春秋战国科技史之土木工程和手工业技术

土木工程和手工业技术
（一）土木工程春秋战国时期，由于农业的发展，战争和商业贸易的需要以及铁器的推广应用，兴起了一个规模空前的大型水利设施修建的高潮。这些水利设施包括灌溉工程、运河工程和堤防工程。这些工程对当时农业和社会的发展起到了积极的作用。这一时期城市和宫殿建设的规划设计，也有了一定的准则。
　　１。灌溉工程西周时我国已有引水灌溉的记载。《诗经？小雅？白桦》有诗句： ■池北流，浸彼稻田。 ■池是渭水支流■水的上源，所灌稻田在今西安西南，周都丰镐附近。而大型灌溉工程的修建，始于春秋之末，盛于战国，是当时实施重农政策的一个重大措施。其中最主要的有芍陂（ｑｕè　ｂēｉ，音鹊杯）、漳水十二渠、都江堰和郑国渠四大工程。（１）芍陂芍陂是古代淮河流域较早兴建的一座大型蓄水灌溉工程，位于今安徽寿县安丰城南，又叫安丰塘，是公元前６世纪末楚国令尹孙叔敖领导修筑的。水库巧妙地利用了当地东、南、西三面较高，北面低洼的地势状况，利用天然湖泊在四周筑堤，引■水经白芍亭东积而成湖。《水经注？肥水注》说陂堤长二、三百里， 陂有五门，吐纳川流.说明可能已有闸门设施。东汉时可灌田万顷。由于芍陂及附近其他陂塘的兴建，水稻种植得到很大发展，使这一带富庶起来。
　　（２）引漳十二渠战国初期，各诸侯国变法图强，大力发展农业。魏国要地邺（今河北临漳县西南四十里邺镇）位于太行山东部冲积平原上。漳水从此地流过，雨季时河水宣泄不畅，常泛滥成灾。魏文侯（公元前４４６- 前３９７年在位）时李悝等推行变法，在公元前４２２年任西门豹为邺令。西门豹沉重打击了当地劣绅和女巫勾结玩弄的借水灾向百姓勒索钱财、残杀少女的 河伯娶妇 迷信活动，领导百姓在漳河上修建了１２道低滚水坝，开凿了１２条大渠，引水灌溉漳河右岸土地。《水经注？浊漳水注》载： 一源分为十二流，皆悬水门。以水闸调节水量，变水害为水利。经过大约１００年，魏襄王时任史起为邺令，又大兴引漳灌邺工程，将大片盐碱地变成水稻田，使魏国河内地区更加富庶。
　　（３）都江堰都江堰在四川灌县，是举世闻名的古老而宏伟的灌溉工程。堰古称 湔堋 、 湔堰 、 都安大堰 等，宋代才有人始称 都江堰 ，取名于成都江（即 都江 ），指过成都的府河及锦江。
　　都江堰是秦昭王（公元前３０６- 前２５１年）时蜀郡守李冰领导人民修筑的。渠首堰工在今灌县旁的岷江上，渠道遍布成都平原各县。从１９４９年以前的工程布局可看出，它是由分水工程（分水鱼嘴）、开凿工程（宝瓶口）、闸坝工程（人字堤、百丈堤、内外金刚堤和飞沙堰）三部分组成的一个有机整体。
　　在灌县西北岷江江心洲筑成的分水鱼嘴，把岷江分为内外二江，西面的外江为岷江正流，沿江筑有堤坊；东面的内江是引水于渠，由宝瓶口控制引水流量的大小，流入成都平原上密布的农田灌渠。百丈堤起到导流和护岸的作用。
　　宝瓶口可能是在早于李冰二、三百年的蜀相开明所修工程的基础上，劈开玉垒山建成的渠首工程。①宝瓶口左岸是玉垒山，右岸为离堆。现宽２０米，高４０米，长８０米，可使足够的内江水量由此流入灌渠体系。
　　闸坝工程包括调节内江水量的溢洪道 飞沙堰 和一整套闸坝设施。飞沙堰长约１８０米，堰身的高度可使汛期入内江的洪水和大量沙石由堰顶泄入外江，即所谓 低作堰 ；人字堤护岸兼溢流，可以补飞沙堰溢洪之不足。
　　工程规划相当完善，分水鱼嘴、宝瓶口和飞沙堰三项主要工程联合运用，互相配合，一般可保证大水时二江分流比例为内四外六，洪水不致冲入内江成灾；枯水时二江分流比例为内六外四，足敷灌溉之用。
　　鱼嘴和堤防的修筑都是就地取材，用当地盛产的竹子编成巨大的竹笼，装填卵石，沉积堆迭而成，施工简便，节省费用，工效显宏。
　　据《华阳国志？蜀志》载，在分水鱼嘴附近曾立三石人于岷江、外江、内江水中，起着水尺的作用，以量水位的高低，从而测定内江的进水流量，及时进行调节，使 水竭不至足，盛不没肩.１９７４年和１９７５年，在外江曾先后掘得石人二枚。另载李冰作石犀５枚，其二深埋于内江，以作为都江
　　①　　 姚汉源对此说有疑，见姚著《中国水利史纲要》，水利电力出版社 1987年版第 47 页注（一）。
　　堰岁修 深淘滩 的控制高程，使河床有一定的深度和过水断面，以保证河床可以安全通过较大的洪水流量。
　　都江堰的规划、设计和施工，都具有较高的科学性和创造性。都江堰的建成，使成都平原大约３００万亩良田得到灌溉。《水经？江水注》称： 蜀人旱则借以为溉，雨则不遏其流。故记曰：' 水旱从人不知饥馑，活野千里，世号陆海，谓之天府也'. （４）郑国渠郑国渠是秦始皇元年（公元前２４６年）在关中引泾水兴修的大型灌溉工程，是由原籍韩国的一位名叫郑国的水工设计领导为秦国开凿的。渠首在仲山西麓瓠口（今陕西泾阳县西北５０里的谷口），引泾水东流注入洛水，全长３００多里，用了十多年时间才完工，工程十分壮观。
