54 指南车 时间：西汉时期
指南车是我国古代伟大的发明之一，也是世界上最早的控制论机械之一。指南车与指南针原理截然不同，是一种双轮独辕车，车上立有一个木人，一只手伸臂直指。只要在车移动之前，先根据天象将木人的手指向南，以后不管车子怎么转弯，由于车内有一个自动离合齿轮系定向装置，手臂始终指向南方。据历史记载，汉代皇帝出行舆驾中都有指南车。东汉时张衡曾经复制过，三国时期的马钧又重新设计制造过，后来历代都有复制的记录，但直到宋代吴德仁在宋徽宗大观元年（1107年）、燕肃在宋仁宗天圣五年（1027）又先后制造了指南车，他们的制造方法和内部结构、部件尺寸在《宋史·与服志》中有详细记载。中国在近2000年前就造出如此精巧的机械，确实令人叹服。

55、水碓 时间：西汉时期
碓：读音“对”（duì），水碓是利用水力、杠杆和凸轮的原理加工粮食的机械。即用水力带动水轮旋转，再经过杠杆和凸轮的传动，使杵上下运动，用来舂米的机械。
古书中最早提到水碓的是西汉桓谭的著作。《太平御览》引桓谭《新论·离车第十一》说：“伏义之制杵臼之利，万民以济。及后世加巧，延力借身重以践碓，而利十倍；又复设机用驴骡、牛马及投水而舂，其利百倍。”这里讲的“投水而舂”，就是水碓。
从《新论》一书看来，早在公元前后，水轮带动杆碓，已非新奇之事。汉安帝永建四年(公元129年)，尚书仆射虞诩上疏，建议在陇西羌人住地筑河槽、造水碓。从此边远地区遍布“水舂河漕”、“用功省少，军粮饶足”。还有一件事可以说明水碓的广泛使用：晋王爵公主的水碓多到“遏塞流水，转为浸害”，以致不得不下令罢水碓，方使百姓获其便利。

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56 新莽铜卡尺 时间：公元9年
1992年5月在扬州市西北8公里的邗江县甘泉乡的一座王莽时期的墓藏中，出土了一件铜卡尺，它的样子与现代的游标卡尺有惊人的相似处。用它即可测器物的直径、深度、以及长宽厚。英国百科全书记录的游标卡尺是法国数学家维尼尔·皮尔在1631年发明的。
有关王莽新朝始建国元年(公元9年)铜卡尺的记载见于晚清一些著录上(如吴大澄《权衡度量实验考》和容庚所编《秦汉金文录》)，共收录了五件卡尺拓本，可惜原物在解放前就已流散失传了。如今仅在中国历史博物馆和北京艺术博物馆各收藏一件，它们都有计量刻度和纪年铭文，前者主尺长15.2厘米、卡爪长6.2厘米;后者主尺长15.37厘米、卡爪长6.1厘米，两者均比扬州出土的铜卡尺略长一些，卡爪则稍短些，其外形、构造和组合部分都相同。不过上述两件均系征集，出土地不明。
东汉原始铜卡尺的发现，为研究我国古代科学技术史、数学史和度量衡史提供了实例，因此，弥足珍贵。

57 扇车。 时间：不晚于公元1世纪
大约在公元前2世纪，中国发明了旋转式风扇车(即所谓飏(yáng)车)。这种旋转式风扇车将脱粒后的谷物在通道的末端受到摇动风扇产生的气流冲击，把糠秕(bǐ)、碎稻秆和籽粒分开，然后将谷粒抛入空中，这样，糠秕被风吹走，而籽粒则落到地上。
风扇车又名“扬谷器”、“扇车”或“扬车”，汉代史游《急救篇》中有记载，河南（西汉）与河北、山东（东汉）的墓藏均出土过陶制风扇车。
西汉时长安有名的机械师丁缓发明了“七轮扇”，是在一个轮轴上装有7个扇轮，转动轮轴则7个扇轮都旋转鼓风。《武经总要前集》中绘有一个以轴上曲柄转动的风扇车。王祯《农书》所绘的风扇车，轮轴上亦装曲柄连杆，以脚踏连杆使轮轴转动。以上所述，都是开放式风扇车，它们没有特设的风道，因此，风扇产生的风是向四面流动的。
宋应星《天工开物》中则绘有了闭合式的风扇车，这种闭合式的风车，可能产生于西汉晚期，一直沿用至今。前些年我还在农村见到过。偏僻农村之中还会存在。
中国旋转式风扇车的一个特点，是进气口总是位于风腔中央 ，因而它是所有离心式压缩机的祖先。

