Post by Vĩnh Long on Aug 13, 2007 4:15:23 GMT 9
Khoa học & kỹ thuật của Trung Quốc
Lê Anh Minh 11/03/2007
DÀN BÀI
1. TINH THẦN NGHIÊN CỨU
2. NÔNG NGHIỆP VÀ THỰC PHẨM
3. ÐÁNH SỢI VÀ DỆT
4. CỦA BÁU TỪ LÒNG ÐẤT
5. GIAO THÔNG VẬN TẢI
6. KỸ THUẬT TÁC CHIẾN
7. MÁY MÓC VÀ NÃNG LÝỢNG
8. GIẤY, IN ẤN, XUẤT BẢN
1. TINH THẦN NGHIÊN CỨU
Trong thế giới hiện nay, khoa học và kỹ thuật quan hệ mật thiết, và kỹ thuật thýờng ðýợc xem là khoa học ứng dụng. Trong những xã hội ban sõ, khoa học (với hàm nghĩa là các nỗ lực phi tôn giáo ðể lý giải thiên nhiên) và kỹ thuật phát triển tách biệt. Kiến thức khoa học trợ giúp rất ít vào việc giải quyết các vấn ðề kỹ thuật.
Dùng thổ khuê và biểu can ðể ðo nhật ảnh, xác ðịnh ngày ðông chí.
Trắc ảnh ðài tại Dýõng Thành (tục truyền do Chu Công khởi tạo) ðể ðo bóng mặt trời vào ngày ðông chí và ngày hạ chí. Một cột (nhật quỹ) cao 13 mét dựng ðứng, ðặt trong hốc giữa toà tháp. Bóng nó ðổ xuống và ðýợc ðo trên bục ðá dài 40 mét. Tháp do Quách Thủ Kính (ðời Nguyên) tái tạo khoảng nãm 1276; rồi ðýợc trùng tu ở ðời Minh (1368-1644).
Tuy nhiên, Trung Quốc không xác ðịnh ranh giới rõ rệt giữa khoa học và kỹ thuật. Thực chất, cái «khoa học và kỹ thuật» theo quan niệm Tây phýõng không tồn tại trong tý týởng truyền thống của Trung Quốc. Khát vọng khám phá trật tự vũ trụ qua việc quan sát thiên vãn dẫn ðến việc phát minh nhiều công cụ thiên vãn suốt ngàn nãm ðầu công nguyên và cuối cùng ðạt tới ðỉnh thịnh là máy hồn nghi 渾 儀 (armillary; armillary sphere) của Tô Tụng (1020-1101) ðời Bắc Tống.
Các kiểu máy hồn nghi của Tô Tụng (1092). Máy cao 10 mét. Trên cùng có thiên cầu ðể quan sát các sao. Bộ phận bên trong là bánh xe có gầu (trích ra ảnh nhỏ màu) quay theo chiều kim ðồng hồ do sức nýớc chảy ra từ bình chứa bên cạnh.
Hồn thiên nghi (hay hồn nghi) tại Bắc Kinh
Quan týợng ðài Bắc Kinh vào ðời Thanh (Khang Hi, 1662)
Chỉ nam xa (xe chỉ hýớng nam) - một chiếc máy ðiều khiển học - ðýợc phát minh trễ nhất là thế kỷ III cn. Nhờ có một bộ truyền ðộng bánh rãng vi sai, pho týợng trên xe luôn chỉ hýớng nam, dù xe ðýợc kéo ði theo bất cứ hýớng nào.
Bản ðồ tinh tú này ðýợc vẽ khoảng nãm 940 cn. Ngýời Trung Quốc rất quan tâm ðến thiên vãn. Ðọc Tả Truyện, chúng ta biết rằng, suốt bao thế kỷ trýớc công nguyên, Trung Quốc ðã có các vị quan chuyên trách về thiên vãn và lịch pháp. Họ ðã có khái niệm về các sao ðứng yên (hằng tinh 恒星: constant stars) và các sao di ðộng (hành tinh 行星: moving stars), còn có thuyết cái thiên 蓋天 (covering heaven) và hồn thiên 渾天 (englobing heaven). Cái 蓋 nghĩa là bao trùm. Thuyết cái thiên có trýớc thuyết hồn thiên. Theo thuyết cái thiên, bầu trời giống nhý bát úp trên mặt ðất hình vuông (vì thế họ thýờng nói thiên viên ðịa phýõng 天圓地方: trời tròn ðất vuông), và bầu trời xoay vần bên trên mặt ðất ðứng yên nhý một cối xay. Thuyết hồn thiên xuất hiện khoảng nãm 350 tcn, cho rằng bầu trời có hình cầu bao bọc quả ðất bên trong, giống nhý quả trứng chứa tròng ðỏ vậy.
Týõng tự nhý thế, sự ðam mê tìm hiểu từ tính (magnetism) ðã dẫn ðến phát minh ra la bàn (compass). Những thí nghiệm luyện ðan (alchemy) ðã bất ngờ dẫn ðến phát minh quan trọng về thuốc súng. Những quan tâm về ðộng ðất ðã dẫn ðến phát minh ðịa chấn kế (seismoscope) vào ðời Hán.
