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治理黄河，但因治河方针不善，成效不大。宋人提出的治河方针主要有()宽河缓流和遥堤约水说。姚仲孙于庆历元年（04）提出系统看法。此论的缺点在于只着眼于水而忽视沙，因此，它不仅不能减轻河患，反而使灾害加重。(2)全河分流说。代表人物李垂，于大中祥符五年（02）提出一系列分水建议。此说与宽河缓流说一样，只着眼于水，忽视沙，其结果也与前说一样。(3)局部减水说。此说情况较复杂，不能一概而论。大体来说，作为一种临时分水措施，有一定作用。但作为一种经常的治河方针，到处分流，则有害无益。(4)放任行流说。这是一种消极的方针。(5)疏河减淤说。着眼于泥沙，但实际行动起来不容易。
五代后期，后周始建以东京（今开封）为中心的运河网。北宋继续整治，扩大运输能力。北宋以东京为中心的运河，呈放射状，构成错综密集的运河 蔡襄《万安渡石桥记》。
《宋史·河渠志》。
② 范仲淹《上宰相书》，载《太湖备考》卷3。
网。北宋末，金兵攻宋，北方四通八达的运河网遭到破坏。南宋时只能在东南一隅维持漕运，在两浙间开凿了若干运河，构成了一个小规模的东南运河系统。
第三节纺织丝织品宋代纱、罗、绮、绫类织物产量大，质量也很高，如亳州所产轻纱极为轻巧，时人形容它“举之若无，裁以为衣真若烟雾”。纱、罗织作也已经达到十分纯熟的程度。宋代的纱、罗多是以两根或三根经丝为一组相绞再织入一根纬丝而成的。975 年在福州南宋黄昇墓出土丝织品和衣物近400 件，在金坛南宋周瑀墓出土丝织品和衣物50 余件。其中素罗和花罗衣料都是用这种简洁的绞纱方法织成的，具有良好的透明和飘逸的效果，有些花罗还起有生动活泼甚或奇特的花纹，其质量可说是超过了唐以前的任何一种同类产品。辽宋夏金时期的织锦技术较前代也有很大发展，织造工艺进步，花色品种显著增多，纹饰图案更加丰富多采。如宋代用作装裱书画的锦，其品种就达40 多种。当时苏州的宋锦、南京的云锦、四川的蜀锦等都极负盛名。其中宋锦是宋代才开始盛行的纬三重起花的重纬织锦。此外，这一时期回鹘（今维吾尔族）的织金工艺已传播到中原地区，并逐渐流行起来。据传说，著名的壮锦也是起源于宋代。
缂丝创始于隋唐，是一种具有雕镂质感的精美丝织工艺品。五代时缂丝工艺有所进步，如传世的后梁贞明二年（9）缂丝《金刚般若波罗蜜经》，长达2 丈2 尺5 分，宽9 寸 分，但其制作风格仍尚素朴。宋代，定州（河北定县）缂丝非常著名。据庄绰记载，“定州织刻丝，不用大机，以熟色丝经于木棦上，随所欲作花草禽兽状。以小梭织纬时，先留其处，方以杂色线缀于经纬之上。合以成文，若不相连，承空视之，如雕镂之象，故名刻丝。如妇人一衣，终岁可就。虽作百花，使不相类亦可，盖纬线非通梭所织也”。北宋缂丝的传世之作为数不少，如北京故宫博物院所藏缂丝紫天鹿、辽宁省博物馆所藏缂丝紫鸾鹊、北京双塔寺出土的紫阳荷花等，都是现今可见的著名的北宋缂丝作品。南宋时又创用子母经的缂法，使缂丝工艺更为精湛。这时还开始精心缂制唐宋名家书画，所缂山水、楼台、人物、花鸟等，刻意追求书画家原作笔意，如缂丝《莲塘乳鸭图》、《青绿山水图》等，都达到了很高的艺术水平。这一时期名家辈出，如朱克柔、沈子蕃都是这时著名的缂丝高手。现藏于辽宁省博物馆的朱克柔所作山茶、牡丹小幅两开，工细高雅；现藏于北京故宫博物院的沈子蕃所作《梅鹊图》，惟妙惟肖，这些作品配色富于变化，且具有立体效果，均堪称南宋缂丝中的绝品。据《契丹国志》、《辽史》等史籍记载，辽代也有不少缂丝作品，考古发掘中还发现了多件缂丝实物。洪皓《松漠纪闻》等著作也提到金代所制华丽的缂丝衣袍。由此可见，在当时辽、金的一些地区，也可能掌握了缂丝工艺。
宋代的刺绣工艺也有很高的水平。当时的刺绣作品，受绘画影响很大，常以名家书画为粉本，且广泛运用了戗针、套针、网绣、盘金、钉线等各种针法。明代书画家董其昌赞叹“宋人之绣，针线细密，用绒止一二丝，用针如发细者为之。设色精妙，光彩射目，山水分远近之趣，楼阁得深邃之体， 姚汉源《中国水利史纲要》，水利电力出版社987 年版，第24 页。 陆游《老学庵笔记》卷。
