两汉时期，是中国第一个经济繁荣时期，政治、经济、文化、民族关系与中外交流等各方面都取得了重大成就。通过陪伴营秦汉历史学习，对两汉时期中国的科学家及科技发明成就，有了一个初步的了解。中国古代十大发明家，汉朝占了4位，这些技术发明促进了中国经济的发展、推动了文化传播，对世界文明做出一定的贡献。

下面，让我们一起来认识一下汉朝的4位伟大的发明家和他们的重大发明创造。

赵过和代田法

赵过，西汉人，中国历史上著名的农业学家。《汉书·食货志》中记载，赵过代田法是中国历史上最著名的农业创新之一，大幅增加了农作物的产量，为中国自古以来农业大国做出了意义深远的贡献。

汉武帝时期，南征北战导致国库空虚，农业不兴，百姓温饱问题比较严重，自古民以食为天，粮食问题是统治者面临的最大问题。汉武帝任命赵过为搜粟都尉，赵过凭借个人聪明才智，创造了代田法。

赵过代田法，就是把常规的平缦田换成一亩三垄田，沟垄岁更，不仅有效防止了作物禾苗早夭，还有生长间距、倒伏问题，更重要的是有效利用了土地的持续肥力，更加科学合理的利用土地，复合耕种。

现代农业的垄沟就是从赵过代田法变迁来的，赵过为代田法专门发明的配套农具，大大提升了播种耕种的劳动生产率，现在云南农村还有使用，可见代田法它所包含的先进技术因素，仍然被后世所继承或吸收，对中国农业科技的发展产生了深刻的影响。

张衡和地动仪

张衡字平子，东汉南阳人。地动仪是张衡创造的传世杰作。

张衡幼年时家境贫寒，发愤读书，十八岁到洛阳进了太学，熟读四书五经，成为了一个学识丰富的青年学者。他最感兴趣的是研究机械、天文、历法、数学等自然科学。

汉安帝刘祜（hù），听说他学识渊博，召他到朝廷去做了太史令，负责天文历法方面的工作。张衡为了工作需要，制造了一个叫浑象的仪器。浑象是一种天文仪器，是观测星象、确定节气和了解其他天文现象用的。

东汉时期，我国各地常常发生地震。据史记载，从汉和帝永元八年（公元96年）到汉安帝延光四年（公元125年）的三十年中，有二十三次发生过较大地震。那时候的人都信迷信，一发生地震，都认为是鬼神显灵，害怕得不得了。

张衡是个科学家，不信鬼神，他认为地震是一种自然灾害，人们不但要记录地震的情况，并且应当研究地震的规律。他在汉顺帝阳嘉元年（公元132年）发明了候风地动仪——世界上第一架地震仪。

地动仪用精铜铸成，直径八尺，很像一个大酒坛。顶上的个突起的盖子，可以打开。地动仪有八个方位，东、南、西、北、东南、西南、东北、西北，每个方位上均有口含龙球的龙头，在每条龙头的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生，该方向龙口所含龙珠即落入蟾蜍口中，由此便可测出发生地震的方向。当时利用这架仪器成功地测报了陇西（今甘肃天水）地区发生的一次地震。

张衡发明的地动仪比西方国家用仪器记录地震的历史早一千七百多年。由于历史久远，张衡地动仪已经失传，没有留下实物与图样，只留下一些简单的文字记载。

蔡伦和造纸术

《东观汉记》及《后汉书》中记载：“蔡伦，字敬仲，桂阳人也。永丰九年，监作秘剑及诸器械，莫不精工坚密，为后世法。自古书契，多编以竹简，其用缣帛者谓之为纸，缣贵而简重，并不便于人。伦乃造意用树皮、麻头及敝布。鱼网以为纸。先捣制成浆，取膜而去水，后晾干，而制成纸。兴元年，奏上之。帝善其能，自是莫不从用焉。故天下咸称‘蔡侯纸’。”

人们最初把文字刻凿刻在龟甲兽骨上，就是甲骨文；后来刻在青铜器上，就是金文或钟鼎文；春秋时候，把字刻在或描写在竹简木牍上，但是木简木牍太笨重，所以人们把字写在绢帛上。秦汉时候，绢帛和简牍并用。绢帛虽轻便，却价格昂贵，人们一直想寻找一种像绢帛那样轻便而价钱又便宜的东西用来写字。西汉时候，已经出现了用麻造的纸。但这种纸粗糙，不适宜写字，蔡伦在此基础上，不断创新，反复试验和研究，终于研制出了用树皮、麻头、破布、破鱼网等原料制出的廉价和实用的纸张。这时候是汉和帝元兴元年（公元105年）。

蔡伦把自己造的纸上奏给汉和帝，和帝试用过后，非常满意，叫蔡伦继续改进，扩大造纸规模，果然造出了更多更好的纸。汉和帝蔡伦在汉安帝时候被封为龙亭侯，所以人们把蔡伦造的纸叫做“蔡侯纸”。

蔡伦的造纸技术，被后来的人们不断加以改进和完善，造出来的纸越来越精美。

造纸术是中国古代四大发明之一，是中国在人类文化的传播和发展上，所做出的一项十分宝贵的贡献。

杜诗和水排（水利鼓风机）

杜诗，字君公，河南汲县人。东汉官员，水利学家、发明家。

东汉人杜诗发明了“水排”。所谓水排，就是用水力作为驱动力推引鼓风机，用于冶金。杜诗的这一发明要比欧洲早千百年。

生铁的早期发明，是中国对世界冶金技术的杰出贡献。要获得液态生铁，需要有较高的炉温。早在春秋时期，中国已经发明了鼓风炉，鼓风技术对于生铁冶铸的发展有着极重要的意义。

从商周以来，人们都用皮囊鼓风，那时的工匠必须学会缝制皮囊的技巧。说明早期冶铸匠师高度重视鼓风器具的制作。

《后汉书·杜诗传》记载：“造作水排，铸为农器，用力少，见功多，百姓便之。”旧时冶作马排，每冶炼一石生铁，需要用一百匹马；换作人排，费人工又费力。杜诗发明了用取之不尽奔流不息的河水作水排，用力少，功效高，百姓在冶铁铸农具时，被广泛应用。

杜诗发明的水排，是东汉冶铁技术的重大创新。这一创新改变了中国冶金鼓风装置靠人力和畜力作为动力的传统工艺，用取之不尽，用之不竭的水作为动力，不仅节省了人力、物力，而且大大提高了劳动效率，在中国古代冶炼工艺发展史上具有里程碑的意义。

（陪伴营2022年10月20日）