Francis Bacon (1561-1626) cho rằng có ba phát minh cống hiến nhiều nhất cho nhân loại, ðã biến ðổi hoàn toàn thế giới hiện ðại, ðẩy lùi thời kỳ cổ ðại và trung cổ. Ðó là: (1) phát minh ra giấy và in ấn, (2) phát minh ra thuốc súng, và (3) phát minh ra la bàn nam châm. Ông cho rằng nguồn gốc ba phát minh ấy thật là mờ tối. Bacon qua ðời mà không hề biết ba phát minh ấy là của Trung Quốc.
Cả những thành tựu lẫn những hạn chế của khoa học kỹ thuật Trung Quốc phần nhiều là do sự bảo trợ của triều ðình. Triều ðình ðộc quyền về tài nguyên quốc gia và có quyền ðề cao việc nghiên cứu bất kỳ một ngành kỹ thuật nào mà triều ðình cho là quan trọng. Công xýởng thiết kế và sản xuất những vũ khí cần ðể duy trì sức mạnh quân sự của Trung Quốc. Những cống phẩm bằng lụa thýờng là công cụ hữu hiệu trong ngoại giao, chẳng hạn dýới ðời Tống. Sự phổ biến của ngành sản xuất bông phần lớn là nhờ triều ðình nhà Nguyên ðề cao nó. Khát vọng tãng cýờng quyền lực chính thống và hợp pháp của výõng triều bằng cách hợp nhất nhân sự với vũ trụ ðã dẫn ðến trên một trãm lần triều ðình cải cách lịch pháp suốt chiều dài lịch sử Trung Quốc. Các ðại quan triều ðình cũng hằng quan tâm phát triển kinh tế hoặc ít nhất là duy trì nền tảng kinh tế quốc gia. Những nỗ lực của họ tất nhiên ðã tác ðộng mạnh mẽ ðến các kỹ thuật không chỉ áp dụng trong nông nghiệp mà còn trong những ngành nghề quan trọng khác nữa, chẳng hạn khai mỏ và dệt.
Mặt khác, chính cõ cấu của výõng triều và các giá trị mà nó nhìn nhận ðã cản trở tiến bộ khoa học và kỹ thuật. Ðiều này thấy rõ trong một ngàn nãm cuối của hệ thống výõng triều. Triều ðình ðã tuyển dụng ðại ða số nhân tài quốc gia ra làm quan và bảo ðảm cho họ một ðịa vị ýu tiên hõn các nghề khác. Cái ðịnh kiến mạnh mẽ «học ðể làm quan» của hệ thống giáo dục và khoa cử buộc học sinh phải thuộc lòng kinh ðiển Nho giáo và vãn chýõng thi phú, buộc họ phải viết thõ vãn cho hay. Ðiều ðó khiến hầu hết (không phải là tất cả) quan lại ðã xa rời thực học và họ không chịu dấn thân vào việc nghiên cứu những vấn ðề khoa học kỹ thuật
2. NÔNG NGHIỆP VÀ THỰC PHẨM
Kỹ thuật cào cỏ kỹ và trồng thành luống bắt ðầu xuất hiện ở Trung Quốc khoảng thế kỷ VI tcn. Cuộc cách mạng nông nghiệp ở châu Âu (vốn là nền tảng của cuộc cách mạng công nghiệp) ðã xảy ra nhờ du nhập sáng kiến của Trung Quốc: kỹ thuật trồng trọt theo luống, làm cỏ nhiều ðợt, gieo hạt thẳng hàng, dùng lýỡi cày bằng sắt, v.v. Trýớc khi châu Âu du nhập dây cýõng và vòng ðai ở ngực và cổ ngựa từ Trung Quốc, họ chỉ biết dùng dây quấn quanh cổ ngựa. Hậu quả là thóc lúa châu Âu cổ ðại tuy có sản xuất nhiều nhýng khó chở ðýợc bằng ðýờng bộ, vì ngựa chýa có thiết bị thích hợp ðể kéo xe chở nặng. Họ phải vận chuyển bằng ðýờng thuỷ.
Ngýời Trung Quốc ðã biết nấu chảy và ðúc sắt trýớc phýõng Tây ít nhất một ngàn nãm. Một nông cụ thô sõ nhý lýỡi cày bằng sắt chính là một ví dụ cụ thể.
Không có thách thức kỹ thuật nào mà ngýời Trung Quốc phải ðối phó lớn lao cho bằng cái nhu cầu tạo ra thực phẩm ðủ dùng cho một dân số quá ðông ðúc. Ðầu ðời Thýõng việc canh nông tại nõi mà hiện nay là miền bắc Trung Quốc ðã sản xuất thặng dý và nó phát khởi nền vãn minh Trung Quốc rõ rệt. Hõn nữa, song song với việc trồng kê và lúa mì trên các cánh ðồng khô ở miền bắc là việc trồng lúa nýớc ở miền trung và miền nam và việc trồng lúa nýớc tỏ ra hữu hiệu hõn.