　　郑国渠的设计体现了较高的水流水文学知识。谷口是泾水进入渭北平原的一个峡口，东面是广阔的平原，地形西北略高，东南稍低。渠首选在这里，使整个水利工程自然形成一个全部自流灌溉系统。引水口选在谷口泾河凹岸稍偏下游处，正是河流流速最大的地方，增大了渠道的进水量，并使水中大量富有肥效的细泥也进入渠道以进行 粪灌 （淤灌）。引水口处上层由凸岸流向凹岸的水流和下层由凹岸流向凸岸的水流形成的横向环流，既在上层增大了引水口的进水量，又在下层使较重的粗沙冲向凸岸，避免了粗沙入渠堵塞渠道。
　　据《史记？河渠书》称，郑国渠的修建， 溉泽卤之地四万余顷，收皆亩一钟.泾水泥沙含量大，引用灌溉，其淤泥可作为肥料。秦亩１亩等于今０。２８８市亩，四万余顷秦亩合今１１５万市亩。渭北平原远古为通海湖泊，土带卤性，引渠水淤灌压碱可成为良田。１钟为秦六斛四斗，即６４０秦升，合今２。２石，即２００多斤。这使 关中为沃野，无凶年。秦以富强，卒并诸侯.①２。运河工程春秋战国时期开凿了很多运河。魏在黄河以南的荥阳（今河南郑州西北），楚在汉水和云梦诸湖泊，吴在江淮太湖，齐在山东淄、济等地，都开有运河以通水运。其中最著名的是邗沟一荷水和鸿沟。
　　（１）邗沟- 荷水邗沟是我国历史上第一条有确切开凿年代记载的大运河。公元前４８６年，吴王夫差为北上争霸，首先要创造交通运输条件，便在邗地（今江苏扬州东南）筑城，南接长江，向北利用各湖泊河道疏通开凿，在今淮安东北入淮水。后来屡经改道整修，一直是沟通江淮的主要运河。
　　开邗沟后３年，吴又继续向北开凿，在 商鲁之间 开了一条运河，名荷水，使沂水（泗水支流）、古济水相连通。于是吴兵船只便可从长江出发，由邗沟北上经泗水，再由荷水通济水至黄河。
　　（２）鸿　沟战国中期，魏占据了今河南省东北大部。为称霸中原，魏惠王（公元前３７０- 前３１９年在位）九年（公元前３６２年）迁都大梁（今河南开封）。为加强与宋（今河南商丘）、郑（今河南新郑）、陈（今河南淮阳）、蔡（今安徽凤台）等地的联系，于次年开凿鸿沟。从河南荥泽引黄河水入圃田泽（今
　　①　　 《史记？河渠书》。
　　中牟县西），再向东开至大梁城北。惠王三十一年（公元前３４０年）再由大梁城北继续东开，并向南转。
　　鸿沟向东一支后称■（古作■）渠，下游至彭城（今徐州）入泗，由春秋郑地通曹、宋等地；■水之南为睢水，自浚仪县由鸿沟分出，东流入泗，经宋、楚地；鸿沟南支西汉时名狼汤渠，南至陈县以南入颖水，魏惠王时陈属楚。
　　当时鸿沟运渠最为重要，地处中原，四通八达，沿运道有许多城市。大梁、荥阳等地，秦汉时为东西方向粮食水运输送的要地。
　　大型水利工程的修建，包含了测量、选线、规划、施工等一系列技术问题。《管子？度地》对水利工程技术经验作了概括。文称： 夫水之性，以高走下则疾，至于漂石；而下向高，即流而不行。 它还对水流受阻产生的水文现象和水力现象作了观察描述，为运用水流规律治理水害提供了理论根据。关于渠首工程位置的选择，文中提出了 高其上，领瓴之 的原则，就是要抬高上游水位，以便让水顺利流入于渠。它还具体说明： 尺有十分之，三里满四十九者，水可走也。 即在３里长距离内，渠底若能降落四十九寸，相当于１／１０００的坡度，即可保证渠水畅流无阻。这是非常宝贵的修渠经验。
　　３。堤防工程春秋战国时期，人们为了防治洪水，在黄河边修建了不少堤防工程，这些工程还兼作御敌防犯或进攻邻国之用。
　　在堤防修筑的实践中，人们逐渐积累了不少经验知识。《韩非子？喻老》说： 千丈之堤以蝼蚁之穴溃 ，指出了动物穿穴造成渗漏和大堤溃决的危害。
　　《考工记？匠人》和《管子？度地》还记载了堤防设计、施工、保护的技术问题。如关于堤防横断面的形状，《度地》篇指出要 大其下，小其上 ，这种形状既可保证不致产生滑坡，也符合水的侧压上小下大的规律。《匠人》篇更具体说： 凡为防，广与崇方，其■参分去一，大防外■。 郑玄注曰： 崇，高也。方，犹等也。■者，薄其上。 就是说堤防的顶宽为底宽的三分之二； 大防外■ 可使大防受力后具有更高的稳定性，这与现代 重力坝 的原理是相符的。
　　关于堤防施工的时间，文中指出宜在 春三月，天地干燥，……山川涸落，……故事已，新事未起 之时进行。《管子》还提出，大堤上要 树以荆棘，以固其地，杂之以柏杨，以备决水.４。城市和宫室的规划设计《考工记》中对城市和宫室规划设计的准则作了初步的总结。在《考工记？匠人》中记述天子都城的制度是： 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。 现已挖掘的春秋战国时期的城市遗址，如晋国侯马、古晋城、燕国下都、赵国邯郸的规划方式，基本相同，都采取方形城郭、正角交叉街道的方式。
　　《礼记》中记述周代的 五门 （皋门、应门、路门、库门、雉门）和 三朝 （大朝、外朝、内寝）的制度，在后世的宫殿、寺庙和住宅的规划中，都有很大的影响。
　　《考工记》和《礼记》中还有关于城市与宫殿建筑的记述。如关于粮仓和城的围墙，《考工记》指出： ■■仓城，逆墙六分.■（ｑūｎ）为圆形谷仓，■（ｌｉáｏ）为古代一种小屋。这里说在建筑仓、城时，围墙的截面应呈底宽于顶的形状，其高与外■的比例应为６∶１，以保证墙体能够抵抗住谷粒等储存物的侧压力。
　　１９７８年在河北平山县战国时代的中山国中山王■墓出土了一块金银错兆域图 铜版，是一幅为建筑中山王和王后陵墓群而作的总体规划设计平面图。 兆域图 长９４厘米，宽４８厘米，大约是按１／５００的比例绘制的。
