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这种控制水量的办法，实际上已经应用了现代自动控制技术最重要的“反
馈控制”原理。这就是说，早在亚历山大王朝时代，阿拉伯人就已在水时钟
上发明了自动控制的方法，尽管还很原始，但其设计思想确实是高超的。
水时钟的时代一直继续到公元1500年前后，这其间人们还发明了落砂时
钟、摆时钟、线香时钟等各式各样的计时工具。但相比之下，最突出的还是
亚历山大时代的水时钟。它容易调节，而且是最准确的。
假牙的出现
（公元前700年）
假牙的发明是医学史上的一件重要的事情，它为牙病患者带来了福音。
假牙的出现有悠久的历史。早在公元前700年，伊特拉斯坎人就用黄金来做
假牙的桥托，用骨头或象牙雕成假牙，有时也采用从人嘴里取出的牙。
中世纪的牙科医生认为，齿龈中的虫使牙齿腐烂和疼痛。这种理论使他
们根本就不想使用任何假牙。伊丽莎白女王一世门牙脱落，因而面部肌肉向
里凹陷。为了改变这种情况，她在大庭广众中出现时，便把细棉布塞在嘴里。
到17世纪末叶，有钱的人已能获得假牙，但要压迹还不行，因此用圆规
来测量口腔。安的假牙用丝线系在邻近的自然牙上，而整套的下牙需要用手
雕刻出来。当时宫廷里有人把假牙当装饰品：有的用银做假牙，有的用珍珠
母做假牙，赫维勋爵于1735年甚至用意大利玛瑙来做假牙。
18世纪初，法国巴黎的一位牙科医生对促进牙科医术的发展作出了重大
贡献。他在固定假牙方面获得了成功：他用钢弹簧固定成套的上下牙。
假牙面临这样一个问题，就是用骨头或其他任何有机物质制作的假牙，
都会为唾液所腐蚀。乔治·华盛顿就因为有牙病，而一直在寻找一副好的假
牙。象牙制作的假牙，在用过一段时间之后便会产生一种令人不快的气味。
为了消除这种气味，华盛顿只好在夜里睡觉时把它放在葡萄酒里浸泡。
在法国革命之前，一个巴黎的牙科医生采用了连在一起烧制的全瓷牙。
大致从1845年起，人们已开始使用大大改进了的单颗瓷牙，这种牙可以一颗
颗地安在牙床上。
在19世纪，牙科方面的大多数革新都来自美国。比如，美国人固异特发
明了硬橡胶假牙。这是一种经硫化变得发硬的橡胶，它价钱便宜，易于加工。
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牙齿根据口腔的压迹安在一个用硬橡胶仿制的牙床上。由于这样吻合得很
好，上面一套假牙就可以自己固定了。此后，又出现了用赛璐璐制造的假牙，
进一步提高了假牙的质量。
地图的使用
（约公元前500年）
地图的发明与使用有着悠久的历史。据有关资料介绍，希腊人在公元前
6世纪时已有了地图。例如希罗多德的记录说：公元前504年，阿里斯塔戈
拉斯向斯巴达王克留门尼斯展示了“一块青铜碑，上面刻着全世界的海洋环
流、陆地和江河”。
目前最古老的世界地图，可能是大英博物馆内的一张年代约为公元前
500年的泥板世界地图。在这幅地图上，巴比伦居于中央，全世界都环绕在
周围。
中国在战国时期（公元前475—前221），地图的绘制已达到较高的水平。
当时的军事地图内容包括有“轘辕之险，滥车之水，名山、通谷、经川、陵
陆、丘阜之所在，苴草、林木、蒲苇之所茂，道里之远近，城郭之大小，名
邑、废邑、困殖之地”，由此可知地图已有方位、距离和比例尺的制定。刘
邦初入咸阳，萧何即收秦律令图书，刘邦因而得以“具知天下厄塞，户口多
少，强弱之处”。1973年长沙马王堆三号汉墓出土了西汉初年绘在帛上的三
幅地图，它们是地形图、驻军图和城邑图，其绘制技术已相当熟练。
公元150年，亚历山大城的学者托勒密出版了《地理学》一书，成为绘
制世界地图的指南。此书后来传到了意大利，于1406年译成了拉丁文。虽然
托勒密在许多细节上都是错误的，但是他坚持制图要有科学基础这一点，却
导致了科学的复兴。
到16世纪，已出现了为海上航行而绘制印刷的海图。但在这以前，在意
大利制图学家的帮助下，葡萄牙人已开始探险，并绘制了非洲东海岸的地图。
1512年，麦卡托发明了一种绘制地图的投影技术。用这种方法绘制的地
图，不管是哪个方向的直线，都有圆弧形的走向。这种投影法是在平面上表
示地球的球形的最适用的方法。但当1569年用麦卡托投影法绘制的地图出版
时，却有一些人对地图的科学性持怀疑态度。直到1694年，当时任海军司令
的纳布劳爵士曾说过：“我可以叫所有的领航员在航海时都不用脱离实际的
平面海图而用根据航海情况绘制的麦卡托海图，可是要说服任何一个老领航
员都很不容易……”
16世纪和17世纪，奥特科乌斯和布劳收集了许多地图，并于1605年出
版了一个大型地图册。这个地图册分为11卷，有600幅地图，是当时最昂贵
的书。
指南针的发明
（公元前300年）
指南针是中国古代四大发明之一。早在春秋战国时期，人们对磁现象有