Việc canh tác ðòi hỏi nhiều ngýời lao ðộng và những nông cụ ða dạng cùng với kỹ thuật canh tác ðã dẫn ðến sản lýợng cao. Khoảng 500 nãm tcn, những miếng sắt nhọn hoặc có lýỡi bén ðã ðýợc dùng phổ biến, nhờ ðó việc canh tác trở nên hữu hiệu hõn, và nhờ ðó dân số cũng tãng lên. Trong các nông cụ phức tạp thì có cái cày ðýợc thiết kế thành nhiều kiểu thích hợp với các loại ðất khác nhau, cái xoi lỗ với nhiều ống ðể bỏ hạt nhanh hõn, cái quạt thóc, và vô số loại cối xay ban ðầu dùng sức ngýời về sau mới dùng sức ðộng vật hay sức nýớc. Phát minh thắt ðai ở ngực và ở cổ ngựa hay la ðể kéo xe (khoảng thế kỷ I tcn) làm cho việc vận chuyển thuận tiện hõn.
Nông dân Trung Quốc biết du nhập các giống ngũ cốc từ các nýớc khác. Thí dụ lúa mì du nhập từ phýõng Tây (có lẽ khoảng nãm 1000 tcn) và sau ðó trở thành cây lýõng thực ðiển hình ở miền bắc. Gần cuối nãm 1000 cn, Trung Quốc du nhập loại lúa chín sớm từ nõi mà nay là Việt Nam. Ðiều này dẫn ðến việc canh tác hai vụ hoặc thậm chí ba vụ với qui mô lớn.
Sự thử nghiệm các phýõng pháp canh tác xảy ra rất bình thýờng. Ðầu ðời Hán, nhiều nông dân Trung Quốc ðã thay ðổi cách rảy tung gieo hạt sang cách gieo hạt theo từng hàng từng luống; nhờ ðó cây trồng tốt hõn, việc luân canh có thể thực hiện một cách hệ thống, và các loại cây có thể trồng xen kẽ theo luống cùng một lúc.
Ðộng vật ðóng vai trò thứ yếu trong hệ thống canh tác của Trung Quốc, và nguồn phân chuồng do ðó bị hạn chế. Ðể làm ðất ðai mầu mỡ nông dân Trung Quốc thýờng dùng phân ngýời, bùn ở ao ở sông, tro, ðá vôi, lá cây mục, rõm rạ, v.v...
3. ÐÁNH SỢI VÀ DỆT
Theo lý thuyết, ở nông thôn Trung Quốc ngýời chồng cày ruộng còn ngýời vợ dệt vải, nhýng trong thực tế tất nhiên không bao giờ cứ một mực nhý thế. Ngýời Trung Quốc cảm nhận sâu sắc rằng trách nhiệm tách bạch mà bổ sung nhau này của nam và nữ ðã hình thành nền tảng của trật tự xã hội.
Chọn kén tõ (trạch kiển), hình lấy từ sách bách khoa Thiên Công Khai Vật của Tống Ứng Tinh (1587-1661). Týõng truyền nguyên phi của Hoàng Ðế (khoảng 2600 nãm tcn) là Luy Tổ (cũng viết Luỵ Tổ, Lôi Tổ) phát minh cách nuôi tằm, dệt lụa. Kể từ ðời Nam Triều Tống bắt ðầu thờ phụng bà là Tiên Tàm hay Tàm Thần.
Ngành dệt của Trung Quốc chủ yếu là sản xuất lụa, nhýng ngoài ra việc sản xuất vải gai và vải bông cũng có vai trò quan trọng. Cây gai (ninh ma) là loại cây sống lâu nãm. Sợi gai nhẹ, trắng, sáng bóng, bền chắc gấp mýời lần sợi bông. Cây chắc khoẻ và thýờng cho sợi mới suốt mấy chục nãm thậm chí cả trãm nãm.
Việc sản xuất vải gai và lụa bắt ðầu từ thời ðồ ðá mới. Cùng với lụa, vải gai chiếm ðịa vị ðộc tôn trong ngành dệt và không gì sánh ðýợc với nó cho ðến lúc nó bị vải bông thay thế vào ðời Tống và ðời Nguyên. Thời xa xýa, vải gai có thể cạnh tranh với lụa vì nó hút nýớc, giữ ấm vào mùa ðông, và mát vào mùa hè. Ðể tạo ra vải gai, ngýời ta phải xe những sợi ngắn với nhau thành chỉ. Thoạt ðầu công việc này hoàn toàn thủ công, tức là ngýời ta dùng hai tay xe sợi trên bắp ðùi. Tuy nhiên khoảng ít nhất là 5000 nãm tcn dân Trung Quốc ðã biết dùng cái suốt ðể tạo ra chỉ nhanh hõn. Về sau, có lẽ vào ðời Thýõng, họ ðã biết dùng guồng xe sợi. Dụng cụ này ðýợc phát triển thành guồng xe sợi có bàn ðạp vào ðời Hán và guồng xe sợi dùng sức nýớc vào ðời Tống. Cũng quan trọng nhý cái guồng xe sợi là sự gia tãng số lýợng suốt. Vào ðời Nguyên, một guồng xe sợi có 32 suốt có thể tạo ra 50 kg sợi trong một ngày.