　　墓主人中山王■的埋葬时间在公元前３１０年左右。图版的中心部分东西方向排置三个各 方二百尺 的大 堂 ，中间为 王堂 ，西为 王后堂 ，东为 哀后堂.东端和西端各有一个 方百五十尺 的小 堂.大堂之间相隔百尺，小堂距大堂八十尺。 丘足 （即墓坡的坡足）与大堂之间的 丘平者五十尺，其坡五十尺.丘足之外的长方形 内宫垣 将各 堂 围起。内宫垣北外侧东西排置四个各 方百尺 的 宫 ，宫门南开朝向内宫的墓 堂.宫外的长方形中宫垣 将整个墓群围起。 兆域图 是迄今所见我国最早的一幅建筑组群的设计规划图。
　　（二）器械制造春秋战国时期，在农业发展的基础上，手工业生产也得到了长足的发展，积累了丰富的手工业技术经验。春秋末期成书的《考工记》，对春秋时期手工业生产的工艺和技术规范作了记述，真实具体地反映了当时手工业发展的水平。
　　《考工记》卷首称，当时 国有六职 ： 坐而论道，谓之王公；作而行之，谓之士大夫；审曲面势，以饬五材，以辨民器，谓之百工；通四方之珍异以资之，谓之商旅；伤力以长地则，谓之农夫；治丝麻以成之，谓之妇功.这里把 百工 与王公、士大夫、农夫等相提并论，表明手工业者在社会上已占有重要地位。《考工记》记述了当时手工业的３０个生产部门： 攻木之工七，攻金之工六，攻皮之工五，设色之工五，刮摩之工五，搏埴之工二。 工种涉及到运输和生产工具、兵器、乐器、容器、玉器、皮革、染色、建筑等项目，包括了当时手工业的主要工种，每个工种内又有更细的分工。
　　它反映了当时手工业高度发展、生产专门化和内部分工越来越细的趋势。有关生产制造工艺和设计规范的内容，我们将分别在有关部分叙述。
　　１。车辆的制造早在商代，我国已能制造相当完备的两轮车。车由车辕、车舆和轮、轭等部分组成，车轮有辐条，加上马具和辔饰，极为精致华美。周代已采用油脂作轴承的润滑剂，用于车战和贵族狩猎的车形制已相当精巧。但从发掘出土的商周战车来看，还存在着用材比例不合理、重心偏高等缺陷。
　　春秋战国时期，车辆制造有很大发展。各国除拥有大量战车之外，贵族和平民乘坐和运输用的车辆种类已很多。如辂车（天子、诸侯所乘马车）、辇（人推挽之车，帝、后所乘）、轩车（大夫所乘轻便马车，又称巢车）、■轩车和轺车（使臣所乘轻车）、■车（载灵柩的四轮丧车）、■■车（可坐卧的车）、辎车（载辎重之　　　　　车）、广车和■车（兵车）、■车（有屏蔽的兵车）、■■车（四轮车上立木架，蒙以生牛皮，下可容１０人，作攻城之用）、连弩之车（三轮，装并连之两弩，人推行，以辘轳引弩，守城用）
　　等等。牲口（多用马）拉的车一般为独辕（■），双轮，因此一部车叫一辆.春秋以前战争以车战为主，故 军 字从 车.战车的左右轴端还可装以利刃。
　　《考工记》对官府制车工艺及规范，作了比较完整的记述。车轮是车辆的关键部件，车轮在地面上的滚动，会出现摩擦、施力方向不同等力学现象，从而影响车子的运动。《轮人》篇指出： 凡察车之道，必自载于地者始也，是故察车自轮始。凡察车之道，欲其朴属而微至。不朴属，无以为完久也；不微至，无以为戚速也。朴属 就是坚固结实； 微至 即轮与地面的接触面积小。接触面积大，就难以快转；接触面积小，容易转得快。所以在《考工记》的《轮人》、《车人》、《■人》诸篇中，对车轮的制作和检验，提出了一系列技术要求。
　　首先，要用规精细地校准轮子的外形，使它尽量接近于理想的圆。
　　其次，轮子的平面必须平正。检验之法为：将轮子平放于与轮子等大的圆形平台上，观察是否彼此密合。
　　第三，用悬垂比较各个辐条是否笔直。
　　第四，将轮子放入水中，看各处的浮沉是否一致，以确定其各部分是否均衡。
　　第五，以量具测两个轮子的尺寸大小和轻重，以求相等。
　　第六，轮子的整体结构必须坚固。
　　第七，毂的长短粗细要适宜，要根据车辆的用途和行车地形选择车毂的尺寸。
　　第八，车轮的高度一定要适宜，使车在平地上运行时车辕大体保持水平状态。即与马的高低相适应。
　　第九，车轴必须选材精美，坚固耐用，转动灵便。
　　第十，制造车辆，必须选用适时采伐的坚实木材，即所谓 斩三材，必以其时.此外，《考工记》还对车辕、车架的制作，各个部件的连接方法以及不同用途的车辆的要求等作了分别叙述。《庄子？天道》记载齐桓公时（公元前６８５- 前６４３年）一个叫轮扁的著名车匠对齐桓公说： ■（斫）轮，徐则甘而不固，疾则苦而不入，不徐不疾，得之于手而应于心，口不能言，有数存焉于其间。 这是说做轮子太宽了松垮不坚固，太紧了装配不上，必须不宽不紧，这是有数理要求的。从这些记载可以看出，当时车辆的制造技术，已达到很高的水平，对各个部件都有周密严格的技术规定；而且已经认识到其中的一些科学道理，并能够自觉地加以应用了。这正是对商周以来我国制车和用车的丰富经验的科学概括。
　　２。简单机械的制造在古代，提挈重物是一件相当费力的工作。墨家在对斜面进行研究的同时，还设计了一种提升重物的装置。这个装置称为 车梯 ，是一个装有滑轮的前低后高的斜面车。绳子绕过滑轮，一端绕在轮轴上，另一端拴住被提升的重物；当车梯前进时，重物就会沿斜面不断升高，从而节省了人力。