人物具瞻眺生动之情，花鸟极绰约嚵喽之态，佳者较画更胜，望之三趣悉备。十指春风，盖至此乎？”近年新疆哈拉尔、苏州虎丘塔、北京双塔寺及山西等地均有宋代的刺绣出土。辽宁省博物馆所藏南宋刺绣《瑶台跨鹤图》、《海棠双鸟图》、《梅竹鹦鹉图》、《金刚经册》等，也都是技艺高超的精美绣品。麻、毛织品苎麻及葛、大麻织物，在古代总称为布，在很长时期内，是人民大众的主要衣着原料。两宋时期，麻织品生产遍及南方各地，其中尤以广西最为发达，所产柳布、象布等远近驰名。金人生产的麻织细布，也是北方地区的主要衣料。当时麻织品的品种也是很多的，如绍兴十一年，户部裁定市舶司发运至都城（行在所临安）的服物材料就有大布、番青斑布、白熟布、袴布、鞋面布、青花番布、粗黑小布、单青番棋盘小布、番头布、海南青花布、袜面布、小布、青苎布、粗小布、白细布、白苎布、生苎布、海南白布、毛施布、海南棋盘布②。有些著名的麻织品种如郯县强口布、诸暨山后布等还经过特殊的加工处理，提高了质量。山后布就是在纺绩过程中将麻纱加以强拈而后织成的，精巧纤密，经久耐用。又如“綀子”是一种精细的苎麻布，虽然秦汉之前就已经有了，但在宋代得到更大的发展。周去非《岭外代答》提到“邕州左右江溪洞，地产苎麻，洁白细薄而长。土人择其尤细者为綀子。暑衣之，轻凉离汗者也。汉高祖有天下，令贾人无得衣綀。则其可贵，自汉而然。有花纹者为花綀，一端四丈余。卷而入之小竹筒，尚有余地，以染真红，尤易著色。厥价不廉，稍细者一端十余缗也。”
这一时期葛布生产已趋于衰落，但在技术处理上仍有值得称道之处。如《格物粗谈》卷下提到“葛布年久色黑，将葛布洗湿，入烘笼内铺著，用硫黄熏之即色白。”说明当时已掌握用硫黄熏、蒸的漂白技术。
这一时期西北地区的毛纺织业更为发达。唐代已从西域传入山羊。唐宋时期的拔羢褐，揩面如丝帛滑腻，是珍贵的羊绒制品。此外如泾州（今甘肃泾川）“虽小儿皆能撚茸毛为线，织方胜花”，“一匹重只十四两”③。连小孩都能用茸毛织成这样轻薄和精美的织品，说明当地毛纺织工艺是非常普及和高明的。毛纺织业在西夏是比较普遍的家庭副业，主要产品有氆氇、毛褐、毡、毯等。马可·波罗曾盛赞他所见到的驼毛毡“城中制造驼毛毡不少，是为世界最丽之毡，亦有白毡，为世界最良之毡，盖以白骆驼毛制之也。所制甚多，商人以之运售契丹及世界各地。”②棉织品棉花古称“吉贝”等，棉布古称“白叠”、“吉贝布”等。据文献记载，我国海南岛崖州、新疆吐鲁番、云南哀牢山等少数民族地区，很早就已开始 庄绰《鸡肋编》卷上。
董其昌《筠清轩閟录》，转引自朱启钤《丝绣笔记》。
② 李仁溥《中国古代纺织史稿》，岳麓书社983 年版，第32 页。
③ 《宋会要辑稿》职官44 之2—23。
进行棉布生产，并能利用天然矿物或植物染料，印染出斑斓多彩的花布。如周去非《岭外代答》就说海南岛的妇女“衣裙皆吉贝，五色灿然”。从东汉、晋、唐等墓葬的考古发掘中也多有棉布实物出土。这些地区的棉织品还曾通过馈赠、纳贡及贸易往来等多种方式传入内地。
从三国到北宋，棉花种植和棉纺织技术逐渐扩大到闽广地区。如方勺《泊宅编》提到“闽广多种木绵，树高七八尺，叶如柞，结实如大菱而色青。秋深即开，露白绵茸茸然。土人摘取出壳，以铁杖擀尽黑子，徐以小竹弓弹令纷起，然后纺绩为布，名曰吉贝。”②赵汝适《诸蕃志》卷下也提到“吉贝，树类小桑，萼类芙蓉，絮长半寸许，宛如鹅毳，有子数十。南人取其茸絮，以铁筋碾去其子，即以手握茸就纺，不烦缉绩，以之为布”，“或染以杂色，异纹炳然，幅有阔至五六尺者。”从这些记述可见，当时的制棉工具仅有铁杖和小竹弓，制棉技术还是比较简陋的。南宋初年，江南仍重蚕桑，而棉纺织业也还没有推广到这一地区。谢枋得有诗句说“所以木棉利，不畀江东人”，就是这种情况的反映。
到了南宋末年，江南地区的棉纺织业则有了很大的发展。胡三省注《资治通鉴》“木绵”条说“木绵，江南多有之”，“土人以铁铤碾去其核，取如絮者，以竹为小弓，长尺四五寸许，牵弦以弹绵，令其匀细，卷为小筒，就车纺之，自然抽绪如缫丝状，不劳纫缉，织以为布。自闽广来者，尤为丽密。”尽管这一时期棉纺织技术进展不大，但这段话却清楚地说明了棉花种植及棉纺织业已扩大到江南地区这一重要事实。9 年在浙江兰溪南宋墓中曾出土一条棉毯，长约2.5 米，宽约. 米，重约00 克，平纹组织，双面起绒，绒头丰满厚实，经纬纱相当均匀一致，这表明南宋的棉纺织技术已达到较高的工艺水平②。元代以后，棉花种植普遍推广到全国各地，棉纺织技术也有了重大进步，从而使棉布逐渐成为人民大众最主要的衣着原料。
印染辽宋夏金时期纺织品印染技术达到了新的高度，凸纹版和镂空版等印花型板的制作非常精巧，印浆配制更为合理，颜色印花工艺更臻完美，夹缬和蜡染技术也有新的发展。如南宋时嘉定及安亭镇生产的药斑布是一种颇受大众欢迎的产品，据载，“嘉泰中有归姓者创为之。以布抹灰药而染青，候干，去灰药，则青白相间，有人物、花鸟、诗词各色，充衾幔之用”。又如蜡染工艺是用蜡刀蘸取蜡液在织物上描绘各种图案花纹，然后经过浸染再用水煮脱蜡质。这种防染印花方法多用于染制深地浅花或白花，其起源是很早的。959 年新疆民丰出土东汉和北朝时期蓝白印花的棉布和毛织物，说明当时的蜡染技术已经相当成熟。据周去非《岭外代答》记载，南宋时瑶族人生产的“瑶斑布”，则是用镂刻着花纹的两片木板夹住布料，将蜡熔化后灌注到镂空的花纹中去，然后染上蓝色，再煮布去除其蜡，就得到极细的斑花。蜡染布独具特色，深受人们特别是瑶族人民的喜爱。这类产品目前在贵州安顺场② 冯承钧译《马可波罗行纪》第 卷第72 章，中华书局957 年版。