58 地动仪。时间：公元132年
在张衡所处的东汉时代，地震比较频繁。据《后汉书·五行志》记载，自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年间，共发生了二十六次大的地震。地震区有时大到几十个郡，引起地裂山崩、江河泛滥、房屋倒塌，造成了巨大的损失。为了掌握全国地震动态，张衡经过长年研究，终于在阳嘉元年（公元132年）发明了候风地动仪──世界上第一架地震仪。在通信不发达的古代，地震后，为人们及时知道发生地震和确定地震大体位置有一定的作用。
在南北朝时，北齐信都芳撰《器准》，隋初临孝恭作《地动铜仪经》，都对地动仪有所记述，并传有它的图式和制作方法。可惜的是唐代以后，二书均失传。
历史上地动仪是否真实存在，在中外科技界进行过长期的争议。对地动仪的记述在于《后汉书张衡传》中，共196个字，但在公元134年和138年成功记录了两次地震后就消失了。地动仪是什么样子的成了千古不解的谜团。
考古学家王振铎曾经考证，于1951年复原了一个地动仪，保存在在中国历史博物馆中，但是由于他对地震原理所知不多，因此他的复原物（中间有一根倒置的柱子）是错误的。奥地利学者雷利伯在他写的《张衡科学与宗教》一书中，用了极尖刻的，全体中国人绝对不能接受的言辞讲述此事。原来他是把王振铎复原的器物当作真实的地动仪来批判了。
2004年8月，河南博物院与中国地震台网中心组成课题组，联合研究张衡地动仪新的复原模型。2005年4月16日，这一科研成果得到了来自中国科学院、国家博物馆、中国地震局等单位的地震学和考古学专家的肯定。专家们认为：这台复原地动仪首次把概念模型还原成了科学仪器，使之真正有了验震功能。
课题组的地震学家冯锐，跨越了学科的壁垒，研究复原地动仪。整个研究工作中，他细心的考察了汉代的史料、建筑物结构、器物形状、汉代的美学、观念、习俗等，另外1975年河南发掘出土了当年放置天文仪器和地动仪的“灵台”，冯锐对其进行了仔细观察与研究。他又意外得到了比《后汉书》早100多年的《续汉书》，里面也有关于地动仪的记叙。在古汉语学家卢兆荫老先生的帮助下，他一个字一个字的推敲两篇记载中每个字的意思，结合他对地震的知识，终于破解了地动仪的工作原理，于2005年成功复原了张衡地动仪。
这个地动仪的中心柱是吊在器盖上，遇到震动引发摆动，触动下面的机关装置，拨动下面的小球，向着震源方向滚动。2005年制作出的复原物，进行了精密计算的模拟地震试验，并做了连续七天168小时的强干扰试验，没有一次误触发。他复原的地动仪模型得到了科技界、考古界的一致认可。
当年王振铎的错误设计的灵感是从哪里来的？原来是日本人服部三一，模仿法国凡尔赛宫前的拉托娜喷泉，画了他想像的地动仪图，而王振铎完全照搬了服部三一的思想。
针对方肘子等一些人的置疑，冯锐向记者解释，新的地动仪复原模型对地震是有反应的，这一点已得到多名院士专家的鉴定。
“方肘子对地震这个领域并不了解。”冯锐说，他们利用在真实发生的地震中记录下来的地震波波长，以此为依据控制特殊振动台，完成对地动仪复原模型的检验。这是地震的“复现”，而不是简单的“模拟”。
冯锐表示，如果要监测真实发生的地震，须建设地基等配套设施，然后将地动仪复原模型放在上面，但这样的监测实验耗资巨大，选址等问题也不好解决，“我们正在朝这个方向努力”。