Bông không phải là loại cây bản ðịa. Nó ðýợc Trung Quốc du nhập từ Ấn Ðộ khoảng nãm 200 tcn hoặc xýa hõn nữa. Mặc dù vải bông mềm hõn vải gai và có thể sánh với lụa về bề ngoài lẫn ðộ bền, nhýng nó chỉ ðýợc dùng tại Trung Quốc khoảng 1000 nãm nay. Một phần là vì các giống bông nhập vào Trung Quốc ban ðầu không thích hợp hầu hết môi trýờng Trung Quốc. Chỉ ðến khi giống cây ðýợc cải thiện dần dần và các dụng cụ máy móc thích hợp (nhý dụng cụ tách hạt bông) xuất hiện, thì ngýời Trung Quốc mới có thể sản xuất ðại trà vải bông ðể thay cho vải gai vải bố. Vào thời gian này (tức khoảng nãm 1000 cn) vải bông ðýợc dùng rất mạnh, chủ yếu là do các hộ nông dân có thể sắm ðýợc các công cụ sản xuất ðõn giản.
4. CỦA BÁU TỪ LÒNG ÐẤT
Nhờ một lãnh thổ hết sức rộng lớn mà Trung Quốc mới hýởng ðýợc một nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào với các mỏ kim loại thông dụng nhý vàng, bạc, ðồng, thiếc, sắt, chì, thuỷ ngân, và kẽm. Ðất sét kể cả kaolin (ðất sét làm ðồ sứ, gọi là cao lĩnh thổ 高 岭 土 hay từ thổ 瓷 土) sẵn có và dễ tìm ðã giúp phát triển ngành sản xuất ðồ sứ qui mô với giá trị thẩm mỹ cao. Các mỏ than dồi dào của Trung Quốc ðã giải quyết ðýợc nhu cầu chất ðốt ðể sử dụng nói chung cũng nhý nhu cầu chất ðốt dùng trong ngành sản xuất sắt.
Làm gạch Khai thác muối ở Tứ Xuyên
Làm ngói
Qui mô của ngành khai mỏ và các hoạt ðộng liên quan của Trung Quốc bấy lâu nay hiếm khi ðýợc ðánh giá ðúng ðắn. Thậm chí ðầu ðời Hán (hoặc có thể trễ hõn một chút) ngoài những sản phẩm kể trên Trung Quốc còn khai thác và chế biến trên 50 loại khoáng sản mà quan trọng nhất trong số ðó là ngọc, các loại bảo thạch 宝 石 (ðá quý) và bán bảo thạch 半 宝 石 (ðá quý hạng trung bình) khác, thạch tín (arsenic, Trung Quốc gọi là thân 砷 hay tỳ 砒), lýu huỳnh (sulfur), ðá mài, phèn, potassium nitrate (dùng làm phân bón hay dùng ðể chế tạo thuốc súng). Suốt bao thế kỷ những nhà ðịa chất của Trung Quốc ðã tích lũy vốn tri thức rất lớn giúp họ phát hiện các mỏ quan trọng của các khoáng sản hữu ích mà họ có thể khai thác ít tốn kém theo kỹ thuật cổ truyền.
Tuy nhiên chính việc chế biến các khoáng sản nhất là việc luyện kim ðã cho thấy sự khéo léo thông minh sáng tạo của ngýời Trung Quốc. Việc sản xuất thanh ðồng 青 铜 (tức ðồng thiếc: bronze) là một thí dụ. vào ðời Thýõng và ðầu ðời Chu ngýời Trung Quốc ðã biến pha ðồng với thiếc theo các tỉ lệ khác nhau ðể chế tạo vô số các loại thanh ðồng, tuỳ theo mục ðích sử dụng.
Hầu hết các nguồn kim loại dýới lòng ðất ðều ở dạng quặng và ngýời ta cần xử lý chúng bằng nhiệt ðộ cao ðể lấy ðýợc kim loại. Kinh nghiệm lâu ðời với ngành sản xuất ðồ gốm giúp ngýời Trung Quốc biết cách khống chế nhiệt ðộ cao trong lò luyện kim. Vào thế kỷ VII và VI tcn, ngýời Trung Quốc ðã biết lấy sắt ra khỏi quặng sắt, cả ở dạng sắt rèn (sắt nung ðýợc nện bằng búa ðể vãng xỉ ra) lẫn sắt ðúc (sắt nấu chảy và ðổ khuôn ðể tạo dụng cụ và vũ khí, v.v.). Ngýời Trung Quốc ðã biết nấu chảy và ðúc sắt trýớc phýõng Tây ít nhất một ngàn nãm.
Việc ðúc sắt trong khuôn (với bằng chứng là các khuôn ðúc bền chắc mà ngành khảo cổ ðã phát hiện) cho thấy việc sản xuất ðại trà các sản phẩm bằng sắt ðúc cũng xuất hiện từ xa xýa và ðiều này ðã ảnh hýởng ðáng kể ðến sự phát triển kinh tế của Trung Quốc.