方勺《泊宅编》卷中。
② 赵翼《陔余丛考》引谢枋得《谢刘纯文惠木棉》诗。
汪济英《兰溪南宋墓出土的棉毯及其他》，《文物》975 年第 期。等地还有生产并远销国内外广大地区。
纺织机械随着对织物数量和质量不断增长的需求，这一时期的纺织机械也更加完善并有所创新。如秦观《蚕书》所述缫车是在煮茧的锅上装置铜钱，丝通过钱孔粘并到一起，再往上经过鼓轮和作往复运动的络绞装置，缠绕到丝框上。虽然秦汉时手摇缫车已逐步普及，但秦观所述则是我国古籍中关于手摇缫车结构的最早的明确记载。宋代楼■的《耕织图》中描绘有脚踏缫车。脚踏机构应用于缫车，大约出现在唐宋之间。它可以使人的双手解脱出来进行其他操作，从而大大提高生产效率。这是手工缫丝机械方面的重大进步，此外，至迟到宋代脚踏纺车也有了重要进步。如当时已能有效地利用偏心和摆轴动作通过绳弦带动纱锭回转，同时捻纺三个锭子的纱线。著名的元代水转大纱车，实际上很可能在宋代就已出现了。宋代的提花机也已发展得相当完整，如南宋绍兴年间楼■《耕织图》中所绘大型提花机，有双经轴和十片综，还有挽花工与织花工的相互配合，这完全可以织造出具有复杂花纹的高级织物。
周去非《岭外代答》记载，广西地区的横州（今横县）用浓醋浸野蚕而擘取其丝，“就醋中引之，一虫可得丝长六七尺，光明如弓琴之弦”②，静江（今桂林）用带有碱性的稻草灰煮苎麻纱，织造前再用滑石粉作上浆处理等方法，也都是这一时期在纺织技术方面值得称道的杰出创造。
② 见《古今图书集成·职方典》卷8《苏州府部》。
第四节采矿探矿知识利用矿床与围岩的地层关系找矿，宋人已有不少记载。如苏颂以白石（即方解石、石英）作为辰砂矿的矿苗“丹砂..生深山石崖间，土人采之，穴地数十尺始见其苗，乃白石耳，谓之朱砂床。”寇宗奭认为，伴金石是金矿的标志，“颗块金，即穴山至百十尺，见伴金石定见金也。其石褐色，一头如火烧黑之状，其金色深赤黄”②。范成大、周去非皆以铜绿作为铜矿的矿苗。范成大说“录，铜之苗也。亦出右江有铜处，生石中，质如石者名石录。又有一种脆烂如碎土者，名泥录，品最下。”③周去非说“铜录所在有之..盖铜之苗裔也。”④南宋赵彦卫则正确认识到黑色辉银矿脉乃是银矿的脉路，“每石壁上有黑路乃银脉，随脉凿穴而入”⑤。朱辅则以丝金作为脉金矿床的苗路，说“丝金，沙中拣金，又出于石。碎石而取者，色视沙金为胜。金有苗路，夫匠识之，名丝金。”坑采技术孔平仲，北宋治平二年（05）进士，最初在衡州做官，后因言事得罪上司，被罚到韶州（今广东韶关）。韶州岑水场是有名的铜矿产地，孔平仲对此地开采铜矿的技术作了一些记录“韶州岑水场，往岁铜发，掘地二十余丈即见铜。今铜益少，掘地益深，至七八十丈。役夫云，地中变怪至多，有冷烟气中人即死。役夫掘地而入，必以长竹筒端置火先试之，如火焰青，即是冷烟气也。急避之，勿前，乃免。”②这段话反映了当时采矿业中两大问题随着矿床上部被开采完毕，很自然地要向深部矿床掘进。由初期的二十丈增加到七八十丈。随之而来的是井下空气流通不畅，出现了有害气体的积贮，伤害矿工生命。当时还没有什么好办法排除毒气，而只是先试探，后躲避而已。这是最早记载矿井中的有害气体及躲避方法。
赵彦卫在《云麓漫钞》卷2 中，记载了福建建宁府松溪县瑞应场银矿的开采历史、开采技术、矿井中的事故以及坑户生产和生活的悲惨状况等。其中写道“乾道中（5—73），人入穴凿山，忽山合，夹死五十余人，血自石缝中流出”；“取银之法，每石壁上有黑路乃银脉，随脉凿穴而入，甫容人身，深至十数丈，烛火自照，坑户为油烛所熏，不类人形”。
金代坑采技术可以黑龙江阿城五道岭地方的古铁矿井为例说明。在这个古矿遗址中，958—92 年先后发现十余个坑洞和十余处矿井，坑洞深约40 周去非《岭外代答》卷。
② 《图经本草》，引自《重修政和经史证类备用本草》卷3。
③ 寇宗奭《本草衍义》卷4。
④ 范成大《桂海虞衡志·金石志》。
⑤ 周去非《岭外代答》。
赵彦卫《云麓漫钞》卷2。
② 朱辅《溪蛮丛笑》。
余米，最浅的只有7 米。坑洞是由山上往下旋转开凿的。当下降到45 米深时，还陆续发现古洞。坑道狭窄深长，呈螺旋阶梯式下降，宽约.5 米，高约2米。开凿方向均依矿体走向。斜坡坑道均有台阶，不甚规整。下降至一定深度后，又分出岔洞，至洞底每隔一定距离便有一个宽敞的采矿作业区，呈椭圆袋状，内部由于依矿脉走向取矿，故不规整③。
