第一台精确的地震仪,于1880年由英国地理学家约翰·米尔恩在日本发明,他由此被誉为“地震仪之父”。在帝国大学的同事詹姆斯·尤因和托马斯·格雷的帮助下,约翰·米尔恩发明出多种检测地震波的装置,其中一种是水平摆地震波检测仪。这个精妙的装置有一根加重的小棒,在受到震动作用时会移动一个有光缝(一个可以通过光线的细长缝)的金属板。金属板的移动使得一束反射回来的光线穿过板上的光缝,同时穿过在这块板下面的另外一个静止的光缝,落到一张高度感光的纸上,光线随后会将地震的移动“记录”下来。今天大部分地震仪仍然按照米尔恩和他助手的发明原理进行设计。科学家将继续通过研究地壳的移动和摆锤的摆动的关性来探测地球的震动。
火药——拉开“火花”时代的序幕
中国是最早发明火药的国家,火药是中国古代炼丹家在炼丹过程中发明的。人类最早使用的火药是黑火药,它是我国劳动人民在一千多年前发明的。它的发明,闻名于世,被称为我国古代科技的四大发明之一,在化学史上占有重要的地位。
炼丹术在中国起源甚早,据史书所载,至少在战国时期,即已有方士炼制不死之药,且自始即受统治阶级的支持与鼓励。因此,历代总有或多或少的所谓方士在进行炼制“长生不老”仙丹的实验,也累积了一些实际的经验与文字记录(如东汉魏伯阳撰的《周易参同契》即为一例)。三国以后,这些方士逐渐托身于应时而兴的道教行列,大批的道士开始学习与尝试炼丹的工作,于是炼丹术与新兴的道教结合了起来。随着道教的在我国日益盛行,炼丹术也随之日渐发达,奠定了我国火药与养生医学发展的基础。
隋代时,诞生了硝石、硫磺和木炭三元体系火药。黑色火药在唐代时候正式出现。火药是由古代炼丹家发明的,从战国至汉初,帝王贵族们沉醉做神仙并长生不老的幻想,驱使一些方士与道士炼“仙丹”,在炼制过程中逐渐发明了火药的配方。
炼丹家利用烧炼的方法,企图将一些不易腐坏的物质,特别是如黄金、白银等矿石制造成易于吞食的丹丸,经由人吞食后,将其中“不腐不坏”的特质为人所吸取,以达到长生不死之效。今日看来显然是无稽之谈,然而自秦汉至隋唐之间的炼丹家却深信不疑,许多企盼长享荣华富贵的帝王贵族们亦颇以为是。在这种背景的推动下,烧炼矿石设法使其体积变小硬度变软,并去除其中原有的毒性,使其成为可吞食的丹丸,遂成为方士炼丹的主要内容。而矿石中的硫黄为炼丹家最常用的药物之一,因硫黄可改变其它矿石的形态外貌。
硝石则为古代制溶解金属溶液的主要原料之一。因此,在利用燃烧方式制造丹丸时,可能由于偶然不慎将硫黄与硝石同时掉到炭火上,引发了产生火焰甚至爆炸声响。炼丹家们从实际的经验或有意的实验中了解到,将适量的硫黄与硝石混合再加上木炭会着火甚至爆炸。晋代著名的道士葛洪在他撰写的《抱朴子·仙药篇》里有用雄黄、硝石、猪大肠油和松脂共炼丹药的记载。雄黄含有大量的硫,硝石是强化剂,猪大肠油和松脂含有炭,硫、硝、炭是火药的基本成份,这实际上已经是一种火药了。
唐代炼丹家于唐高宗永淳元年(682年)首创了硫磺伏火法,用硫磺、硝石,研成粉末,再加皂角子(含炭素)。唐宪宗元和三年(808年)又创状火矶法,用硝石、硫磺及马兜铃(含炭素)一起烧炼。这两种配方,都是把三种药料混合起来,已经初步具备火药所含的成分。 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 ——药发傀儡。宋代演出“抱锣”、“硬鬼”、“哑艺剧”等杂技节目,都运用刚刚兴起的火药制品“爆仗”和“吐火”等,以制造神秘气氛。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。
