(19)工具小百科（世界科技全景百卷书pdf格式）（41页）

1、工具小百科小工具之最 最原始的劳动工具 制造与使用工具，是人和动物的本质性区别。有了工具，就意味着对自然的改造，意味着生产的开始。因此，人类的文明史，首先就是制造和使用工具的历史。那么，人类最早创造的工具是什么呢？是石器。据推测，人类形成的过程中，在长期使用天然木棒和石块来获取食物和防卫时，偶尔发现用砾石摔破后产生的锐缘来砍砸和切割东西比较省力，从而受到启示，便开始打击石头，使之破碎，以制造出适用的工具。就世界范围看，人类开始制造工具大约是在 300 万年前。最早的工具大概没有什么标准的形式，一物可以多用。坦桑尼亚奥杜韦峡谷发现的最早石制工具，大约距今 200 万年左右，其典型的石器是用砾右打

2、制的砍砸器。在旧石器时代制作石器最原始的办法，是把一块石头加以敲击或碰击使之形成刃口，即成石器。打制切割用的带有薄刃的石器，则有一定的方法和步骤：先从石块上打下所需要的石片，再把打下的石片加以修整而成石器。初期，石器是用石锤敲击修整的，边缘不太平齐。到了中期，使用木棒或骨棒修整，边缘比较平整了。及至后期，修整技术进一步提高，创造了压制法。压制的工具主要是骨、角或硬木。用压制法修整出来的石器已经比较精细。到新石器时代，石器制造技术有了很大进步。首先，对石料的选择、切割、磨制、钻孔、雕刻等工序已有一定要求。石料选定后，先打制成石器的雏形，然后把刃部或整个表面放在砺石上加水和沙子磨光。这就成了磨制石

3、器。磨制石器与打制的石器相比，已具备了上下左右部分更加准确合理的形制，使用途趋向专一；增强了石器刃部的锋度，减少了使用时的阻力，使工具能发挥更大的作用。穿孔技术的发明是石器制作技术上的又一重要成就，它基本上可分为钻穿、管穿和琢穿三种。钻穿是用一端削尖的坚硬木棒，或在木棒一端装上石制的钻头，在要穿孔的地方先加些潮湿的沙子，再用手掌或弓弦来转动木棒进行钻孔。管穿是用削尖了边缘的细竹管来穿孔，具体方法与钻穿相同。琢孔，即用敲琢器在大件石器上直接琢成大孔。穿孔的目的在于制成复合工具，使石制的工具能比较牢固地捆缚在木柄上，便于使用和携带，以提高劳动效率。新石器时代的石器种类大大增多。早期遗址中大量出土的

4、农业、手工业和渔猎工具有斧、锛、铲、凿、镞、矛头、磨盘、网坠等，稍后又增加了犁、刀、锄、镰等。原始社会时期生产工具的改进，增强了人们向自然界作斗争的能力，社会生产和生活的天地变得日益广阔起来。但由于当时人们所能支配的物质只不过是石、木、骨、角和利用天然纤维简单加工而成的绳索等，这就限制了工具的创造和发展。最早的针 在旧石器时代（约 170 万年1 万年前）晚期，人们已会用兽皮缝制衣服，不再赤身露体了。缝制衣服，针是不可缺少的工具。我国目前所知最早的针，是在距今约 18000 年前山顶洞人的遗址中发现的骨针。本世纪 30 年代，考古工作者在北京西南周口店龙骨山的山顶洞人遗址中，发现了一枚骨针。这

5、枚骨针长 82 毫米，针身最粗处直径 3.3 毫米，针身圆滑而略弯，针尖圆而锐利，针的尾端直径 3.1 毫米处有微小的针眼。制作这样的骨针，必须经过切割兽骨、精细地刮削、磨制以及挖穿针眼等多道工序，需要较高的制作工艺才能完成。这枚骨针，也是世界上目前所知最早的缝纫工具。骨针在我国使用的时间非常久远。直到春秋（公元前 770前 476 年）末期，我国才开始用铁针缝制衣服，至于制造钢针，则是铁针出现 1000 多年后北宋时期的事情了。最早的炉灶 炉灶是古代人们生火做饭的重要工具，至今，炉灶在我国农村的许多地区仍被广泛使用着。传说我国在黄帝时期就有了炉灶，但从我国用火有着久远的历史来推断，炉灶的发明

6、当在此之前。我国目前最早的炉灶实物，系一种双连式地灶，发现于距今约六七千年前的陕西西安半坡遗址。其基本形式是：在地上挖两个火坑，地面处两坑相隔，地面下两坑相通。其中一坑是进柴禾的地方，另一坑为出火之处。两坑相通处的洞口，作用与后世的灶门相似，出火坑的作用则与后世的灶膛差不多。这一炉灶的构造虽然简陋，却体现出相当科学的道理，比起在平地上点燃篝火是一个很大的进步。例如：两坑相通，进柴处与发火处之间构设通道，可吸风拔火，柴火能较为充分地燃烧，从而提高了火的温度；炉灶四周为土壁，火在坑中，火势容易上扬，使得火力集中，人们可以较快地烤熟食物而又不致被火烧灼；火在坑中，聚气蓄热，燃后余烬亦可温烤食物，提高