井采技术北宋庆历、皇祐年间（04—054），在四川出现了一种新的井采技术——卓筒井。这是一种小口径深盐井。它的出现，为盐井钻凿技术指明了小口深化的正确方向。从此，盐井钻凿工艺从大口浅井阶段进入了小口深井阶段，影响所及，遍于全世界。它是当今世界上盛行的深井钻凿技术的先声，其发明具有重大历史意义。
卓筒井又叫筒井，明代以后又叫竹井。北宋苏轼第一次对卓筒井作了记载。他写道“蜀去海远，取盐于井..自庆历、皇祐以来，蜀始创筒井，用圜刃凿如碗大，深者数十丈。以巨竹去节，牝牡相衔为井，以隔横入淡水，则咸泉自上。又以竹之差小者，出入井中为筒，无底而窍其上，悬熟皮数寸，出入水中，气自呼吸而启闭之，一筒致水数斗。凡筒井皆用机械，利之所在，人无不知。”其后文同、陆游也对卓筒井作了记载。这是当时世界上最先进的井采技术。
③ 《谈苑》卷。
黑龙江博物馆《黑龙江阿城县小岭地区金代冶铁遗址》，《考古》95 年第3 期。第五节冶金五代十国时期，北方连年争战，矿冶业呈凋敝停滞状态，而南方矿冶生产则续有发展，《册府元龟》卷9 载后唐、后晋、后汉、后周受贡的九炼钢刀剑即来自徐州、江陵等地，如后唐同光三年（925），“徐州进九炼钢刀剑各一”，后晋天福元年（94），“荆南遣使进..九炼纯钢金花手剑二口”。五代轩辕述所撰《宝藏畅微论》说“铁铜，以胆苦水浸至生赤煤，熬炼成，而黑坚”，表明其时已知用胆水浸铜，到宋代则得到长足的发展。后周广顺三年（953）所铸著名的沧州大铁狮，长.3 米，高5.4 米，宽3 米，重达40 吨。从狮足至脊部共分5 段，依次接铸成型，共用范344 块。广州光孝寺铁塔为南汉刘■所建。西塔建于大宝六年（93）。东塔建于大宝十年（97），为现存的最早铁塔，由方座、莲座和七层塔身、塔刹构成，总高7.7 米，由7 件铸件叠装而成。经分析，所用材质为中磷、木炭、生铁，系亚共晶白口组织。
宋代矿冶业较诸前朝有很大发展。据史籍记载，有宋一代共设有4 监，2 冶，20 务，25 场，铁的税额（“岁课”）以英宗治平年间（04—07）为最高，达824 万斤，比唐宣宗大中年间（847—859）高出约7 倍。王安石变法时期，矿冶业最为繁荣，铜、铅、锡在此期间都达到最高税额，分别为40 万斤、99 万斤和232 万斤。由于商品经济的发达，货币需求量很大。唐代于全盛时期（玄宗年间），全年铸钱额为22 万74 贯。而宋神宗年间（08—085），年铸铜钱500 余万贯，铁钱88 万余贯，比唐代增长20 余倍。宋代的铁主要产自磁州、邢州、兖州和徐州。黄金开采以山东登州、莱州为最著称。其他有色金属产地则多在江西、福建、广东等南方地区。官营矿冶业的管理相当严格，据《宋会要辑稿·食货》记载，当时的铜矿官员要逐日登录下矿人数，采矿、磨矿篓数，淘洗和入炉冶炼的矿石斤数。《宋史·薛奎传》提到，永州“发调兵三百人采铁，而岁入不偿赀。奎听民自采，所输辄倍之”。又，《宋史·梁适传》载“莱芜冶铁为民病，当役者率破产以偿。适募人为之，自是民不忧冶户，而铁岁溢。”这表明官营矿冶业的**和摇役的扰民已严重阻碍矿冶的生产发展。在这种情况下，官府被迫采取“豪户请佃”、“业主开采”等方式，民营坑冶得以有较大发展，如《东坡奏议》卷2 即载其时徐州利国监“凡三十六冶，冶户皆大家，每冶有百余人”，李昭圯《乐静集》卷29《吕正臣墓志铭》中记兖州莱芜冶吕氏”募工徒，斩木锻铁，制器利用，..凡东州之人，一农一工，家爨户御，其器皆吕氏作也”。辽夏金对西北和东北地区的矿冶发展也作出了重要贡献。契丹和渤海、室韦诸族原先就都能炼铁。辽立国后，设五冶太师统辖坑冶。《辽史·食货志》记辽阳有铁冶300 户。幽蓟等地的冶铁业也都保持一定的规模。女真在立国前也已能烧炭炼铁，其后进一步建立了自己的矿冶业。黑龙江阿城为金上京会宁府，已发现金代冶铁遗址50 余处，出土有大量炼炉、矿石、炼渣和铁块等。陕西榆林窟有西夏时期的冶铁图，其中的木扇形制和中原相类似。历年所出西夏钱币的合金成分和铸造工艺，也和宋钱相同。这些都表明辽、西夏、金的矿冶业是在中原先进技术带动下发展起来的。
传统钢铁技术体系的定型，是唐宋时期金属技术发展最突出的成就。苏颂《图经本草》称“初炼去矿，用以铸■器物者为生铁，再三销拍可作鍱者为鑐铁，亦谓之熟铁。”唐初仍有部分农具用生铁铸就。但到宋代，锄、耙等铁农具如河南白沙、山东临沂、江苏扬州等地所出已均由锻制。农具制作由铸制改为锻制这一历史性转变，对宋代农业生产的发展是起了重要作用的。