　　春秋时期，我国运用桔槔即提水杠杆已很普遍。农民用桔槔从深塘、河渠或井里把水提到高处进行灌溉。杠杆原理在春秋末到战国初期，还被广泛用于制造天平、秤、剪刀、锄刀、手钳、脚踏碓等。辘轳也是应用杠杆原理的变化形式制造出的一种提升工具。到春秋战国时期，辘轳已得到普遍使用，并成为从矿井中提升矿石和向井下运送支护木料的重要工具。
　　３。军械兵器的制造春秋战国时期，各诸侯国互相攻占兼并，战争频繁，军事技术和兵器制造发展很快。《墨子？备城门》以后诸篇，集中反映了这一历史状况。《备城门》篇述及的攻城器械有：钩（钩梯，像建筑上用的活动脚手架），■（人推车辆，上装铁头巨木，用以冲破城门），梯（云梯），■■等。守城用的器械有：连弩之车，转射机（可能是装有立轴的弩，可向各个方向转动发射），橐龠（施放烟雾的鼓风皮囊）等。
　　春秋战国时期的基本兵器是所谓 五戎 或 五兵.《■梁传？庄公二十五年》注明 五兵 即矛、戟、钺、■（同盾，即藤牌）、弓矢。《礼记？月令？季秋之月》注明 五戎 谓 五兵 ，即弓矢、殳（竹制八棱而尖的兵器）、矛、戈、戟。《吕氏春秋？季秋纪》说： 是月也，天子乃教于田猎，以习五戎。注曰： 五戎，五兵，谓刀、剑、矛、戟、矢也。 我国古人对于弹力器具的使用，最早当是弹弓，后来才发明了射箭的弓和弩。《吴越春秋》上有 弩生于弓，弓生于弹 的记载。
　　关于弓箭的制造，《考工记》记载当时已有 弓人 、 矢人 、 冶氏的专门分工，各个部件的制作都有很详细的技术规定。在弓的制造上，特别注意弓干所用材料的选择。《弓人》篇指出： 柘为上，■次之，■桑次之，桔次之，木瓜次之，荆次之，竹为下。 篇中还就如何增加弓干的弹力以射远，如何增大射速，如何加固和保护弓体等作了论述，其中包括了一些材料力学的知识。
　　我国弩的发明比西方早１３个世纪。弩机大约是在春秋时期发明的，它是在弓的基础上经过改进而制造的一种强力武器。上古时期随着弓箭的发展，弓的力量已经相当强大。但因它是直接利用人的臂力操纵的，既受臂力的限制，也不能长时间张弓以待，这就需要在弓上添装一个 延时装置 ，既可把一人或多人的力量储备起来，又可延迟发射时间，以便捕捉最有利的发射时机，于是便创造了弩机。
　　一般的弩机，四周有 郭 （外壳），郭中有 钩金 ，其一端为 牙 ，可钩紧弓弦，另一端可有 望山 （瞄准器）。 牙 下连结 悬刀 作为扳机。使用时先把弦拉开扣在弩机的牙上，扳动悬刀将牙缩下，弦就会把箭射出。比起在射箭时才临时拉开的弓来，弩则起到了储备弹力的作用。
　　最初，弩和弓一样是用一个人手臂的力量拉开的。战国以来，则出现了装有连杆和脚踏的、用脚蹬方式将踏脚压到地就可将弓拉开的偏架弩，又叫 神臂弓.据说用它可将箭射出３００步远，能穿透铠甲上的几层铁片，威力很大。此外还有用绞车开弦的 车弩 ，将两张或三张弓合成一个弩的 床子弩 ，储备人力和弹力的作用就更加明显了。到了战国中期，我国制造的铜弩机已经比较进步了。汉代以后，由于 望山 上有了刻度，使弩射击的准确性得到很大提高。
　　关于箭矢的制造，《考工记》将它分为用于战争的 兵矢 ，用于弋射的田矢 和用于田猎的 杀矢.按照它们的用途，分别对它们的镞的长短、大小，铤的长短和铁管的设置，规定了不同的比例。为了保证箭在空中飞行时保持稳定，就需要在箭杆上合适地安装上起平衡和定向作用的羽毛。
　　《矢人》篇说明了利用箭杆在水中沉浮的状态判明其质量分布情况和各部分的比例，再确定羽毛的装设，即 水之，以辨其阴阳；夹其阴阳，以设其比；夹其比，以设其羽。 这就可以保证重心位置适当， 虽有疾风，亦弗之能惮（扰乱）矣.如果箭杆、箭羽的轻重和重心设置不当，就会影响箭在空中的飞行状态： 前弱则■（ｆǔ，同俯），后弱则翔（翘起），中弱则纤（绕弯），中强则扬；羽丰则迟，羽杀则■（失稳）。 这是对箭体结构（大小、重量分布）与飞行状态之间关系的出色的技术总结。
　　４。乐器的制造我国古代在乐器的制作上有许多发明和创造。《诗经》上记载，西周时乐器就有２９种。其中弹弦乐器有琴和瑟。吹奏乐器有埙、■、箫、管、篪（ｃｈì，管状横吹）、笙６种。打击乐器有鼓、磬、■（ｇāｏ，大鼓）、贲、应、田、县鼓、鼍（ｔｕó）鼓、■（ｔáｏ，摇鼓）、钟、镛、南、镇、缶、雅、■（ｈù）、圄（ｙǔ）、和、弯、铃、簧等２１种。
　　从这些乐器可以看出，古人已能运用各种质地的材料来制造乐器。西周时按不同材料把乐器分为八大类，称为 八音 ，即土曰埙，匏（ｐáｏ）曰签，皮曰鼓，竹曰管，石曰磬，金曰钟，木曰■，丝曰瑟。这表明当时人们已经知道金属、木头、陶土、皮革、石头、丝织物体、植物等均能发声和传声，而且有不同的音色。
