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图3－7 陕西长安张家坡第二号车马坑周代车辆复原图
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图3－8 山东嘉祥洪山出土的制车轮汉画像石
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弓箭的制作
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关于弓箭的制作，有“弓人”和“矢人”、“冶氏”的专门分工，其制造的程序各有十分细致的技术规定。书中对于弓的各个部件分别作了深入的考察，特别注重材料的选择，如弓干的制作，就排比了七种材料的优劣，指出“柘为上，檍次之，檿桑次之，橘次之，木瓜次之，荆次之，竹为下”【24】。这显然是经过反复摸索实践而得到的经验总结。“弓人”对于如何增加弓干的弹力以射远，如何增加射速，如何加固和保护弓体等问题作了探索，反映了人们材料力学知识的增长。
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对不同用途的箭矢，如“矢人”所做的用以战争的兵矢，用于弋射的田矢，“冶氏”所做的用于田猎的杀矢，其镞的长短、大小，铤的长短，铁管的设置，都有不同的比例规定。对于箭矢在飞行过程中起平衡和定向作用的羽毛的设置，则利用各个箭干在水中的浮沉程度，查明质量分布的情况，再酌情处理，即“水之，以辨其阴阳，夹其阴阳，以设其比，夹其比，以设其羽”，让箭矢重心位置适当而利于飞行，使“虽有疾风，亦弗之能惮（扰乱）矣”。它还进一步研究了箭矢在空中飞行时，因重心和羽毛设置不当，引起的各种不正常情况，指出“前弱则俛（往下冲），后弱则翔（往上翘起），中弱则纡（绕弯），中强则扬（扬起），羽丰则迟（速度变慢），羽杀（少）则趮（不稳定）”，这是关于飞行物体的重心、形状同重力、空气阻力之间的关系以及箭矢飞行轨道的早期探索，而对箭矢制作的具体技术规定，正是建立在这一科学的考察基础之上的。【25】
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钟、鼓、磬等乐器的制造
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我国古代的乐器仅《诗经》中记载的就有29种之多。周时按乐器的不同材料分为金、石、木、土、革、丝、竹、匏八种乐器，史籍上称为“八音”。编磬是我国独有的乐器，编钟的出现在世界各民族中也以我国为最早。春秋战国时期，箫和笛已相当流行，弦乐器中除了琴和瑟以外，还有筝。人们已在音乐实践中形成了七音和十二律的音阶体系，对于弦线和钟、鼓、磬等乐器的发音要素也作了可贵的物理探讨。《考工记》的记述就是其中之一。
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《考工记》不但记述当时盛行的钟、鼓、磬等乐器的制作技术，而且还明确指出钟声的来源系由于钟的振动所致，钟声的频率高低、音品则与钟的厚薄以及形状、大小和合金成分有关。“薄厚之所震动，清浊之所由出，侈（钟口大而中央小）弇（钟口小而中央大）之所由兴，有说，钟已（太）厚则石（声不易发），已薄则播（散），侈则柞（咋咋然之咋，声大而易发出），弇则郁（声郁滞而不易出），长甬（柄）则震（震动得厉害）”。而钟、鼓不同的形状，会给人带来很不相同的声音感觉。“大而短，则其声疾而短闻”，“小而长，则其声舒而远闻”。【26】这些从长期制作乐器的过程中总结出来的对声学问题的定性描述，远远超出了为乐器规定某种尺寸等的技术规范的意义，它已经为人们较自觉地对钟鼓的形状或厚薄做适当调整，使之达到预想的要求，提供了理论上的依据。同样，对磬，《考工记》也作了科学的总结，指出磬体的厚薄同发声高低间的关系，并明确提出了调音的方法，“已上，则摩其旁，已下，则摩其端”【27】。这就是说如果磬体太厚，发声因而太高，就把磐石磨得薄一点；如果磬体发声太低，就磨它的两端，使磐体相对地变得短而厚。
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1978年，考古工作者在湖北随州发掘了约公元前433年的曾侯乙墓，出土了编钟、编磐、鼓和瑟等八种乐器共124件。其中钟65件，每一钟在规定的两个部位敲击均能发出两个有一定谐和关系的音，它们构成了一套齐备的可供旋宫转调的十二个半音的系统。在钟的隧部和右鼓部位大多分别标有该钟所发音的音阶名。钟的口径大小不等，厚薄各异，甬的长度殊别，这便是为赋予各钟以不同的音而设计的；有的钟口还留有经过摩擦的痕迹，说明为校准音阶等的需要，它们又经过了仔细的加工调试。这些不但印证了而且超过了《考工记》的有关文字记载的科学内容，说明这一时期人们的造钟技术和音律知识已达较高水平。
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图3－9 湖北随州出土的战国初年曾侯乙墓编钟