宋代称炼铁炉为蒸矿炉。河南南召县草店、下村、庙后村、朱砂铺发现宋代炼铁竖炉4 座，均用耐火石砌筑，炉径2—3 米。邯郸矿山村宋代炼铁炉保存较好，炉壁残存高近 米，底径3 米。炉体呈鼓形，腹径较底径为大，自炉腹至炉顶逐渐收缩。河南林县铁牛沟宋冶铁遗址有炉址 座。炉的内径自0.9 米到2. 米不等，多依山坡修筑，于坡上建平台装料。阿城金代冶铁遗址所出炼铁炉也依山岗修建，炉膛截面略呈梯形。近处并有矿井0 余个，最深达40 米，井内残存坑木、柳条筐、铁锤、铁钎和陶灯盏等。由上可知，至迟到宋代，炼铁竖炉的内形已略近现代高炉，具有炉腹角和炉身角。这种炉型有利于炉气合理分布，使炉况顺行，炉龄得以延长，是炼铁竖炉的重大改进。苏轼《石炭行》诗中记徐州煤矿云“南山栗林渐可息，北山顽石何劳锻。”河南安阳唐坡出土的9 块宋代铁锭，经分析含硫.075％。对河南登封、新郑、密县等地所出42 件宋代铁器所作分析表明，其中大多数含硫较高，应为煤炭所炼。陆游《老学庵笔记》卷 云“北方多石炭，南方多木炭，而蜀又有竹炭。..邛州出铁，烹炼利于竹炭，皆用牛车载以入城，予亲见之。”
传统制钢术以灌钢为最重要和最具特色。沈括《梦溪笔谈》称“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，封泥炼之，锻令相入，谓之团钢，亦谓之灌钢。”这是古代文献中首次使用“团钢”、“灌钢”二词。它比东魏、北齐间綦毋怀文的宿铁法减少了灌炼次数，又用封泥造渣和保护，显有改进。百炼钢的制备工艺也首见于《梦溪笔谈》“但取精铁，锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也。”宋曾敏行《独醒杂志》又记载一种独特的制钢术“（湖南苗族）其俗举子，姻族来劳视者，各持铁投其家水中。逮子长授室，大具牛酒，会其所尝来往者，出铁百炼，尽其铁以取精钢。刀成铦利绝世，一挥能断牛腰。”类似的制钢术，西班牙西北部的塞尔忒人也使用。
宋代有色金属冶炼的杰出成就首推胆铜法。西汉《淮南万毕术》已有“曾青得铁则化为铜”的记述。《抱朴子》也说“以曾青涂铁，铁赤，色如铜。”可见，古人对铁与铜盐的金属置换作用早有认识。作为提取纯铜的水法冶金工艺，胆铜法在宋代得到很大发展，并成功地用于生产。宋哲宗时（08—00），张潜在信州、饶州等地设场用胆水炼铜，并著有《浸铜要略》一书。据《宋会要辑稿》记述，北宋时期用胆水炼铜的冶场有 处，分布于广东、湖南、江西、浙江、福建等省，其中最著名的是信州铅山、饶州德兴和韶州岑水，并称三大场。据李心传《建炎以来朝野杂记》记载，大观年间（07—0）岁收铜0 万斤，内有胆铜百万余斤，可知北宋时胆铜产量约占铜总产量的5—20％。南宋的铜主要来自江南地区，胆铜所占比重更达到85％左右。
用铁浸泡在胆水中置换金属铜，称作浸铜。若胆水不充盈，可用含胆矾的矿土沤泡过滤得到胆水，再置换得铜，称作淋铜。
宋洪咨夔《大冶赋》记述浸铜、淋铜工艺甚详浸铜段称“铅山兴利，首鸠僝功”，即浸铜最早由信州铅山场和饶州兴利场实施。“胆随味而不同，青涩苦以居上，黄醯酸而次中”，“泛浮沤而异容，赤间白以为贵，紫夺朱而弗庸”，是说由色泽和味感来辨别胆水质量的高下。“乃破不轑之釜，乃碎不湘之釜”，则指铁片由废弃的铁釜、铁锅破碎得来。中国是世界上最早发明和使用水法冶金的国家。胆铜法的成熟与推广是宋代矿冶业的重大成就。
在火法炼铜方面，《大冶赋》是最早记述“硫化矿—冰铜—铜”工艺的文献。赋中所载“乌胶”、“金星”、“蔌花”、“丹沙”、“鼠结”、“鸡燋”等矿物，据研究，应分别指黑铜矿（uO）、黄铜矿（uFeS2）、辉铜矿（u2S）。采矿时，使用火爆法（“宿炎炀而脆解，纷剞劂而巧断”）。矿物含硫高，须经多次焙烧去硫，再反复烹炼，依次得到品位不同的冰铜（锍，铜、铁的硫化物的机械混合体），再经精炼得铜和用灰吹法提取金属银（“銗再炼而粗者消，鈲复烹而精者聚”，“排烧而汕溜倾，吹拂而翻窠露”）。镍白铜是中国古代有色金属冶炼的又一项杰出成就。除此之外，还有砷白铜即铜砷合金的制备。北宋何薳《春渚纪闻》卷0 记薛驼用砒粉点铜“其药正白而加光璨，取枣肉为圆，俟熔铜汁成，即投药坩埚中，须臾铜中恶类如铁屎者胶着埚面，以硝搅之，倾槽中，真是烂银。”这一工艺延至明清时期仍广为应用，见于《本草纲目》、《天工开物》等典籍。
钱币铸造至北宋达到巅峰，无论在合金配制的规范化、铸钱工艺的定型和钱文的摹写等方面都有重大的进展。