　　春秋战国时期，箫和笛已相当流行，弦乐器中有琴、瑟和筝。１９７８年在湖北随县发掘的约公元前４４３年的曾侯乙墓出土了编钟、编磬、鼓和瑟等８种乐器共１２４件。其中有总重量达２５００余公斤的６４件编钟，分三层八组挂在铜木钟架上。上层的叫钮钟，中、下层的叫甬钟。各个钟的口径大小、厚薄和甬的长短各不相同，这是按照不同音阶的需要设计制作的。研究表明，每个甬钟在镌刻着标音位置的两个部位敲击，能发出两个有一定谐和关系的乐音；在每个钟的隧部和右鼓部位多标有该钟发音的音阶名称。这套编钟音色优美，音域很宽，可跨５个八度，音阶结构和现在Ｃ大调七声音阶极为相似，构成了一套完备的可供旋宫转调的１２个半音系统。这个情况表明，当时乐器的发声已由不定音发展到固定音，七音和十二律的音阶体系已经形成。
　　曾侯乙墓中的其他乐器也有重要的科学研究价值。如其中的笙有１２管、１４管、１８管３种不同规格，是我国最早的系列竹簧乐器。曾侯乙墓的排箫和篪在我国是首次出土，出土的琴也是迄今年代最早并较为完整的文物。
　　从文献记载和文物发掘的材料来看，早在春秋以前，我国的敲击乐器、吹奏乐器、管乐器和弦乐器已很完备，人们从音乐实践中已经懂得了用调节管弦的长短来改变音律；掌握了利用共鸣作用和管内空气柱的振动作用使簧片等发出各种不同的声音。
　　５。著名工匠随着小手工业技术的普遍提高，春秋战国时期也出现了许多著名的工匠和技术家。
　　鲁班是春秋末、战国初年的一位土木建筑和军事技术家。鲁班复姓公输，名般。因他是鲁国人， 般 与 班 同音，故被称为鲁班。约生于周敬王十三年（公元前５０７年），卒于周贞定王二十五年（公元前４４４年）；出身于世代工匠的家庭，从小就学会了各种木工手艺和建筑技术。
　　鲁班的发明创造很多，《事物绀珠》、《物原》和《古史考》等古籍记载，木工使用的曲尺（矩）、墨斗、刨子、钻子、凿子等工具，传说都是鲁班发明的。鲁班发明的锁，机关藏于锁内，必须用专门配备的钥匙才能开启。
　　民间还传说鲁班由于被山上一种长有许多小细齿的草叶划破手掌而发明了锯（另一种说法是轩辕发明锯）。据《世本》所载，鲁班还发明了 ■ ，即一种石磨，解除了人们用臼杵舂米捣麦的笨重劳动，２０００多年来成为中国农村碾米磨粉的唯一工具。
　　《墨子？鲁问》篇记载： 公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。另传他还制成了由木人驾御而自动行走的机动木车马。这些带有神话色彩的传说，正是对鲁班高超技艺的夸张渲染。
　　在兵器方面，据《墨子？公输》记载，鲁班曾被楚惠王聘为楚国的大夫，为楚造云梯之械成，将以攻宋.这种攻城用的长梯比楼车还高，故称为云梯。鲁班还制造了水战用的 钩强 （又名 钩拒 ），都是很有威力的军事器械。
　　墨子，名翟，相传原是宋国人，后长期住在鲁国，约生活于公元前４６８年至前３７０年间，是墨家学派的创始人。墨翟曾习儒学，后另立新说，聚徒讲学，以兼爱、非攻、尚贤、尚同、天志、明鬼、节用、节葬、非乐、非命为 墨家之学 的中心思想，形成与儒家并称 显学 的学说。现存的《墨子》荟萃了他的思想观点和科学学说。
　　墨家学派的成员大多来自社会下层，是小手工业者、小私有生产者的代表，有较丰富的技术知识和钻研精神。墨翟自己也出身于劳动者家庭，当过制造车辆器具的工匠，是一位躬身实践并善于总结生产技术经验的人。他作过宋国的大夫。他广泛接触社会各阶层的人士，特别是和 农与工肆之人 有密切联系。
　　墨子 好学而博 ，善于思考，有一手精湛的手艺技巧。他于顷刻之间就能将三寸之木削成一个能承重６００斤的轴承。他还曾用木料制造过木鸢（ｙｕāｎ，音渊，即鹰），能在空中翱翔一天。他制造的守城器械比同时代的鲁班还要高明。据《墨子》记载，当他得知楚国利用公输般制造的云梯等攻城器械即将攻打宋国时，便星夜兼程赶到楚都，劝说楚惠王放弃攻宋的打算，并在楚王面前以皮带围作城墙，用小木板作攻守器械，与公输般进行了攻防演习。公输般使用不同的器械和方法攻城，墨子就用不同方法守城。如一个用云梯攻，一个就用火箭烧毁云梯；一个用撞车撞城门，一个就用滚木擂石砸撞车；一个挖地道，一个就用烟薰。待公输般九套攻城方法使尽，墨子的防御器械和策略还有余，并说明他已派禽滑■等三百弟子用这些器械和方法在宋国作了防御部署。楚惠王知道打胜宋国没有希望，不得不放弃了攻宋的企图。
　　《庄子？人■世》篇载，宋元公（公元前５３１- 前５１７年在位）时，有位名叫匠石的著名木工，带领徒弟到齐国去。路过曲辕时见到一棵巨树， 其大蔽牛，■之百围，其高临山十仞而后有枝 ，观者如市，匠石却不顾而行。
　　他的徒弟说从未见过如此美材，先生为何行而不视。匠石回答说： 勿言之矣，散木也。以为舟则沉，以为棺■则速腐，以为器则速毁，以为门户则液■（流出树脂），以为柱则蠹，是不材之木也，无所可用，故能若是之寿。 《庄子？徐无鬼》又载，一位叫作郢人的高明的泥水匠，在粉刷房子时鼻端溅上一滴白灰浆，薄如蝇翼。他让匠石把白灰砍去。 匠石运斤成风，听而斫之，尽垩而鼻不伤，郢人立不失容.这两则故事，说明匠石鉴别木材与运用工具的高超技艺，真是到了出神入化的地步。后人因以 斫鼻 比喻技巧卓越。
　　（三）纺织、染色、皮革加工技术我国是世界上最早发明养蚕和丝织的国家。相传黄帝之妻嫘祖发明养蚕取丝，这反映了我国丝织业生产的悠久历史。到春秋战国时期，蚕桑丝绸业已有很大发展，缫丝、纺纱、织造和染整的成套工艺和手工机器逐步完善，这是我国手工机器纺织业的形成时期。