7、了火的利用率；火烬留在灶膛内，能够保存火种；等等。炉灶的发明，使我们祖先在与大自然作斗争以及走向人类文明的进程中，迈出了重要的一步。最早的石磨 把谷、麦等的壳皮去掉并磨成粉，本是一项很繁琐的劳动。据世本记载，春秋战国之际的公输般（即鲁班）发明了石磨，使粮食加工变得容易多了。1968 年，在河北满城汉墓中出土了一架距今约 2100 年的石磨，这是我国迄今所发现的最早的石磨。这架石磨系用两块厚重的圆形石盘组成，称为“磨扇”。两块磨扇上下对合，其中央部位凿有磨腔；上扇还凿有填加粮食的孔道，孔道与磨腔相连。在两片磨扇的对合面上，分别凿成凸凹不平的锯齿状，称为“磨齿”。下片磨扇的中心，安置一根向上突出的

8、铁制立轴；上片磨扇的中心，则凿有能套在下扇立轴上的套孔。使用时，推动上扇的手柄使其旋转即可。石磨的上扇在作旋转运动时，由于其磨齿与下扇的磨齿相互间咬合以及相错，而形成很微小的升降运动，于是上下扇之间便出现了瞬息的齿隙，使加工的粮食通过上扇的孔道不断进入磨齿。石磨在使用时，将杵臼的上下冲击力改变为齿面摩擦力，将杵臼的间歇工作改变为连续工作。这样大大减轻了劳动强度，提高了生产效率。石磨的发明，是古代粮食加工工具的一大进步。在长期的生产实践中，我国古代劳动人民对石磨不断加以改进。晋代，发明了水磨，以水力代替人力；同时又发明了连磨，这些发明，在当时的世界上均处于领先地位。最早的弓箭 我国是世界上最早发

9、明弓箭的国家。在距今约 2.8 万年前的峙峪（今山西朔县峙峪村）人活动的旧石器晚期遗址中，发现过一些加工比较精细的小石镞。它们是用坚硬而容易劈裂出刃口的薄燧石石片制成的，镞的一端具有锋利的尖头，与尖端相对的底端两侧经过加工，形成镞座，呈凹形，用以安装箭杆。由于原始社会的弓和箭杆是易于腐烂的竹、木制作的，难以保存下来，所以这些小石镞便是中国和世界上已知的最早的弓箭实物。弓箭是人类在原始社会的一项伟大发明，它已具有马克思所分析的机器的三个要素：（1）动力。人做的功（拉弦）转化为势能（拉开的弦），起了动力和发动机的作用。（2）传动。拉开的弦收回，势能转化为动能，将箭射出，起了传动的作用。（3）工具。

10、箭镞起了工具的作用，射到动物身上，等于人用石制工具打击动物。弓箭发明之后，人类既可以从较远的距离猎获陆地野兽，又能上射空中飞鸟，下取水中游鱼，从而大大增强了同自然界做斗争的能力。在火器发明之前，弓箭一直是人类得力的狩猎工具和作战武器，正如恩格斯在家庭、私有制和国家的起源中所说：“弓箭对于蒙昧时代，正如铁器对于野蛮时代和火器对于文明时代一样，乃是决定性的武器。”弩是在弓的基础上创造出来的。由于受到体力的限制，人拉开弓不能持久，为了延长张弓的时间，更好地瞄准，我们的祖先发明了弩。弩主要由弩弓和弩臂两部分组成，弓上装弦，臂上装弩机，两者配合而放箭。弩臂为木制，前部有一个横贯的容弓孔，弓固定于其中。弩

11、臂正面有一条沟形矢道，是放箭的。能保证箭在发射后直线前进。韩非子 说林有“羿执鞅持杆操弓关机”的记载，其中的“杆”和“关机”都是弩上构件的名称，杆是弩臂，关机是发矢的弩机。羿是传说中黄帝时代的人，看来，弩可能在原始社会末期就发明了。现在所见到的最早的弩，是战国时期的，当时已经有了比较进步的铜弩机了。弩的使用，是先把弦拉开扣在弩机上，待捕捉到最有利的发射时机时，搬动“悬刀”（扳机），把箭射出去。最早的弩机只是起了“延时装置”的作用，以后经过不断改进，弩的性能越来越好，种类越来越多。例如，汉代弩机的“望山”上开始出现刻度，这相当于步枪的标尺，从而提高了射击的准确性。这样，弩既具备了“延时装置”的作