Lê Anh Minh 11/03/2007
DÀN BÀI
1. TINH THẦN NGHIÊN CỨU
2. NÔNG NGHIỆP VÀ THỰC PHẨM
3. ÐÁNH SỢI VÀ DỆT
4. CỦA BÁU TỪ LÒNG ÐẤT
5. GIAO THÔNG VẬN TẢI
6. KỸ THUẬT TÁC CHIẾN
7. MÁY MÓC VÀ NÃNG LÝỢNG
8. GIẤY, IN ẤN, XUẤT BẢN
1. TINH THẦN NGHIÊN CỨU
Trong thế giới hiện nay, khoa học và kỹ thuật quan hệ mật thiết, và kỹ thuật thýờng ðýợc xem là khoa học ứng dụng. Trong những xã hội ban sõ, khoa học (với hàm nghĩa là các nỗ lực phi tôn giáo ðể lý giải thiên nhiên) và kỹ thuật phát triển tách biệt. Kiến thức khoa học trợ giúp rất ít vào việc giải quyết các vấn ðề kỹ thuật.
Dùng thổ khuê và biểu can ðể ðo nhật ảnh, xác ðịnh ngày ðông chí.
Trắc ảnh ðài tại Dýõng Thành (tục truyền do Chu Công khởi tạo) ðể ðo bóng mặt trời vào ngày ðông chí và ngày hạ chí. Một cột (nhật quỹ) cao 13 mét dựng ðứng, ðặt trong hốc giữa toà tháp. Bóng nó ðổ xuống và ðýợc ðo trên bục ðá dài 40 mét. Tháp do Quách Thủ Kính (ðời Nguyên) tái tạo khoảng nãm 1276; rồi ðýợc trùng tu ở ðời Minh (1368-1644).
Tuy nhiên, Trung Quốc không xác ðịnh ranh giới rõ rệt giữa khoa học và kỹ thuật. Thực chất, cái «khoa học và kỹ thuật» theo quan niệm Tây phýõng không tồn tại trong tý týởng truyền thống của Trung Quốc. Khát vọng khám phá trật tự vũ trụ qua việc quan sát thiên vãn dẫn ðến việc phát minh nhiều công cụ thiên vãn suốt ngàn nãm ðầu công nguyên và cuối cùng ðạt tới ðỉnh thịnh là máy hồn nghi 渾 儀 (armillary; armillary sphere) của Tô Tụng (1020-1101) ðời Bắc Tống.
Các kiểu máy hồn nghi của Tô Tụng (1092). Máy cao 10 mét. Trên cùng có thiên cầu ðể quan sát các sao. Bộ phận bên trong là bánh xe có gầu (trích ra ảnh nhỏ màu) quay theo chiều kim ðồng hồ do sức nýớc chảy ra từ bình chứa bên cạnh.
Hồn thiên nghi (hay hồn nghi) tại Bắc Kinh
Quan týợng ðài Bắc Kinh vào ðời Thanh (Khang Hi, 1662)
Chỉ nam xa (xe chỉ hýớng nam) - một chiếc máy ðiều khiển học - ðýợc phát minh trễ nhất là thế kỷ III cn. Nhờ có một bộ truyền ðộng bánh rãng vi sai, pho týợng trên xe luôn chỉ hýớng nam, dù xe ðýợc kéo ði theo bất cứ hýớng nào.
Bản ðồ tinh tú này ðýợc vẽ khoảng nãm 940 cn. Ngýời Trung Quốc rất quan tâm ðến thiên vãn. Ðọc Tả Truyện, chúng ta biết rằng, suốt bao thế kỷ trýớc công nguyên, Trung Quốc ðã có các vị quan chuyên trách về thiên vãn và lịch pháp. Họ ðã có khái niệm về các sao ðứng yên (hằng tinh 恒星: constant stars) và các sao di ðộng (hành tinh 行星: moving stars), còn có thuyết cái thiên 蓋天 (covering heaven) và hồn thiên 渾天 (englobing heaven). Cái 蓋 nghĩa là bao trùm. Thuyết cái thiên có trýớc thuyết hồn thiên. Theo thuyết cái thiên, bầu trời giống nhý bát úp trên mặt ðất hình vuông (vì thế họ thýờng nói thiên viên ðịa phýõng 天圓地方: trời tròn ðất vuông), và bầu trời xoay vần bên trên mặt ðất ðứng yên nhý một cối xay. Thuyết hồn thiên xuất hiện khoảng nãm 350 tcn, cho rằng bầu trời có hình cầu bao bọc quả ðất bên trong, giống nhý quả trứng chứa tròng ðỏ vậy.
Týõng tự nhý thế, sự ðam mê tìm hiểu từ tính (magnetism) ðã dẫn ðến phát minh ra la bàn (compass). Những thí nghiệm luyện ðan (alchemy) ðã bất ngờ dẫn ðến phát minh quan trọng về thuốc súng. Những quan tâm về ðộng ðất ðã dẫn ðến phát minh ðịa chấn kế (seismoscope) vào ðời Hán.