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练丝、染色和皮革加工技术
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有关练丝、染色和皮革加工技术，《考工记》均作了记述。当时的练丝法是把丝麻布帛放在楝木灰和蜃灰汁里浸渍，利用灰渍中的碱性溶液清除油垢和去掉丝麻上残余的胶质，然后清洗脱水。白天利用阳光曝晒漂白，晚间浸于井水中，利用井水溶解丝胶。如此反复数次，即可完成这一工序。这是丝麻和丝麻织物染色前的预处理工艺，对于提高染色质量是至关重要的。当时的染色法有多次浸染的套色法，是把准备染色的丝麻毛纱或织物分几次先后浸入溶有一种或多种不同色彩染料的容器内，从而得到某一颜色的不同深度的近似色或其他各种新的颜色。所谓“三入为纁，五入为緅，七入为缁”【28】指的就是这种浸染法。纁为深红色，是三次浸入红色染料而成；若将它又放入黑色染料浸染二次，便为緅（带红光的浅黑色）；再多浸二次则为缁（深黑色）。这种方法虽然比较麻烦，但效果却比较好，所以直到近代，我国的染色手工业犹多沿用。关于制革，《考工记》记载了皮革质量的鉴定方法，进而讨论了得到色泽“茶白”、质地“柔而滑”，各部分缓急均匀、缝制工整的加工处理方法，反映了皮革加工技术的进步。【29】
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城市和宫室的规划设计
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城市规划和宫殿建筑，到周代已具有相当的规模，规划设计也已有一定准则。对此《考工记》作了初步的总结。所记的都城制度是“匠人营国，方九里，旁三门，国中九经九纬，经涂九轨，左祖右社，面朝后市”【30】。现已挖掘的春秋战国时期的城市遗址，如晋国侯马、古晋城、燕下都、赵邯郸的规划方式与记载基本相同。《礼记》中记述的周代的五门——皋门、应门、路门、库门、雉门，以及三朝——大朝、外朝、内寝制度，对后世的宫殿、寺院、庙宇、住宅的平面布局有很大影响。关于城市和宫殿的建筑，除《考工记》之外，在《礼记》中也有较完备的记述。1978年，在河北平山县战国时期中山王墓出土了一块金银错兆域图铜版，版面厘米94厘米×48厘米，是一幅为建筑中山王、后陵墓群而作的总体设计规划平面图。该图约按1∶500的比例尺绘制，是迄今所看到的我国最早的一幅建筑组群设计规划图。
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数学知识
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《考工记》还涉及分数、角度和标准量器容积的计算等数学知识。在制车和制造箭矢中都用到分数的概念，它是从生产的实际需要中产生的。由于制车、磬等器具时，不同的部位要求有不同的角度，于是各自产生了衡量角度大小的一些单位，如矩=90°，宣=45°，=67°30′，柯=101°15′，磬折=151°52′30″（或=135°）等等。《考工记》还载有标准量器的尺寸，而在制造标准量器时，显而易见都要应用计算的方法来确定其容积。这些都反映了当时实用数学发展的水平。
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《考工记》中关于青铜冶炼的“六齐”的记载，已在上一章作了介绍，不再赘述。《考工记》较全面地反映了春秋以前及春秋时期手工业生产发展的状况，对各项手工业技术，它既记述其然，又多探索其所以然，使我们清楚地看到了我国手工业技术早期总结和提高的真切情况以及生产的发展、技术的进步与科学理论的概括之间相辅相成的辩证关系。只有在阶级社会出现之后，才使人们在长期生产活动中积累下来的经验有可能被记录下来，经过整理、系统化而成为经验科学。《考工记》正是这样一部著作。虽然古代科学一般没有超出经验科学的阶段，但它对于理论科学的产生却是必不可少的准备和条件。
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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078143]
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六 《墨经》中的科学知识
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墨家是战国前期兴起的一个学派，是手工业小生产者在政治上的代言人。它的创始人墨翟（约公元前478年—前392年），鲁国人，是这一时期声望很高的政治家，在科学上也有很深的造诣。他曾经当过制作器具的工匠，他的门徒也多半是来自社会下层的能工巧匠，以刻苦耐劳、勤做实验、勇敢善战著称于世。由于他们大多亲自参加手工业生产，广泛地接触到生产实践中遇到的各种问题，并且善于总结，勇于创造，从而在实践中提炼出不少科学知识，在我国科学史上写下了光辉的一页。
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