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59 翻车（龙骨车） 时间：公元2世纪
翻车又名龙骨水车，是一种刮板式连续提水机械，是中国古代劳动人民发明的最著名的农业灌溉机械之一。也是世界上出现最早、流传最久远的农用水车。
《后汉书》记有毕岚作翻车，三国马钧加以完善。翻车可用手摇、脚踏、牛转、水转或风转驱动。龙骨叶板用作链条，卧于矩形长槽中，车身斜置河边或池塘边。下链轮和车身一部分没入水中。驱动链轮，叶板就沿槽刮水上升，到长槽上端将水送出。如此连续循环，把水输送到需要之处，可连续取水，操作搬运方便，还可及时转移取水点，即可灌溉，亦可排涝。
另外一种翻车，又名天车、兰州水车。为明嘉靖年间进士段续所造。
与南方的龙骨水车不同，外形酷似巨大的古式车轮，轮辐直径大的有20米左右，小的也有10米，可提水达15-18米高处。轮辐中心是合抱粗的轮轴，圆轮四周斜装有40-50 个长1米，宽、高30-40厘米的木斗，以及比木斗多一倍的横板。急流冲击圆轮上的横板，车轮便缓缓沿逆时针方向转动。这时没入水中的木斗便盛满了水，待它上升至圆轮顶端时，河水就会倾入事先置好的槽内，流入农田，然后空斗又随圆轮返回水中，进行下一个循环。

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60 水排 时间：东汉时期
公元31年（建武七年）杜诗创造了水利鼓风铸铁的机械水排，这是我国古代机械工程史上的一项伟大发明。早于欧洲1000多年。用流水推动水轮，经过连杆传动，变成往复运动，拉动鼓风机。见于《后汉书·杜诗传》
人类早期的鼓风器大都是皮囊，我国古代又叫“橐”。一座炉子用好几个橐，放在一起，排成一排，就叫“排囊”或“排橐”。最初用人力鼓动，叫人排。继而用畜力鼓动，因多用马，所以也叫马排。直到杜诗时改用水力鼓动，称水排。

61 瓷器 时间：成熟于东汉晚期
原始瓷器从陶器发展而来，最早见于郑州二里岗商代遗址。在商代和西周遗址中发现的“青釉器”以明显的具有瓷器的基本特征。它们质地较陶器细腻坚硬，胎色以灰白居多，烧结温度高达1100-1200°C，胎质基本烧结，吸水性较弱，器表面施有一层石灰釉。但是它们与瓷器还不完全相同。被人称为“原始瓷”或“原始青瓷”。
原始瓷从商代出现后，经过西周、春秋战国到东汉，历经了1600-1700年间的变化发展，由不成熟逐步到成熟。
东汉以来至魏晋时制作的瓷器，从出土的文物来看多为青瓷。这些青瓷的加工精细，胎质坚硬，不吸水，表面施有一层青色玻璃质釉。这种高水平的制瓷技术，标志着中国瓷器生产已进入一个新时代。
我国白釉瓷器萌发于南北朝，到了隋朝，已经发展到成熟阶段。至唐代更有新的发展。瓷器烧成温度达到1200°C，瓷的白度也达到了70%以上，接近现代高级细瓷的标准。
央视《国家宝藏》节目中，故宫选出的“瓷母”，是乾隆年间唐英监制的，它是瓷器的集大成者。整个器物从上到下依次运用了色地珐琅彩、松石地粉彩、仿哥釉、金釉（耳饰）、青花、松石釉、、窑变釉、斗彩、冬青釉暗刻、祭兰描金、开光绘粉彩、仿官釉、绿釉、珊瑚红釉、仿汝釉、紫金釉等15种施釉方法，16层纹饰，颈部对称夔耳，腹绘12扇开光图案，包括 “三羊开泰”、“太平有象”等画面。此瓶集高温、低温色釉、和釉下彩、釉上彩于一体，其烧造工艺繁复至极，至今无法复制。