近年来，赵匡华、华觉明、戴志强、周卫荣、水上正胜等曾先后分析了近400 枚北宋铜钱，绝大多数的铜含量在2—8％之间，铅在22—29％之间，锡在7—2％之间，各年号、各钱监所铸铜钱的成分相当接近；其中，太平通宝、天禧通宝的化学成分又与《宋史·食货志》所载制度相契合。这些都表明北宋时期迄至真宗时（998—022），铸钱工艺规范的实施是控制得很严格的。钱法大坏是始自徽宗时（0—25），由于军事连年失利，经济濒临崩溃，铸钱时以铅充铜、锡，钱质变劣，急剧贬值，这从实物检验也得到了证实。
铸钱工艺早期多用范铸。南北朝以后，未见叠铸钱范及其模具，且唐初已用锡质母钱。因而，学者多认为铸钱工艺从唐代起有重大的变革。就目前资料来看，北宋初年已用母钱翻制砂质铸型，其后成为钱监铸钱的常规工艺，如永通监设有“模沙”作。《宋史·食货志》记大观元年（0）“降钱式及锡母于铸钱之路”，张世南《游宦纪闻》称“（蕲春铁钱监）用工之序有三曰沙模作，次曰磨钱作，末曰排整作”等等。《大冶赋》“液爰泻于兜杓，匣遂明于模印”，说明也是用母钱印制铸型的工艺。“磋之以风车之輣轧，辘之以水轮之砰隐”，则更证实在铸钱作坊中至迟在宋代，就用风力机械和水力机械来磨磋和淘洗钱坯。
铁钱始铸于西汉时期。宋代是中国历史上铸造铁钱种类最多，数量最大的时期。神宗时，全国有铁钱9 监，年铸铁钱88 万余贯。夹锡钱则是杂有铅、锡的铁钱，而非有些学者认为的铜钱。这种劣钱本是为防止西夏等用铁钱改铸兵器而施行，在蔡京当政期间一再大量铸造，是北宋末期币政滥恶的又一例证。
隋唐以降，随着金属冶炼业的发展，大型、特大型铸件层出不穷，成为中国古代金属文化的突出标志之一。北宋嘉祐六年（0）在湖北当阳建造铁塔，共3 层，由44 件铸铁构件叠装而成，总高8 米，用铁近4 万斤，经检验属麻口铁，含磷较高。正定铜佛坐落在河北正定隆兴寺大悲阁内。该寺始建于隋开皇六年（58）。五代时，铜佛被焚。宋开宝四年（97），奉赵匡胤之命重建。铜佛以生铁为基座，分7 节，由泥型接铸而成，高20 米，重达3 吨。此外，太原晋祠铁人4 尊，各高2 米多，其中一尊铸于绍圣四年（087）。四川峨嵋山圣寿万年寺普贤铜像，高7.4 米，重2 万斤，铸于太平兴国五年（980）。著名的针灸铜人，铸于天圣五年（027），周身标明穴位，供习练针灸之用。
宋代研习金石之风大盛，朝廷大量铸作仿古的鼎彝等器。著名的大晟钟即其一例，至今犹存于北京故宫博物院等处。赵希鹄《洞天清禄集》首载失蜡法的工艺过程“古者铸器必先用蜡为模，如此器样，又加款识刻画。然后以小桶加大而略宽，入模于桶中。其桶底之缝微令有丝绒漏处，以澄泥和水如薄糜，日一浇之，俟干再浇，必令用足遮护。讫，解桶缚，去桶板，急以细黄土，多用盐并纸筋，固济于原澄泥之处，更加黄土三寸，留窍，中以铜汁深入。然一铸未必成，此所以为贵也。”南宋时，杭州姜娘子以铸器精巧著称，用的就是失蜡法。
第六节机械宋代机械制造方面最杰出的成就是水运仪象台的创制。它突出地反映了处于巅峰时期的传统机械工程技术的水平。水运仪象台是集天文测量仪器和报时装置于一体的大型天文钟，由水力通过一组齿轮系统予以驱动和运行，宋哲宗元祐二年（087）至元祐七年（092）由苏颂、韩公廉负责设计制造完成。绍圣年间，苏颂著《新仪象法要》详细记述并图示了它的结构和尺寸，使后人得以窥其堂奥。水运仪象台高3.5 尺，宽2 尺，为截面方形的木结构建筑。其原动轮称作枢轮，边缘有水斗和铁拨子。顶部设杠杆装置，相当于钟表的擒纵机构，可控制枢轮作定速转动。这是世界上最早的擒纵装置，在机械发展史上具有重要价值。计时装置称作昼夜机轮，经由木人及击钟、击鼓等方式，自动报时。上设浑象和浑仪，用来观测天象和显示天体运行。浑仪所处木屋有可开合的屋面板，与现代望远镜观测的可开启屋顶具有相同的作用。水流系由河车经筒车灌注到天河（受水槽）中，再经铜壶滴漏装置（天池，平水壶）驱动枢轮。昼夜机轮由传动齿轮通过昼夜钟鼓轮、昼夜时初正轮、报刻司辰轮、夜漏金钲轮和夜漏司辰轮来报时。浑象设有天轮，与昼夜机轮轴相接。浑仪设有环状齿轮（天运单环）和名为天毂的小齿轮，从而也可随着水轮运转。全部齿轮系是从 个齿轮的传动到00 个齿的运转。王振铎于年据《新仪象法要》对水运仪象台按的比例作了复原，陈列958 5于中国历史博物馆。
类似的齿轮系在王黼所制名为璇玑玉衡的水力驱动的天文仪器中也予使用。据《宋史·律历志》载，宣和六年（24）制成玑衡，这种仪器要“注水激轮。其下为机轮四十有三，钩键交错相持，次第运转，不假人力。多者日行二千九百二十八齿，少者五日行一齿。疾徐相远如此，而同发于一机，其密殆与造物者侔焉”。