了深刻的认识。古代中国人认为，磁石吸铁，有如慈母怀子，因此在先秦的
许多文献中，多将“磁石”写作“慈石”。战国后期的哲学家韩非的著作中，
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不但有关于磁现象的记载，而且有把磁性用于辨别方位的记载。这表明，在
那时人们已开始用磁石来制造最初的罗盘。
到了西汉时期，中国古代磁学有了进一步发展。东汉哲学家王充在其著
作 《论衡》中曾有过这样的记述：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”这
说明，作为指南针前身的司南在当时已得到较为广泛的应用。
西汉以后，古代罗盘技术的研究和应用已发展到了一个新阶段。首先，
形如勺的司南已发展成为基本上具有近代形式的指南针。其次，对磁学的研
究也有了进一步的发展。北宋时期的大科学家沈括是中国古代罗盘技术与磁
学知识的集大成者。在罗盘技术方面，沈括系统地总结了制作指南针的缕悬
法、水浮法等4种不同的制作方法。他在《梦溪笔谈》一书中有这样的叙述：
选择新的蚕丝，用蜂蜡把它粘在磁针的中央，悬吊在没有风的地方，这时磁
针便指向南方。或者是把磁铁针粘在灯心草上，浮在水面，这时磁针同样可
以指示南方，但稍稍偏东……
在汉、唐时代，指南针多用于迷信的“看风水”活动，到公元11世纪，
指南针才开始用在航海上。宋德宗时，曾经南航苏门答腊的朱彧留下过这样
的记载：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”这说明，
当时确实已把指南针用于航海。
在我国指南针已经很普及的时候，欧洲还根本不知道它。公元12世纪，
我国和阿拉伯之间的海上贸易逐渐发展起来，指南针也通过南海航路传到印
度，以后又通过印度传到阿拉伯，又从阿拉伯辗转传到欧洲。
在欧洲，最先仿制出指南针的是法国人古约。1205年，古约在研究中国
指南针制作技术的基础上，试制出了欧洲最早的指南针。
到了15世纪，由于罗盘制作技术在欧洲的普及，罗盘被广泛地用于海上
探险活动。当罗盘的应用越来越广泛时，对磁学的研究也随之有了初步的发
展。
1492年，意大利人哥伦布在航海时发现了磁偏角。虽然哥伦布发现磁偏
角的时间比中国的沈括发现磁偏角的时间晚400多年，但哥伦布是在并不知
道中国人的发现的情况下独立发现磁偏角的。这说明当时欧洲人对磁现象的
观察和研究有了深入和发展。
16世纪，卡尔达诺完成了关于罗盘装置，即所谓的“卡尔达诺装置”的
重要发明。这项发明由三个具有互相垂直旋转轴的同心环组成的支持装置，
把罗盘固定在内环上，通过外环的轴把整个装置架设在船体上。这样，无论
船体怎样摇晃，罗盘总是可以始终保持水平，准确地指示南方。
文化的载体——纸的起源
（公元前100年）
纸的发明，在人类历史上所起的作用是无论如何强调也不会过份的。这
是因为，人类文化的发达，全靠世代流传和不断积累，而传播和积累都离不
开纸。
纸是中国四大发明之一。最早的纸并不是人们有意研制成功的，而是对
生产中的副产品加以利用和改进的结果。中国很早就开始用蚕茧制成丝绵。
人们先把蚕茧煮后铺在席上，再把席浸在水里，捣烂蚕茧制成丝绵。丝绵取
下以后，席上还留下一层薄薄的丝纤维，晒干后就成为纸，这种纸叫絮纸。
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“纸”字偏旁有“纟”，就是这个道理。
西汉时已经有了这种絮纸，它很薄，不适宜书写，产量也很少，不能取
代木简。1957年中国曾发现了公元前一世纪前后的西汉灞桥纸，这种纸用大
麻纤维制成，比较粗糙。当时技术传播缓慢，它可能没有广泛生产和使用。
公元105年，蔡伦把造纸技术改进和提高了。蔡伦，字敬仲，桂阳 （今
湖南来阳）人，是汉和帝时的太监，曾负责监制御用器物。他总结了西汉以
来造纸的经验，进行了大胆的试验和革新。在原料上，除用破布、旧鱼网等
废旧麻类材料外，同时还采用了树皮，从而开拓了一个崭新的原料领域。在
技术工艺上，除淘洗、碎切、泡沤原料之外，还开始用石灰进行碱液烹煮。
这是一项重要的工艺革新，既加快了纤维的离解速度，又使植物纤维分解得
更细更散，大大提高了生产效率和纸张的质量。蔡伦把这批纸献给朝廷，大
受皇帝赞赏。从此，造纸技术在全国推广起来。
造纸技术先传到朝鲜和越南，7世纪又从朝鲜传入日本，8世纪中叶才从
中亚传到阿拉伯。阿拉伯人在撒马尔汗等地建立的第一批造纸工场，它的造
纸技术是由我国造纸工人亲自传授的。从公元751年起，阿拉伯人垄断欧洲
的纸市场有400多年。公元1150年阿拉伯人征服西班牙，在那里开设了纸厂，
直到公元1212年罗马教廷征服了伊斯兰教统治下的西班牙，造纸厂才在欧洲
迅速发展起来。
在中国造纸技术传