　　１。丝织《禹贡》记载，黄河中下游的兖州、青州、徐州、豫州和长江中下游的荆州、扬州，都盛产丝绸。近几十年来出土的春秋战国时期的丝织品，无花纹的有绡、纱、■（绉纱）、缟、纨；有花纹的有绮和锦等。还出土了丝绵被、丝绳、丝带和刺绣等，充分反映了当时丝织业发展的高水平。如■是用强拈丝作经纬线，再使其退拈收缩弯曲，从而在织物表面显现出美丽的绉纹。
　　说明丝工们已经发现了蚕丝的这种独特性能，利用一定的缫丝技术，巧妙地设计织造出这种富有弹性又轻盈透明的丝织物。１９５７年在长沙左家塘一座战国楚墓中出土的一块浅棕色绉纱手帕，经纬线密度为３８×u65299X０根／厘米■２，其轻薄程度相当于现在的真丝乔其纱。
　　早在４０００多年前，我国古人已经能够织出具有简单几何图案的斜纹织品，这说明我国早就发明和使用了提花机。
　　在古埃及和古希腊，主要以麻、毛为纺织原料，用竖式织机进行织造。
　　但用竖机织斜纹只能靠双手挑织，费工费时，非常复杂。因此西方把由丝绸之路运去的绚丽多彩的中国丝绸，看作是出自神人之手的织物。直到六、七世纪，西方才辗转得到中国提花机的制造方法，开始织出较复杂的提花织物。
　　１８世纪末、１９世纪初，法国人杰夸德（１７５２- １８３４年）才利用当时工业革命中发展起来的机械制造的技术条件，改革制造出了新的提花机（即现在各国通用的提花织机龙头机）。
　　织造丝绸的原料丝的来源有野蚕，也有家蚕。战国晚期的《尔雅？释虫》中记载，野蚕有樗（ｃｈū，音出，即臭椿）蚕、棘蚕、栾蚕、■蚕４种；家蚕只有蟓一种，即今之桑蚕。《荀子？蚕赋》是一篇专论养蚕技术的科学诗。
　　缫丝是织造丝绸的第一道工序。据《礼记？祭义》记载，当时是把蚕茧放入热水里进行缫丝的。蚕茧必须经过松解和抽引，并将所含的丝胶等杂物清除掉，才能得到柔软细长、有光泽的蚕丝，其方法就是把蚕茧放在沸水中煮烫脱胶，并用小木棍把散开的浮丝挑起合缕抽引出来。
　　练丝是对蚕丝的进一步处理和漂白，未练的丝叫生丝，已练的丝叫熟丝。
　　《考工记》记载了完整的练丝技术。《■氏》载： ■氏■（练）丝，以说水沤其丝七日，去地尺暴之。昼暴诸日，夜宿诸井，七日七夜，是谓水■。 ■水即以木灰渗滤之水，■水中的碳酸钾溶液可以溶脱生丝上的丝胶；经过说水沤过的丝再经日光中紫外线的作用和多次浸洗，就会使蚕丝更加柔软并能提高白洁度，更易染色。
　　织好的丝麻布帛也可以练。《■氏》载： ■帛，以栏（楝）为灰，渥淳其帛，实诸泽器，■之以蜃，清其灰而漉之，而挥之，而沃之，而漉之，而涂之，而宿之，明日沃而漉之。昼暴诸日，夜宿诸井，七日七夜，是谓水■。蜃 指蜃灰，是烧成的蛤灰，即生石灰。这段话说，将丝绸放在浓楝树叶灰水里浸透，再放在光滑的容器里用石灰水浸泡，待碳酸钙等沉淀后取出脱水，涂上石灰静置过夜。第二天再浇水脱水，最后再进行七日七夜的井水浸泡，即完成练帛程序。
　　德国斯图加特西北２０公里高村，前些年在一个克尔特部落首领的墓中，发掘出死者衣物上来自中国的丝绣品，其年代约在公元前５５０年前后。这是中国的丝织品在公元前６世纪传到欧洲的确证①。古希腊人以 丝国 （ｓｅｒｅｓ）
　　①　　 参见仓孝和：《自然科学史简编》，北京出版社 1988 年版，第 257-259页。
　　称呼遥远的丝绸的产地，尽管他们在很长时期内并不知道这个国家在哪里。
　　１９７６年以来，先后在新疆乌鲁木齐市鱼儿沟和坤县发掘出的丝织品印痕和残片表明，在距今２３００年到３０００年以前，中原地区的丝织品已传至西域。所以很可能在 丝绸之路 开辟以前，已经由中亚、波斯传到了西欧。
　　２。麻、葛的纺织葛藤和大麻、苎麻的纤维，是我国古代重要的纺织原料。利用麻类纤维纺织，在我国可以追溯到仰韶文化时代。
　　大麻也叫火麻，雌雄异株，雄的叫■，雌的叫苴。■麻的韧皮纤维比较柔细，可以织出精细的织品，是我国古代做衣服的重要原料；苴的纤维较粗硬，织品也较粗糙，主要用于制做绳索和丧服。春秋战国时期，丝绸一般只许贵族穿用；我国历来敬老，平民年过五十的也可穿丝绸。一般平民主要是穿麻葛织成的布，故称平民为 布衣.麻葛都属韧皮植物，它们的韧皮是由植物胶质和纤维组成的。要利用其纤维进行纺织，必须先作脱胶处理。《诗经》里有 葛之覃兮，施于中谷，维叶莫之，是刈是■，为■为■。 这不仅描写了葛的形态，而且说明把葛刈回之后要用煮（■）的办法进行脱胶，然后把得到的粗细不同的葛纤维分别织成■或■。
　　对于大麻和苎麻，简单地用煮的办法进行脱胶就不行了。《诗经》说： 东门之池，可以沤麻。彼美淑姬，可以晤歌。东门之池，可以沤苎。 诗中描写了妇女们一边沤麻一边唱歌的生动情景。这诗说明，大麻是采用 水沤法 进行脱胶的，即把麻浸在池塘里沤三、五天至十多天，即可脱胶，这是利用池水中天然繁殖的微生物分泌的果胶酶分解麻皮中的胶质，使纤维分散而且柔软。