12、用。又具备了“瞄准装置”的作用。此外，汉代还出现了能够连续放箭的连弩。最初，弩也和弓一样，只用一个人手臂的力。以后，出现了用脚蹬方式拉弦的弩；用绞车开弦的弩；至迟在北宋初年，又制作出把几张弓合成一个弩的“床子弩”。弩和弓相比，更利用瞄准，命中率高，射程远，杀伤力大，是古代具有相当威力的远射武器。如汉代最常用的六石弩，张力 186 千克，射程 260 米；北宋的宋子弩，射程可超过 500 米，这在当时世界上是很惊人的武器了。我国发明和使用弩的时间，比西方要早得多。公元 10 世纪，古俄罗斯才出现弩，西欧则在 11 世纪末才出现弩。艰难历程 鲁班的发明 鲁班是我国春秋末年一位优秀的土木建筑工匠，一

13、位杰出的发明家。鲁班，姓公输，名般。因为他是鲁国人，“般”与“班”同音，古时通用，所以人们常称他为鲁班。鲁班出生于世代工匠的家庭，从小就跟随家人修桥筑路盖房舍，学得一手好技艺，并积累了丰富的经验。鲁班的发明创造很多，据古籍记载，木工使用的许多工具器械不少是由他发明的。发明了我们大家都知道的锯以后，鲁班又琢磨起另一件事来：木材剖开后，怎样才能使它平整光滑？于是他创造出了一种在木块中间嵌上锋利的刀的工具，推动它刨去不平整的木面。果然，不费大力气，就把木材刨得非常光滑。这种工具就称为刨子。铁锯、刨子的发明和广泛应用，使当时的工匠们从原始、繁重的劳动中解放出来，大大地促进了木工手工业技术的发展，这是鲁

14、班的一大贡献。据传说，木工用的墨斗、凿子、铲子、曲尺等工具，也是鲁班发明的。至今，有人仍称曲尺为“鲁班尺”。鲁班生活的春秋末年，战争不断爆发。处于长江中游的楚国和居于长江下游的越国，经常发生争斗。鲁班南游到楚国后，用自己的一双巧手，为楚国的水军设计制造了一种名叫“钩拒”的水战武器。这是一种前端装有铁制钩子的长竿武器，它可以“拒”顶或钩住对方进攻的船只，从而在水战中取得主动。鲁班还创造了一种攻城器械云梯，既有铁钩又有梯阶，还能自由升降，用来攻城非常方便。鲁班又是一位很高明的机械发明家。他制造的锁，机关设在里面，外面不露痕迹，必须借助配合得很合适的钥匙才能打开。鲁班还改进过车辆的构造，制成了机动的

15、木马车。在建筑方面，鲁班的贡献也很杰出。传说他曾用两条鱼和一碗饭，帮助工匠们解决了营造亭子中的难题。一次，鲁班路过一处建筑工地，看到有个未完工的亭子和搁在一旁的梁和盖。他打量了好一会，来到一位正在发愣的施工负责人张师傅面前问道：“是为这梁和盖上不去而犯愁吧？”张师傅叹了口气道：“可不是嘛，上面规定，要用这黄荆树干做正梁，偏巧这黄荆树干短了一截；要用这整块紫砂石做盖，这紫砂石太重，无法抬到正梁上去当顶，真不知怎么办呢。”鲁班听了微微点头，嘴里喃喃地自言自语：“应该想个巧妙的方法才行”张师傅听了大喜，说：“老人家，你有何高见？”鲁班答道：“麻烦你了，我想先用顿饭。”张师傅领鲁班到家中，让妻子给鲁班

16、端去了鱼和蔬菜以及一大碗米饭，自己又去蹲在亭子边冥思苦想。约摸过了一顿饭光景，张师傅回到家中，一看人不见了，桌子上却弄得乱七八糟：两条鱼被平放在两只饭碗的口上，鱼嘴被穿在一根筷子的两端；桌子面上倒了一大堆饭，在饭堆上的四只筷子，撑着那只碗。“这是怎么回事？”张师傅一时呆住了突然恍然大悟，兴奋地喊起来：“我明白啦！这是教我用鱼抬梁，土堆亭呵！”张师傅根据鲁班的“暗示”，在正梁两端各接一木鱼，以增加长度，又让匠人挑土堆到亭柱旁去，直堆到只露出亭柱头。然后让大伙儿抬着亭盖走上土堆，把亭盖移上去，亭子终于上了梁、合了盖。你到过北京的故宫吗？紫禁城四隅的角楼的结构，都是 9 根梁或 18 根梁、782 条脊，据说这种结构形式的建筑，最早也是由鲁班设计的。鲁班一生有许多发明和创造，2000 多年以来，一直被土木工匠尊奉为“祖师”，受到尊敬和纪念。饿汉的新想法 做饭的锅，古已有之。然而，高压锅与普通锅有何不同？它是谁发明的？这要从一个饿汉的遭遇说起。300 多年以前，法国青年医生帕平被迫逃往国外。他沿着阿尔卑斯山艰难跋涉，打算去瑞士避难。帕平一路上风餐露宿，渴了找点山泉喝，饿了煮点土豆吃。有一天，帕