春秋战国时期列国争霸，互相防守，长城修筑进入第一个高潮，但此时修筑的长度都比较短。秦灭六国统一天下后，秦始皇连接和修缮战国长城，始有万里长城之称。
明朝是最后一个大修长城的朝代，今天人们所看到的长城大多是明朝修筑的。
1987年12月，长城被列入世界文化遗产。

79、灵渠，时间：公元前221年—前214年之间
灵渠工程是可以和万里长城相提并论的伟大工程。
灵渠在广西兴安县境内，是世界上最古老的运河之一。它沟通了湘江和漓江，当时秦始皇为了统一岭南，为南下的秦军运送粮食而开凿灵渠。占领岭南之后，又通过灵渠向岭南输送了大量的移民。至今仍然发挥着交通运输的作用。
湘江和漓江中间相隔几座山，有近十米的水位差，工程设计者通过修建很大的S形弯道以降低河道落差，设置36道陡门（船闸），可以抬高水位，在枯水季节保持航运的畅通。这是世界船闸的鼻祖。