中国发明了火药首先运用于制造烟火,不久后就将其运用与军事,并发明了世界第一根火箭。大炮和火枪在宋代中国火药的军事运用已经相当成熟,使得中国的科技遥遥领先于世界。
趣味链接:炼丹家的目的
中国古代的炼丹家和外国古代炼丹家有着不同的目的。欧洲炼丹家的目的,是在“点铁成金”,把贱金属怎样来变成贵重金属,中国炼丹家的目的,则是在“长生不死”,但其间也有不少是以“炼黄白”为目的者。因此,中国炼丹者,与欧洲炼丹者思想出发点各有不同。可是,也有个别人不是片面追求“点铁成金”或“长生不死”,而是追求“腰缠十万贯,骑鹤下扬州”的富贵仙兼而有之迷梦。当封建社会发展到一定阶段,生产力有了一定提高,统治阶级的物质享受大有增加时,那些帝王和贵族们便自然而然地产生出“长生不死”和“多财多富”的欲望,秦皇、汉武身为天子,还想长生不死,来延续他万世万代的基业,就是其中的典型例子。
天干地支——消隐的智慧
天干地支简称为“干支”。天干地支相当于树干和树叶。它们是一个互相依存,互相配合的整体。中国古代以天为“主”,以地为“从”。“天”和“干”互联叫做“天干”;“地”和“支”互联叫做“地支”,合起来就是“天干地支”。天干有十个字,总称为“十天干”。地支有十二个字,总称为“十二地支”。
天干有十:甲、乙、丙、丁、戊(wù)、己、庚、辛、壬(rén)、癸(guǐ); 地支十二:子、丑、寅、卯(mǎo)、辰(chén)、巳(sì)、午、未(wèi)、申、酉(yǒu)、戌(xū)、亥。天干地支组合成如下六十个计时序号,作为纪年、月、日、时的名称,叫“干支纪年法”。
天干地支原始意义,有这样有趣的说法:
天干:
(甲)象草林破土而萌,阳在内而被阴包裹。又有认为,甲者铠甲也,把万物冲破其甲而突出了。
(乙)草木初生,枝叶柔软屈曲伸长。乙者轧也。
(丙)丙,炳也,如赫赫太阳,炎炎火光,万物皆炳然著见而明。
(丁)壮也,草木成长壮实,好比人的成丁。
(戊)茂也,象征大地草木茂盛。
(己)起也,纪也,万物仰屈而起,有形可纪。
(庚)更也,秋收而待来春。
(辛)金味辛,物成而后有味。又有认为,辛者新也,万物肃然更改,秀实新成。
(壬)妊也,阳气潜伏地中,万物怀妊。
(癸)揆也,万物闭藏,怀妊地下,揆然明芽。
地支:
(子)孽也,草木生子,吸土中水分而出,为一阳萌的开始。
(丑)纽也,草木在土中出芽,屈曲着将要冒出地面。
(寅)演也,津也,寒土中屈曲的草木,迎着春阳从地面伸展。
(卯)茂也,日照东方,万物滋茂。
(辰)震也,伸也,万物震起而生,阳气生发已经过半。
(巳)起也,万物盛长而起,阴气消尽,纯阳无阴。
(午)仵也,万物丰满长大,阳起充盛,阴起开始萌生。
(未)味也,果实成熟而有滋味。
(申)身也,物体都已长成。
(酉)老也,猶也,万物到这时都猶缩收敛。
(戌)灭也,草木凋零,生气灭绝。
(亥)劾也,阴气劾杀万物,到此已达极点。
天干地支据说其发明者是四五千年前上古时期的大挠氏。如唐代刘恕在《通鉴外纪》中就引古书说:“(黄帝)其师大挠始作甲子。”大挠作甲子虽是传说,但从殷商的帝王名字叫天乙(即成汤),外丙,仲壬,太甲等来看,干支的来历必早于殷代,即在三千五百年之前便已出现了。
起先,我们祖先仅是用天干来记日,因为每月天数是以日进位的;用地支来记月,因为一年十位个月,正好用十位地支来相配。可是随之不久,人们感到单用天干记日,每个月里仍然会有三天同一干,所以,便用一个天干和一个地支分别依次搭配起来的办法来记日期,如《尚书。顾命》就有“惟四月哉生魄。王不择。甲子,王乃洮颂水,相被冕服,凭玉几”的记载,意思是说,四月初,王的身体很不舒服。甲子这一天,王才沐发洗脸,太仆为王穿上礼服,王依在玉几上坐着。后来,干支记日的办法就被渐渐引进了记年,记月和记时了。
