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一、阅读
(一)阅读|
阅读下面的文字,完成1~5题。
材料一:
“四大发明”长期被视为中华文明的标志,但它还不足以全面展现中华民族的科技成就,例如,水稻、大豆、茶等作物的栽培技术对人类生存和发展的贡献并不逊色于“四大发明”。基于科技史界的长期研究,我们评选出88项“中国古代重要科技发明创造”,并将它们大致分为科学发现与创造、技术发明、工程成就三类。
评估某项发明的原创性,要有可靠的考古或文献证据,能证明它是迄今所知世界上最早的,或者属于最早之一且独具特色。为慎重起见,我们未推选那些因史料不足而不易判断其科技内涵或原创性的发明。在推选的发明创造中,有些可能未持续发展或实用功能有限,却体现出非凡的智慧和技艺;还有些在技术的复杂性方面不甚突出,却曾对文明进程产生较大影响。
中华民族成就了诸多发明创造,为人类文明作出了巨大贡献。水稻栽培、粟作、琢玉等技术出现在史前,对中华文明的形成产生了至关重要的影响。先秦两汉是相当数量重要科技发明的形成期。盛唐的科技创造不甚突出,反倒是长期被认为偏安积弱的宋代却拥有辉煌的创造发明。大约从元末开始,我国传统科技进入缓慢发展阶段,鲜有重大发明创造。这些现象值得我们深思。
近年来,我国科技史界注重探讨知识的创造和传播以及科技与各种社会因素的互动关系。我们希望以全球史视野考察中国传统科技,将古代中国与其他古代文明进行比较,从而审慎地判断哪些发明创造是中国人做出的或具有鲜明的中国技术特点。纵观古代历史,科技知识可能是多地起源的,也可能是通过传播而被不同文明分享的。中国人向世界贡献了多种作物栽培方法,以及丝织、瓷器、造纸、印刷、火药、指南针等方面的技术,也引种了玉米、马铃薯、西红柿等作物。还有一些发明创造属于传播基础上的再次创新,其创新成就依然堪称杰出。众所周知的“丝绸之路”不仅是中国与世界贸易交流的通道,也是科技知识传播和互动的活跃区域,推动着人类文明的演进。
科技史为公众理解科学、技术、经济、社会与文化的发展提供了独特的视角。我们期待,先贤发明创造的智慧能够成为激励当代国人持续创新的动力,透过悠远的历史传递智慧的回响!
(摘编自《中国古代重要科技发明创造〉前言》)
材料二:
准确掌控船行方向是航行中首要的大事。在初期,由于船只比较小,一般利用篙和
桨直接控制船行方向。随着船只的活动范围扩大到深水区域,篙用不上了,而船只体积增大,桨的数量增加,需要许多人来划,大的桨得几个人才能划动,这时候桨要兼负推进和制导方向的职能,操纵起来就很不容易了。于是,桨分成两种,一种专管划行,一种专管控制方向。专管控制方向的舵桨逐渐从船舷移到船尾中央,从划动改变为不离开水面的左右摆动,是舵的前身。在广州西汉末年墓中出土的木船模型上,舵桨的形状跟划行用的长桨不同,桨翼短而宽,增大桨翼伸入水中的面积,增强了控制方向的性能。不过,舵桨还存在一些缺陷。例如,舵桨长长地伸在船尾的后面,在狭窄的航道或靠岸的时候不容易操纵;又如,大型船舶舵桨的桨翼也要扩大,操纵起来很费力,尤其是遇到大的风浪,操纵就更困难了。因此人们进一步改进了舵桨的形状和安装方式,真正的舵终于产生了。
舵的作用原理跟桨不同。桨是通过划水所产生的反作用力来推动船只前进的。舵不划水,但是当船舶航行的时候,船尾所产生的水流会在舵面上形成水压——舵压。虽然舵压很小,但是根据杠杆原理,它推动船舶转动的功效不小,即使是满载的大船也能转换方向。
舵最迟在东汉已经出现和使用。由东汉墓中出土的陶船模型可知,舵面呈不规则的四方形,面积比较大,跟舵桨已经没有相似之处。舵柱用十字状结构固定,从船尾斜伸入船的后方,表明这已是一种转轴舵。在舵柱的顶端有个洞孔,可能是用来安装舵把的。它应用杠杆原理,只要转动舵把就可以使桨面偏转,调节、控制船行的方向和路线。
早期的舵柱斜伸出船尾。后来人们又把舵柱改为垂直伸进水中,舵面跟舵柱的连接位置也由舵面中部移到边上,这种舵称作垂直舵。中国船舶独特的尾部结构,正好便于垂直舵的装置。中国船舶一般都是首尾翘起的,尾部后端边缘通常呈弯月形,成为安装垂直舵的理想位置。由于航线上的水有深有浅,舵逐渐演进成可升可降的升降舵,依据水的深浅随时调节舵的高低。宋代以后出现了平衡舵,把一部分舵面积分布在舵柱的前方,缩短舵压力中心与舵轴的距离,减少转舵力矩,使操纵更加轻便;同时,还增大了舵面面积,提高舵控制航向的能力。中国古代还有一种开孔舵,在舵面上打许多小孔,这样不但转舵省力,而且由于水的表面张力,舵的性能也不会受到影响,是一种别具匠心的发明。
我国是最早发明舵的国家。李约瑟认为:“中国的发明,在十世纪末叶以前已经被引进阿拉伯文化区域。”欧洲使用的舵可能是十二世纪引入的。舵在
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