　　脱胶之后的纤维，要进行清洗、晒干、扒麻、分梳、纺织。葛麻纤维纺线，当时主要用纺坠。《诗经？小雅？斯干》有 乃生之女，载弄之瓦.这个 瓦即指陶质的纺坠。幼小的女孩，就让她玩纺坠，从小就训练纺麻的技巧。所以后世将生女叫作 弄瓦.对于麻织品的质量，当时已有统一的纱支标准。计算纱支的单位叫 升.周代的麻布，布幅一般为二尺二寸（合现在一尺五寸），若含８０根经线，就叫一 升.专供丧服之用的为３升，奴隶们穿的是７升的粗布，１５升的缌布是作吉服的材料，最细的３０升的布专用于制冕。这种轻纱的经线密度已达每厘米５０根，相当于今天的府绸了。
　　３。毛织品和皮革加工《诗经？豳风》称： 无衣无褐，何以卒岁。 这是说平民如果没有粗毛布衣，就难以过冬。褐即指这种粗毛布的颜色，说明当时毛织品的穿用已很普及了。《尔雅？释音》载当时养羊很普遍，有吴羊、夏羊、■羊等不同的品种。粗毛织品主要是平民穿的，高级的细毛布是贵族穿用的。
　　关于兽皮的加工，我国古代很早就摸索出了一些制革技术。生兽皮未经熟化时皮板脆硬，不便制作衣服。原始的熟皮方法就是把大张牛羊皮在水中浸泡和用硝来熟化；而兔、狗、猫等小动物的皮板较薄，可用谷糠、玉米面和酒等物熟化。
　　春秋战国时期，皮革加工技术已有很大的提高。《考工记》中记载了对皮革质量进行鉴定的方法，并说明了要得到色泽 荼白 、质地柔滑、各部分缓急均匀、缝制工整的皮革的加工处理方法。
　　４。染色技术我国很早就利用矿物、植物染料对纺织物进行染色，并在长期的生产实践中，总结掌握了各类染料的制取和染色的工艺技术。《尚书？益稷》篇有 以五彩彰施于五色，作服 的记载，说明我国古人早就用五色对衣服染色了。西周时代，在 天官 下设有 染人 一职掌管染帛。春秋战国时期，染色工艺已有很大提高。
　　利用矿物染料对纺织品进行着色的方法称为 石染.当时人们已发现了多种矿物染料。赭石即赤铁矿是最早用于染红色的染料，当时主要用于涂染作为囚衣的粗劣麻织物。朱砂（硫化汞）的颜色红赤纯正浓艳，光牢度好，是涂染贵重衣料的颜料。《考工记》中记述有用丹（朱砂）涂染羽毛。此外，染黄的有石黄（雄黄和雌黄，前者为硫化砷，后者为三硫化二砷，红光黄，色相丰满纯正，光牢度好）；染绿的有空青（又名石绿，即孔雀石，一种碱式碳酸铜，翡翠绿色，耐大气性好）；染蓝的有石青（又名大青、扁青，一种碱式碳酸铜，蓝色）。
　　用矿物染料染色的方法有浸染与画缋两种。浸染是将染料研磨成微细粉末，用水调和，把织物浸入其中，染料粉末即被纤维吸附而着色；画缋是将不溶于水的有色颜料和油、胶等有粘性的增稠剂调制成浆状，涂饰于织物上。
　　如赭石和朱砂等都是用这种方法涂染的。可以只涂一种颜色，也可以涂绘成各色图案花纹。
　　我国古代所用的植物染料种类很多，靛蓝是利用得最早和最普遍的一种还原氧化染料。据记载，我国夏代已经种植蓝草了。蓝草中含有靛甙，从中可以提取靛蓝素。周代以前，人们是用鲜蓝草浸渍染色，即用蓝草叶和织物在一起揉搓，用蓝草的液汁浸染织物。春秋战国时期，采用发酵法还原蓝靛，这就可以用预先制成的蓝泥染出青色来。《荀子？劝学》篇有 青取之于蓝而青于蓝 的说法。制作方法是把蓝草叶浸入水中发酵，蓝甙水解溶出，即成吲哚酚，再在空气中氧化沉淀缩合成靛蓝泥，即可贮之待用。靛蓝染布色泽浓艳，牢度好，一直流传至今。
　　茜草是染红色的主要染料。紫草是染紫色用的媒染性染料。染黄的植物染料更多。
　　植物染料和媒染剂的使用，大大丰富了颜色种类，在染色技术上是个重大突破。《诗经》中描绘当时织物的颜色就有 绿兮衣兮，绿衣黄里 （《邶风》）， 缁衣之宜兮 （《郑风》）， 青青子衿 （《郑风》）， 缟衣綦巾 （《郑风》）， 素衣朱■ （《唐风》）， 载玄载黄 （《幽风》）等，真可谓五彩缤纷。
　　在染色工艺上，当时有多次浸染的套色法，即把丝麻织物先后浸入溶有一种或多种不同颜色的染料中，从而染出不同深度的某种颜色，或染出其他各种变异色彩。如《尔雅》说： 一染■，再染■，三染■。 这是指用茜草染红的套染，得到由浅红到深红的颜色。《考工记？钟氏》称： 三入为■，五入为■，七入为缁 ，即指三次浸入红色染料得到深红色；再浸染黑色染料二次，得到带红光的 ■ （浅黑色）；然后再浸染二次即得到 缁 （深黑色）。
　　若用两种不同染料套染，就可得到第三种色调。但由于颜色的遮盖作用以及染料和媒染剂的化学作用，用不同染料进行套染要遵循一定的方法。《淮南子》载： 染者先青而后黑则可，先黑而后青则不可。 另外人们也已知道，青与黄可合为绿色，但以藤黄合靛青则为 苦绿 ，即用不同的青色与黄色染料，合成的绿色也不相同。这些知识，都是从染工们长期的生产实践中总结出来的。
　　（四）玻璃和漆器的制造１。独特的玻璃体系关于我国玻璃的起源，早年有 外来 的说法。因为早在公元前２５００年，美索不达米亚和古埃及已经用沙和苏打制造玻璃串珠了。约在公元前２００年，巴比伦人首先吹制出玻璃器皿，后传入古代罗马。罗马人和埃及人已能用铜、铁、钴等金属氧化物为添加剂熔制出各种彩色玻璃了。所以人们认为，我国古代的玻璃制造技术是从中近东和欧洲传入的。
　　本世纪３０年代以来，随着商周以来大量玻璃实物的出土，为我国古代 玻璃自创 的说法提供了确凿的证据。