宋代在机械制造方面的另一杰出成就为指南车和记里鼓车的创制。《宋史·舆服志》首次详载指南车的结构“仁宗天圣五年工部郎中燕肃始造指南车。..其法用独辕车，车箱外笼上有重构，立木仙人于上，引臂南指。用大小轮九，合齿一百二十。足轮二，高六尺，围一丈八尺。附足立子轮二，径二尺四寸，围七尺二寸，出齿各二十四，齿间相去三寸。辕端横木下立小轮二，其径三寸，铁轴贯之。左小平轮一，其径一尺二寸，出齿十二；右小平轮一，其径一尺二寸，出齿十二。中心大平轮一，其径四尺八寸，围一丈四尺四寸，出齿四十八，齿间相去三寸。中立贯心轴一，高八尺，径三寸。上刻木为仙人。其车行，木人指南。”其后，吴德仁于大观元年（07）又献指南车和记里鼓车之制，后者也是利用齿轮传动，由木人击鼓表示车行里程。这两种车辆也由王振铎复原，陈列于中国历史博物馆。
第七节交通运输陆上运输工具辽宋夏金时期的主要陆上运输工具是名目繁多的各种车辆，造车技术达到了前所未有的水平。据孟元老《东京梦华录》所载，宋时北方一些地区盛行的“太平车”，是一种载货车，有的二轮，有的四轮，由牛、骡和驴等畜力拖动，载重量可达数十石。张择端《清明上河图》就绘有由三头牛或四头驴拉的小型太平车。当时还有一种“平头车”，车的双辕前架一横木，由牛颈项负横木拖动。这种车运载量虽然不大，但轻便灵活，如果装置车箱，并前后开门，则可作为轿车，供商旅长途乘用。在宋代，独轮车更为普及，是当时农村应用最多的一种运输工具。独轮车既可载人，又可运货，一般是由一人推动。为了多装载货物，有的还由一人在后面推，一人在前面拉，并套有一头或两头驴，《清明上河图》中绘有多辆这种类型的独轮车。
指南车和记里鼓车是著名的构思巧妙的机械发明，在中国古代多作封建帝王出行的仪仗之用。指南车的指南和记里鼓车的记里，都是利用齿轮系的传动作用配以其他机件而实现的。不少文献记载，黄帝时就有了指南车，不过，这只是一种传说。但至迟在汉代已出现指南车，这是没有问题的。而三国时马钧创制指南车，则更为可信，此后如魏猛、解飞、令狐生、郭善明、马岳、祖冲之、索驭驎、杨务廉、金公立等都曾试制过，有成功也有失败，遗憾的是这些都没有更多的具体资料流传下来。直到宋代，宋仁宗天圣五年（027）工部郎中燕肃和徽宗大观元年（07）内侍吴德仁又分别制成指南车。燕肃指南车和吴德仁指南车原理相同而形制稍有差异，关于其具体形制与内部机械构造，在《宋史·舆服志》中有较详细的记载。王振铎经深入研究，曾据以将燕肃指南车复原，其所制模型现陈列于中国历史博物馆。记里鼓车，亦称“大章车”，是一种用木人击鼓击镯自动报知所行里程的特种车辆。此车之名初见于《西京杂记》和《晋书·舆服志》。而其具体形制和内部机械构造，则最早见于岳珂《愧郯录》和《宋史·舆服志》所载天圣五年（027）卢道隆和大观元年（07）吴德仁所上造法。指南车和记里鼓车构思巧妙，因而引起国内外不少学者（近代）的兴趣，并对之作了深入的研讨和精心的模制，但由于史籍所载尚不完备，所以见仁见智，多有不同。至于历史上的指南车和记里鼓车究竟真相如何，尚有待更进一步的研究，现在学术界一般公认的还是王振铎先生的复原成果。
辽金两朝的制车业也比较发达。如辽时设有专门的车舆局，日常运输有毡车及运载货物的大车和小车等，有的车辆还用骆驼拖动。当时还有一种特殊的舟车，《泊宅编》提到契丹强盛时，“兵马略集，便有百万。多作大舟，安四轮，陆行，以载辎重，遇塘水、黄河，则脱轮以度人马”。这种水陆两用的大型运输工具是辽代颇为实用的创造。
指南针的发明与应用 《东坡志林》卷4。
王振铎《指南车记里鼓车之考证及模制》，收入王振铎《科技考古论丛》，文物出版社989 年版。指南针是著名的中国古代四大发明之一。早在战国时期，我国就已有关于“司南”的记载。“司南”是利用天然磁体指极性而发明的指向装置，可说是指南针的始祖。但由于司南还存在不少缺陷，所以在相当长的时间里，这种装置并未得到广泛应用。随着航海事业的发展和对指向仪器的需求，至迟到了宋代，人们终于发明了指南针，并使之逐步完善起来。现在已知最早见于文献记载的指南针制法，是曾公亮《武经总要》所载指南鱼。此书提到指南车世法不传，鱼法以“薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼形，置炭火中烧之，候通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时置水碗于无风处，平放鱼在水面令浮，其首常南向午也”。这是一种利用地磁场的作用使铁片人工磁化而制作指南鱼的方法。人工磁化方法，在指南针发明史和磁学发展史上都是具有重大意义的发明。但这种方法只能获得较弱的磁性，还不能满足实际应用的需要。后来经不断研究与改进，人们又发明了另一种人工磁化的方法。《梦溪笔谈》载“方家以磁石摩针锋，则能指南。然常微偏东，不全南也。”这是一种利用天然磁石的磁场作用，通过人工传磁，而使钢针磁化的方法。这种方法简单有效，从而为具有实用价值的指南针的出现，创造了重要的技术条件。