Francis Bacon (1561-1626) cho rằng có ba phát minh cống hiến nhiều nhất cho nhân loại, ðã biến ðổi hoàn toàn thế giới hiện ðại, ðẩy lùi thời kỳ cổ ðại và trung cổ. Ðó là: (1) phát minh ra giấy và in ấn, (2) phát minh ra thuốc súng, và (3) phát minh ra la bàn nam châm. Ông cho rằng nguồn gốc ba phát minh ấy thật là mờ tối. Bacon qua ðời mà không hề biết ba phát minh ấy là của Trung Quốc.
Cả những thành tựu lẫn những hạn chế của khoa học kỹ thuật Trung Quốc phần nhiều là do sự bảo trợ của triều ðình. Triều ðình ðộc quyền về tài nguyên quốc gia và có quyền ðề cao việc nghiên cứu bất kỳ một ngành kỹ thuật nào mà triều ðình cho là quan trọng. Công xýởng thiết kế và sản xuất những vũ khí cần ðể duy trì sức mạnh quân sự của Trung Quốc. Những cống phẩm bằng lụa thýờng là công cụ hữu hiệu trong ngoại giao, chẳng hạn dýới ðời Tống. Sự phổ biến của ngành sản xuất bông phần lớn là nhờ triều ðình nhà Nguyên ðề cao nó. Khát vọng tãng cýờng quyền lực chính thống và hợp pháp của výõng triều bằng cách hợp nhất nhân sự với vũ trụ ðã dẫn ðến trên một trãm lần triều ðình cải cách lịch pháp suốt chiều dài lịch sử Trung Quốc. Các ðại quan triều ðình cũng hằng quan tâm phát triển kinh tế hoặc ít nhất là duy trì nền tảng kinh tế quốc gia. Những nỗ lực của họ tất nhiên ðã tác ðộng mạnh mẽ ðến các kỹ thuật không chỉ áp dụng trong nông nghiệp mà còn trong những ngành nghề quan trọng khác nữa, chẳng hạn khai mỏ và dệt.
Mặt khác, chính cõ cấu của výõng triều và các giá trị mà nó nhìn nhận ðã cản trở tiến bộ khoa học và kỹ thuật. Ðiều này thấy rõ trong một ngàn nãm cuối của hệ thống výõng triều. Triều ðình ðã tuyển dụng ðại ða số nhân tài quốc gia ra làm quan và bảo ðảm cho họ một ðịa vị ýu tiên hõn các nghề khác. Cái ðịnh kiến mạnh mẽ «học ðể làm quan» của hệ thống giáo dục và khoa cử buộc học sinh phải thuộc lòng kinh ðiển Nho giáo và vãn chýõng thi phú, buộc họ phải viết thõ vãn cho hay. Ðiều ðó khiến hầu hết (không phải là tất cả) quan lại ðã xa rời thực học và họ không chịu dấn thân vào việc nghiên cứu những vấn ðề khoa học kỹ thuật
2. NÔNG NGHIỆP VÀ THỰC PHẨM
Kỹ thuật cào cỏ kỹ và trồng thành luống bắt ðầu xuất hiện ở Trung Quốc khoảng thế kỷ VI tcn. Cuộc cách mạng nông nghiệp ở châu Âu (vốn là nền tảng của cuộc cách mạng công nghiệp) ðã xảy ra nhờ du nhập sáng kiến của Trung Quốc: kỹ thuật trồng trọt theo luống, làm cỏ nhiều ðợt, gieo hạt thẳng hàng, dùng lýỡi cày bằng sắt, v.v. Trýớc khi châu Âu du nhập dây cýõng và vòng ðai ở ngực và cổ ngựa từ Trung Quốc, họ chỉ biết dùng dây quấn quanh cổ ngựa. Hậu quả là thóc lúa châu Âu cổ ðại tuy có sản xuất nhiều nhýng khó chở ðýợc bằng ðýờng bộ, vì ngựa chýa có thiết bị thích hợp ðể kéo xe chở nặng. Họ phải vận chuyển bằng ðýờng thuỷ.
Ngýời Trung Quốc ðã biết nấu chảy và ðúc sắt trýớc phýõng Tây ít nhất một ngàn nãm. Một nông cụ thô sõ nhý lýỡi cày bằng sắt chính là một ví dụ cụ thể.
Không có thách thức kỹ thuật nào mà ngýời Trung Quốc phải ðối phó lớn lao cho bằng cái nhu cầu tạo ra thực phẩm ðủ dùng cho một dân số quá ðông ðúc. Ðầu ðời Thýõng việc canh nông tại nõi mà hiện nay là miền bắc Trung Quốc ðã sản xuất thặng dý và nó phát khởi nền vãn minh Trung Quốc rõ rệt. Hõn nữa, song song với việc trồng kê và lúa mì trên các cánh ðồng khô ở miền bắc là việc trồng lúa nýớc ở miền trung và miền nam và việc trồng lúa nýớc tỏ ra hữu hiệu hõn.