　　１９５４～１９５５年，在河南洛阳市中州路发掘的西周穆王时的８１６号墓，出土很多淡绿色圆球形穿孔玻璃珠，直径约０。５厘米，孔径０。３厘米，是作项链用的。１９５５～１９５７年在河南陕县上村岭西周晚期至春秋早期的五座■国墓葬中，发现蓝色玻璃串饰物件，有菱形玻璃珠４４粒，小圆珠２粒，玻璃管４支。同一时期在陕西省泮西张家坡一座西周墓葬中出土了４粒浅绿色、有透孔的玻璃珠；在一处西周遗址中发现有透孔的粉紫色玻璃珠。１９６４年４月，洛阳市博物馆在城西庞家沟西周墓的垅土层中，找到一粒白色穿孔玻璃串珠。１９７５年在陕西宝鸡茹家庄西周■伯及其妻井姬和妾的墓中，出土１０００件以上玻璃管珠，数量之多十分惊人。特别是在井姬的贵重物品上，还镶嵌一块玻璃片，经化验为铅、钡玻璃，这是前所未见的。墓葬当在昭王、穆王之交，约为公元前１０世纪。１９７６年在陕西扶风云塘村西周墓中发现一件由７７颗４种不同形式的白色玻璃扁珠和绿色玻璃管珠串连成的项饰。另外，在陕西扶风上宋乡北吕村、陕西岐山贺家村，都出土有西周早期浅蓝色和浅绿色的玻璃管、珠。１９７９年６月，在山东曲阜鲁故城西周晚期墓出土三颗浅蓝色棱形玻璃珠。１９７８年在湖北随县曾侯乙墓出土大量玻璃珠。
　　《穆天子传》中说，西周穆王曾升于采石之山，于是采石 使重雍之民铸以成器.重雍即仲雍，周文王时封于虞（今山西平陆北），成为虞仲。
　　这与上述洛阳中州路８１６号墓以及宝鸡茹家庄■伯夫妇墓出土的玻璃制品在年代上是吻合的。考古发现的玻璃制品自西而东分布在宝鸡、岐山、扶风、泮西、陕县、洛阳一线，基本上也是沿河、渭两侧。平陆与陕县正是隔河相望，地域上也是吻合的。另外，西汉刘安的《淮南子？览冥训》等篇多次说到 随侯之珠 ；东汉王充的《论衡？率性》篇也有 随侯以药作珠，精耀如真 之说，这也为随县曾（随）侯乙墓出土的玻璃珠所证实。
　　这些史实说明，我国从殷周之交到春秋战国时期，在黄河中下游和江汉地区都曾制造玻璃。特别是经中外研究机构科学检验，发现中国古代的玻璃属于铅钡玻璃，而西方的则是钠钙玻璃，更表明中国的玻璃是自己独创的，有自己的玻璃体系。含有铅、钡的玻璃能产生五彩缤纷的光泽，并且比重较大。西周时期一些玻璃有鲜艳的光泽，可能与铅、钡含量较高有关。
　　我国的玻璃发源于商代的青铜冶炼和青釉瓷器的烧制。青釉瓷器的釉可以说是玻璃的先声。郑州出土的一件商代青釉瓷器，其表面上有厚而透明的五块玻璃釉。玻璃的烧制很可能是受这一启示而发现的。玻璃没有固定的熔点，它由固体变为液体可以在８００℃到１５００℃的温度范围内进行。在青铜冶炼中温度可达１０８０℃，而在原始青瓷的烧制中温度可达１２００℃，这就为玻璃的烧制创造了有利的条件。在烧制青瓷器时，熔融的玻璃釉滴落成珠，就启发人们去专门生产玻璃珠了。西方的玻璃制造也是先出现玻璃珠的。
　　西周的玻璃成型技术是以黄土或黄土加白灰裹着细铜丝作衬芯，蘸玻璃液制成珠和管的，再用冷切割法截出各种长度的玻璃管。至于玻璃片，则是用玻璃管割制而成的，即先用衬芯蘸玻璃液制成玻璃管，再用刃具在玻璃管上压出苦干条直槽，冷却前稍加压力就可分成若干条细长的玻璃片。所以这种玻璃片有一定的弧度，且内表面粗糙，外表面光滑。这种成型技术说明，西周时期玻璃的制造已经超出最原始的工艺水平了，所以我国的玻璃制造当在西周初期以前已经出现了。
　　２。漆器制造技术我国的漆器制造有悠久的历史，大约产生于７０００年前的河姆渡文化时期。漆液从漆树中自然分泌出来以后，经日晒形成黑色发亮的漆膜，这是很容易被观察到的。古人对这种自然现象加以利用，从漆树中收集更多的漆液，涂在各种用具上，就成了原始的漆器。漆树分泌的树汁主要成份是漆醇。夏、秋的清晨，砍破漆树的树干，就会收集到流出的树汁，这种树汁暴露在空气里不时搅拌，约经半天到一天装入桶内，就是生漆。生漆经日晒或低温烘烤，即成深色粘稠状的熟漆。生漆或熟漆加入熟桐油调制即成广漆。广漆的漆膜坚硬、光亮、耐水烫。如果在漆液中加入各种颜料或染料，就会形成彩色漆层，使漆器格外美观。
　　春秋时期，漆树和桐树的栽培受到重视。《诗经？国风》说： 山有漆，隰有栗 ， 椅桐梓漆，爰伐琴瑟.《书经？顾命》有 漆仍儿 的话。
　　战国初期，设有官营的漆林，由专门的官员管理。《吏记？老庄列传》说： 庄子者，蒙人也，名周，尝为漆园吏。 据说他所在的漆园就在今河南省中牟。当时人们已经认识到漆膜对器物有防腐保护作用，《考工记》称： 漆也者，以为受霜露也。 《墨子》在说到做事应有先后次序时比喻说，工匠先漆好器具再涂以红漆（生漆中掺入朱砂等颜料）是可以的，但先画上红漆再涂漆就不成了，这说明当时用漆已很普遍。近来在河南信阳、湖南长沙以及三门峡等地发现的春秋战国时期用漆装涂的几案家具、日常用具、鼓瑟乐器、兵器把柄、棺椁和镇墓兽等物，涂绘一般都很精美。这时的漆器多用木胎、皮胎和夹■胎（用麻布）等胎型，也有在金属器物表面涂漆的。彩绘包括红、黄、蓝、白、黑五色和各种复合色；所用颜料大概是桐油中掺入朱砂、雄黄、雌黄、红土、白土等矿物颜料和靛蓝等植物性染料配成的油彩。据《韩非子》记载，这一时期还出现了珍贵的工艺品特种漆画。
　　汉代以后，我国的漆器和髹漆技术就先后流传到东亚、东南亚、中亚和西亚各国。后经波斯人、阿拉伯人和中亚人再西传到欧洲一些国家。像瓷器一样，世界各国的漆器制造，也受惠于我国古人的发明创造。