六十甲子顺序:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 甲子 乙丑 丙寅 丁卯 戊辰 己巳 庚午 辛未 壬申 癸酉
10 甲戌 乙亥 丙子 丁丑 戊寅 己卯 庚辰 辛巳 壬午 癸未
20 甲申 乙酉 丙戌 丁亥 戊子 己丑 庚寅 辛卯 壬辰 癸巳
30 甲午 乙未 丙申 丁酉 戊戌 己亥 庚子 辛丑 壬寅 癸卯
40 甲辰 乙巳 丙午 丁未 戊申 己酉 庚戌 辛亥 壬子 癸丑
50 甲寅 乙卯 丙辰 丁巳 戊午 己未 庚申 辛酉 壬戌 癸亥
用六十甲子依次纪年,六十年一个轮回。干支纪年法的新一年由立春开始,2009年的立春是二月四日,所以2009年2月4日立春之后才是己丑年,在此之前应是戊子年。公元纪年的一年以立春为界前后分属不同的干支纪年,这一点不熟悉的人容易搞错,应特别注意。
与公元纪年的换算:
第一种算法:
如何将公元纪年换算成干支纪年:
不同资料算法有所差异,有的给出公式,但本质上是一回事。这里介绍一种简易直观的算法。
首先给每个天干、地支一个编号,从头以4开始循序排下去,天干10后接1,。地支12后接1。
天干:甲4、乙5、丙6、丁7、戊8、已9、庚10、辛1、壬2、癸3
地支:子4、丑5、寅6、卯7、辰8、巳9、午10、未11、申12、酉1、戌2、亥3
以公元年的尾数在天干中找出对应该尾数的天干,再将公元纪年除以12,用除不尽的余数在地支中查出对应该余数的地支,这样就得到了公元纪年的干支纪年。如2003年,其尾数为3,对应的天干为“癸”;以12除2003得166,余数为11,对应的地支为未。于是2003年的干支纪年为“癸未”年。注意这是指2003年立春之后,立春之前应是“壬午”年。赵达先生在“祭文”中指出的时间是“癸未清明”,清明是立春之后的第四个节气(立春、雨水、惊蛰、春分、清明),所以赵先生说岁在癸未,而非壬午。
第二种算法:(通俗简单)
天干算法:用公元纪年数减3,除以10(不管商数)所得余数,就是天干所对应的位数;
地支算法:用公元纪年数减3,除以12(不管商数)所得余数,就是地支所对应的位数;
天干:甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸
地支:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥
例1 我们以2010年为例;
天干算法: 2010-3=2007, 2007/10=200余7, 7对应天干第7位是庚,即天干为庚;
地支算法: 2010-3=2007, 2007/12=167余3, 3对应地支第3位是寅,即地支为寅;
综上公元2010是用天干地支纪年为庚寅年。为使各位信任此算法,本人再举一例来说明:
例2 我们再以1987年为例;
天干算法: 1987-3=1984, 1984/10=198余4, 4对应天干第4位是丁,即天干为丁;
地支算法: 1987-3=1984, 1984/12=165余4, 4对应地支第4位是卯,即地支为卯;
综上公元1987用天干地支纪年为丁卯年。(读者可查看在线日历来验证)
趣味链接:天干地支生肖“八字”
天干地支纪年法同时可纪年、月、日、时,分别称为“年柱、月柱、日柱、时柱”。此八个字就是俗称的“八字”。一个人的八字就是他出生时间的四柱记录。关于月、日、时的天干地支纪法,已使用不多,有兴趣的读者可去查阅有关资料。
十二地支与十二生肖对应,即子鼠、丑牛、寅虎、卯兔、辰龙、巳蛇、午马、未羊、申猴、酉鸡、戌狗、亥猪。
浑仪——奠定了浑天说理论的基础