Việc canh tác ðòi hỏi nhiều ngýời lao ðộng và những nông cụ ða dạng cùng với kỹ thuật canh tác ðã dẫn ðến sản lýợng cao. Khoảng 500 nãm tcn, những miếng sắt nhọn hoặc có lýỡi bén ðã ðýợc dùng phổ biến, nhờ ðó việc canh tác trở nên hữu hiệu hõn, và nhờ ðó dân số cũng tãng lên. Trong các nông cụ phức tạp thì có cái cày ðýợc thiết kế thành nhiều kiểu thích hợp với các loại ðất khác nhau, cái xoi lỗ với nhiều ống ðể bỏ hạt nhanh hõn, cái quạt thóc, và vô số loại cối xay ban ðầu dùng sức ngýời về sau mới dùng sức ðộng vật hay sức nýớc. Phát minh thắt ðai ở ngực và ở cổ ngựa hay la ðể kéo xe (khoảng thế kỷ I tcn) làm cho việc vận chuyển thuận tiện hõn.
Nông dân Trung Quốc biết du nhập các giống ngũ cốc từ các nýớc khác. Thí dụ lúa mì du nhập từ phýõng Tây (có lẽ khoảng nãm 1000 tcn) và sau ðó trở thành cây lýõng thực ðiển hình ở miền bắc. Gần cuối nãm 1000 cn, Trung Quốc du nhập loại lúa chín sớm từ nõi mà nay là Việt Nam. Ðiều này dẫn ðến việc canh tác hai vụ hoặc thậm chí ba vụ với qui mô lớn.
Sự thử nghiệm các phýõng pháp canh tác xảy ra rất bình thýờng. Ðầu ðời Hán, nhiều nông dân Trung Quốc ðã thay ðổi cách rảy tung gieo hạt sang cách gieo hạt theo từng hàng từng luống; nhờ ðó cây trồng tốt hõn, việc luân canh có thể thực hiện một cách hệ thống, và các loại cây có thể trồng xen kẽ theo luống cùng một lúc.
Ðộng vật ðóng vai trò thứ yếu trong hệ thống canh tác của Trung Quốc, và nguồn phân chuồng do ðó bị hạn chế. Ðể làm ðất ðai mầu mỡ nông dân Trung Quốc thýờng dùng phân ngýời, bùn ở ao ở sông, tro, ðá vôi, lá cây mục, rõm rạ, v.v...
3. ÐÁNH SỢI VÀ DỆT
Theo lý thuyết, ở nông thôn Trung Quốc ngýời chồng cày ruộng còn ngýời vợ dệt vải, nhýng trong thực tế tất nhiên không bao giờ cứ một mực nhý thế. Ngýời Trung Quốc cảm nhận sâu sắc rằng trách nhiệm tách bạch mà bổ sung nhau này của nam và nữ ðã hình thành nền tảng của trật tự xã hội.
Chọn kén tõ (trạch kiển), hình lấy từ sách bách khoa Thiên Công Khai Vật của Tống Ứng Tinh (1587-1661). Týõng truyền nguyên phi của Hoàng Ðế (khoảng 2600 nãm tcn) là Luy Tổ (cũng viết Luỵ Tổ, Lôi Tổ) phát minh cách nuôi tằm, dệt lụa. Kể từ ðời Nam Triều Tống bắt ðầu thờ phụng bà là Tiên Tàm hay Tàm Thần.
Ngành dệt của Trung Quốc chủ yếu là sản xuất lụa, nhýng ngoài ra việc sản xuất vải gai và vải bông cũng có vai trò quan trọng. Cây gai (ninh ma) là loại cây sống lâu nãm. Sợi gai nhẹ, trắng, sáng bóng, bền chắc gấp mýời lần sợi bông. Cây chắc khoẻ và thýờng cho sợi mới suốt mấy chục nãm thậm chí cả trãm nãm.
Việc sản xuất vải gai và lụa bắt ðầu từ thời ðồ ðá mới. Cùng với lụa, vải gai chiếm ðịa vị ðộc tôn trong ngành dệt và không gì sánh ðýợc với nó cho ðến lúc nó bị vải bông thay thế vào ðời Tống và ðời Nguyên. Thời xa xýa, vải gai có thể cạnh tranh với lụa vì nó hút nýớc, giữ ấm vào mùa ðông, và mát vào mùa hè. Ðể tạo ra vải gai, ngýời ta phải xe những sợi ngắn với nhau thành chỉ. Thoạt ðầu công việc này hoàn toàn thủ công, tức là ngýời ta dùng hai tay xe sợi trên bắp ðùi. Tuy nhiên khoảng ít nhất là 5000 nãm tcn dân Trung Quốc ðã biết dùng cái suốt ðể tạo ra chỉ nhanh hõn. Về sau, có lẽ vào ðời Thýõng, họ ðã biết dùng guồng xe sợi. Dụng cụ này ðýợc phát triển thành guồng xe sợi có bàn ðạp vào ðời Hán và guồng xe sợi dùng sức nýớc vào ðời Tống. Cũng quan trọng nhý cái guồng xe sợi là sự gia tãng số lýợng suốt. Vào ðời Nguyên, một guồng xe sợi có 32 suốt có thể tạo ra 50 kg sợi trong một ngày.