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前面第21项发明介绍了珠算，在大年除夕下午，央视1套《挑战不可能》第三季总决赛，获得冠军的王桐晶，以她的闪电珠心算驚倒了评委和全体观众。用评委董卿的话说：“这是第一次，选手把评委吓到了。评委们鸦雀无声，面面相觑。”
《挑战不可能》的这个项目名字是：“障碍闪电珠心算”，在初赛时，题目是15组5位数字，在大屏幕上，每个数字只出现0.12秒，也就是说，全部15组数字不到2秒种，陆续闪出。问题是，这些白色的数字是在不断变换着的蓝色数字的背景中闪现，而且每组数字出现的位置是在不断地变换中。当15组数字全部闪电般地现出之后，选手要立即报出数字的总和。16岁的选手许妍完美地完成了挑战，令人叹为观止。由于许妍要备战今年的“世界珠心算”，不能来参加最后的决定，她推荐了师姐王桐晶来参加最终的挑战决赛。
她们二人都来自解放军军事文化学院，国家珠心算培训中心。
王桐晶今年22岁，曾在第四、五、六届“世界珠心赛上获得冠军”，为此获得军委授予的一等功。她说，已经两年没有接触这个项目了，这次只是重新复习了几天，就来参加挑战节目。
王桐晶出场挑战15组六位数的加法，依旧是每组数字只出现0.12秒，也是在杂乱不断变幻着的数字背景下闪出的，也是出现位置在不断变化中。她轻松地完成任务。评委认为她应该能够做难度更高的挑战，于是测试15组七位数的加法，依然轻松地完成。她接着提出，“既然来到了这里，我想把这个挑战做到极致。”，她想试一下20组8位数的加减法计算。也就是数字和加、减位置由评委任意选定。她说：“我觉得这对我来说才是真正的《挑战不可能》我一定要成功。”她耳听完读出的20组加减数字，立即报出答案。也是完全正确。
她解释说：《闪电珠心算》就是在脑子里打算盘，所有数字包括计算结果都是以算珠的形式出现的。
我们老祖宗在1000多年前的发明珠算，一直到今天，依然保持着让技术都无法赶超的神奇的力量。

62 马镫 时间：不晚于4世纪初
马镫又被西方马文化研究界称为“中国靴子”，直接改变了欧洲的战争形式，也催生了英国起源的马术表演。
《国家宝藏》节目的1月7日这一期中，辽宁博物馆选出了一对马镫，它就是1965年，考古人员在北票县北燕贵族冯素弗墓中，出土的一对木芯长直柄包铜皮的马镫。铜镫片都鎏金，装饰颇为华美。这对马镫长24.5厘米，宽16.8厘米，是国际上现存时代最早的马镫实物。
这件文物似乎很不起眼，它也能算是《国家宝藏》？
1993年，在吉林市郊帽儿山墓地出土了一副马镫，其年代大致相当于西汉中晚期至南北朝。夹裹木芯，以铆钉缀合加固。这是我国出土年代较早的马镫。
已知时代最早的金属镫标本，发现于河南安阳孝民屯晋墓。
欧洲普遍使用马镫要晚得多，其原因之一是当时欧洲各国还没有中国那样发达的金属铸造技术。
马镫的意义，英国科技史学家怀特曾做出过总结：“很少有发明像马镫那样简单（一对铜环和两根绳索），而又很少有发明具有如此重大的历史意义。马镫把畜力应用在短兵相接之中，让骑兵与马结为一体。”
首先，马镫为骑兵们提供了一个更加稳定的作战平台。无马镫时代，骑兵作战多是将长矛或马戟往下扎，或者像汉军骑兵和马其顿骑兵那样双手拿长矛或者长戟，或者单手用短兵器比如短刀和斧头。还无法做到后世那种借助马力的单手夹枪冲锋。而且，稍有不慎，比如双腿一放松或者上身没调整好，都会从马上摔下去。
其实，没有马镫的时代，各国也可以组建骑兵部队甚至重骑兵部队，但是成本很高，其中占主要的是训练成本。那时候，重骑兵训练周期是很漫长的，要想拥有大量的重骑兵，不仅需要好的民众基础，还需要强大的经济实力作为支撑。而马镫的出现则极大缓解了上述的成本压力，让军队能将更多的财力与物力投入到重装骑兵装备建设上，进一步提升了重骑兵的战斗力。
有一个佐证：当年在拍摄《复活的军团》纪录片的时候，为了真实反映，金铁木导演坚持没用马镫，结果虽然请的是解放军骑兵连去扮演秦军骑兵，但经过一个月的练习才总算有模有样了，而且每个人身上的伤不少。要知道那可是专业的骑兵，在没有马镫的马上练习还如此艰难，何况将一介普通百姓训练成骑兵呢？

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