关于磁针的装置，沈括提到了“水浮”、指甲旋定、碗唇旋定以及“缕悬”四种方法。②其中水浮法在当时应用较多。我国考古工作者五六十年代以来，在河北磁州窑遗址、沉船以及江苏丹徒和辽宁旅大等地的窖藏、墓葬中，陆续发现一些宋元时期磁州窑生产的“王”字瓷碗，碗底圈足内墨书有“针”字，据研究，这很可能就是浮针所用的针碗。此外，南宋陈元靓在《事林广记》中还介绍了与上述装置有所不同的新型指南鱼和指南龟“以木刻鱼子，如母指大，开腹一窍，陷好磁石一块子，却以臈添满，用针一半佥从鱼子口中钩入，令没放水中，自然指南，以手拨转，又复如出”，“以木刻龟子一个，一如前法制造，但于尾边敲针入去，用小板子上安以竹钉子，如箸尾大，龟腹下微陷一穴，安钉子上拨转常指北，须是钉尾后”。③这是将一块天然磁石安装在木刻的鱼或龟腹内，木鱼置于水中指南，而木龟则在其腹下挖一光滑的**，对准安放在顶端尖滑的竹钉上，这样支点处摩擦阻力很小，木龟便可灵活转动以指南。这种装置方法是对指南针的重要改进，通用的旱罗盘，就是由这种指南龟发展而来的。
指南针发明以后，很快就被应用于航海。朱彧《萍洲可谈》明确记载“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”稍后，徐兢《宣和奉使高丽图经》也提到“惟视星斗前迈，若晦冥，则用指南浮针，以揆南北”。而南宋咸淳间成书的吴自牧《梦粱录》则说，航海行船“风雨冥晦时，惟凭针盘而行。乃火长掌之，毫厘不敢差误，盖一舟人命所系也”，“全凭南针，或有少差，即葬身鱼腹”。其中提到“针盘”。比之稍早的赵汝适《诸蕃志》也曾说“舟舶来往，惟以指南针为则，昼夜守视惟谨，毫厘之差，生死系矣”。 方勺《泊宅编》卷0。
曾公亮《武经总要》前集卷5。
② 沈括《梦溪笔谈》卷24。
③ 王振铎《司南指南针与罗经盘》和《中国古代磁针的发明和航海罗经的创造》，均见王振铎《科技考古论丛》，文物出版社989 年版。
以上引文大体上可以说明，两宋时期的航海，在一般情况下主要依靠天文导航，而在阴晦天，则用浮针作为导航的辅助设备。在南宋中期以后，航海技术继续有所发展，海上行船已主要依靠指南针（罗经）来导航了。指南针的发明和应用，是对中国和世界航海事业乃至人类文明的重大贡献。
造船与航海辽宋夏金时期是我国古代造船业大发展的时期，出现了许多具有优良性能的新船型和改进船型，造船能力和造船技术水平都有了显著的提高。如宋代的造船业规模更大，在泉州、虔州（江西赣州）、潭州（湖南长沙）等地设有2 处船场，每年造船3000 多艘，其中尤以明州（浙江宁波）、温州两处造船量最多。史载“哲宗元祐五年正月四日诏温州、明州每年造船以六百只为额”。当时建造的大型海船，如出使高丽的使臣乘坐的“神舟”，载重量可达万石（约00 吨）。有的远洋商船也相当大，吴自牧《梦梁录》说“海商之船大小不等。大者五千料，可载五六百人。中者二千料至一千料，亦可载二三百人。”
这一时期创造的各种新型船，如多桨船、马船、铁壁铧觜海鹘战船、飞虎战船、无底船等，也都很著名，并在当时的战争中发挥了重要的作用。金朝船工还设计制造了一种“舡头傅铁”的铁头船。这实际上是一种适宜于在北方河道中破冰行驶的船只，造法虽然较为简单，却很实用。又如采用桨轮驱动，是我国古代造船技术的一项重要成就。史载唐代李皋曾创制二轮车船，而宋代杨么农民起义军的高宣，又创制大型桨轮战舰，吃水一丈多，有二三层楼，可载千余人，“以轮激水，其行如飞，旁置撞竿，官舟迎之辄碎”，具有很大的威力，这是对“车船”的改进和发展。
就基本船型而言，宋代有著名的沙船，当时称为“防沙平底船”。沙船是平底的，不怕搁浅，尤其是在风浪中比较安全。而福船则是一种尖底海船，主要行驶于远海和南洋，宋人曾说“海舟以福建为上。”②974 年，福建泉州湾后渚港发掘出一艘宋代海船，船身扁阔而尖底，原船通长约34.55 米，宽9.9 米，深3.27 米，排水量达374.4 吨。这艘古船，有3 个船舱。从龙骨到舷侧共有4 行船板，最厚的分为三层叠合共厚8 厘米，并混合使用搭接和平接两种方法。用麻丝、竹茹和桐油灰捣合艌缝。据研究，该船结构合理，坚固耐用，具有良好的适航与抗沉性能，从中可见宋代海船建造技术已达到很高的水平。
在船舶设计制造方面，这一时期也有很多创新。如宋熙宁年间（08—0
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