Bông không phải là loại cây bản ðịa. Nó ðýợc Trung Quốc du nhập từ Ấn Ðộ khoảng nãm 200 tcn hoặc xýa hõn nữa. Mặc dù vải bông mềm hõn vải gai và có thể sánh với lụa về bề ngoài lẫn ðộ bền, nhýng nó chỉ ðýợc dùng tại Trung Quốc khoảng 1000 nãm nay. Một phần là vì các giống bông nhập vào Trung Quốc ban ðầu không thích hợp hầu hết môi trýờng Trung Quốc. Chỉ ðến khi giống cây ðýợc cải thiện dần dần và các dụng cụ máy móc thích hợp (nhý dụng cụ tách hạt bông) xuất hiện, thì ngýời Trung Quốc mới có thể sản xuất ðại trà vải bông ðể thay cho vải gai vải bố. Vào thời gian này (tức khoảng nãm 1000 cn) vải bông ðýợc dùng rất mạnh, chủ yếu là do các hộ nông dân có thể sắm ðýợc các công cụ sản xuất ðõn giản.
4. CỦA BÁU TỪ LÒNG ÐẤT
Nhờ một lãnh thổ hết sức rộng lớn mà Trung Quốc mới hýởng ðýợc một nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào với các mỏ kim loại thông dụng nhý vàng, bạc, ðồng, thiếc, sắt, chì, thuỷ ngân, và kẽm. Ðất sét kể cả kaolin (ðất sét làm ðồ sứ, gọi là cao lĩnh thổ 高 岭 土 hay từ thổ 瓷 土) sẵn có và dễ tìm ðã giúp phát triển ngành sản xuất ðồ sứ qui mô với giá trị thẩm mỹ cao. Các mỏ than dồi dào của Trung Quốc ðã giải quyết ðýợc nhu cầu chất ðốt ðể sử dụng nói chung cũng nhý nhu cầu chất ðốt dùng trong ngành sản xuất sắt.
Làm gạch Khai thác muối ở Tứ Xuyên
Làm ngói
Qui mô của ngành khai mỏ và các hoạt ðộng liên quan của Trung Quốc bấy lâu nay hiếm khi ðýợc ðánh giá ðúng ðắn. Thậm chí ðầu ðời Hán (hoặc có thể trễ hõn một chút) ngoài những sản phẩm kể trên Trung Quốc còn khai thác và chế biến trên 50 loại khoáng sản mà quan trọng nhất trong số ðó là ngọc, các loại bảo thạch 宝 石 (ðá quý) và bán bảo thạch 半 宝 石 (ðá quý hạng trung bình) khác, thạch tín (arsenic, Trung Quốc gọi là thân 砷 hay tỳ 砒), lýu huỳnh (sulfur), ðá mài, phèn, potassium nitrate (dùng làm phân bón hay dùng ðể chế tạo thuốc súng). Suốt bao thế kỷ những nhà ðịa chất của Trung Quốc ðã tích lũy vốn tri thức rất lớn giúp họ phát hiện các mỏ quan trọng của các khoáng sản hữu ích mà họ có thể khai thác ít tốn kém theo kỹ thuật cổ truyền.
Tuy nhiên chính việc chế biến các khoáng sản nhất là việc luyện kim ðã cho thấy sự khéo léo thông minh sáng tạo của ngýời Trung Quốc. Việc sản xuất thanh ðồng 青 铜 (tức ðồng thiếc: bronze) là một thí dụ. vào ðời Thýõng và ðầu ðời Chu ngýời Trung Quốc ðã biến pha ðồng với thiếc theo các tỉ lệ khác nhau ðể chế tạo vô số các loại thanh ðồng, tuỳ theo mục ðích sử dụng.
Hầu hết các nguồn kim loại dýới lòng ðất ðều ở dạng quặng và ngýời ta cần xử lý chúng bằng nhiệt ðộ cao ðể lấy ðýợc kim loại. Kinh nghiệm lâu ðời với ngành sản xuất ðồ gốm giúp ngýời Trung Quốc biết cách khống chế nhiệt ðộ cao trong lò luyện kim. Vào thế kỷ VII và VI tcn, ngýời Trung Quốc ðã biết lấy sắt ra khỏi quặng sắt, cả ở dạng sắt rèn (sắt nung ðýợc nện bằng búa ðể vãng xỉ ra) lẫn sắt ðúc (sắt nấu chảy và ðổ khuôn ðể tạo dụng cụ và vũ khí, v.v.). Ngýời Trung Quốc ðã biết nấu chảy và ðúc sắt trýớc phýõng Tây ít nhất một ngàn nãm.
Việc ðúc sắt trong khuôn (với bằng chứng là các khuôn ðúc bền chắc mà ngành khảo cổ ðã phát hiện) cho thấy việc sản xuất ðại trà các sản phẩm bằng sắt ðúc cũng xuất hiện từ xa xýa và ðiều này ðã ảnh hýởng ðáng kể ðến sự phát triển kinh tế của Trung Quốc.