汉朝科技

汉朝科学技术是指汉朝（前202年－220年）时期中国在科学、工程、工艺和实用技术方面的发展。汉代是中国科学技术史上重要的阶段之一，冶金、农业、水利、机械、数学、天文、建筑、医学、地图学、航海、车辆和军事技术等领域均有显著进展。

在冶金方面，继周代已出现的高炉和之后，汉代通过精炼炉和搅炼等方法进一步发展熟铁与钢。深井钻凿技术也被用于开采卤水；人们利用井架提升卤水，并通过竹制管道输送天然气作为煮盐燃料。农业方面，铁制农具广泛普及，改良犁、播种机、代田法和区田法等技术提高了耕作效率。水轮、连筒式翻车、舂米用水碓和以水力驱动的天文仪器，则显示汉代机械与水利工程的结合。

书写材料亦发生重要变化。汉初主要使用竹简、木牍、帛书等材料，至东汉时期造纸术逐渐成熟，纸成为更便宜、更易生产的书写媒介。汉代数学文献中可见平方根、立方根、勾股定理、方程消元、负数和圆周率近似等内容；天文学与历法改革亦相互促进。张衡发明的候风地动仪，被后世视为早期地震探测仪器的代表。

现代观点
金观涛、樊洪业和刘青峰认为，东汉后期至魏晋之际是中国古代科学技术增长的一个高峰，仅次于北宋时期。他们指出，若富含科学思想的墨家传统能够继续成长，或许有利于形成更明确的科学结构；但由于墨学衰落、社会转型又伴随大规模动乱，这一可能性并未实现。

李约瑟则认为，汉代尤其是东汉，是中国科学史上相对重要的时期。他特别提到汉代天文与历法的发展、系统性植物学和动物学的开端，以及王充《论衡》中体现出的怀疑精神和理性主义倾向。

从现代研究角度看，汉代科学技术的特点并非单一“理论科学”的突破，而是行政、手工业、农业生产、天文历法和礼制政治相互交织。许多技术创新首先服务于国家治理、税收运输、军事动员和灾害应对，例如历法改革、地图测绘、水利工程、冶铁官营以及地震方向测定。与此同时，简牍、帛书、墓葬模型和器物铭文提供的材料，使研究者能够把传世文献与考古发现互相校正。

书写材料
考古发现显示，汉以前常见的书写载体包括甲骨、青铜器铭文等。汉初主要的书写材料则包括竹简、木牍、丝帛、陶质书写片，以及用麻绳穿连成册的竹木简。这些窄长简牍上的文字通常按竖行书写。

汉代也见证了纸张从粗糙包装材料向主要书写媒介的转变。马王堆汉墓出土有帛地图，而放马滩出土的纸地图年代约为前179年至前141年，被视为中国已知最早纸张之一。西汉和东汉早期的麻纸质量粗糙，多用于包裹。东汉宦官蔡伦于105年改进造纸方法，使用树皮、麻头、旧布和鱼网等材料制浆，推动纸张成为廉价且可大量生产的书写媒介。到3世纪，纸已经成为中国主要书写材料之一。

现存最早带文字的纸张之一出自内蒙古额济纳一带的汉代烽燧遗址，年代约为110年，可能与汉军撤离边防据点有关。这说明纸在蔡伦改进工艺前后已经用于实际书写。纸张的优势在于材料来源广、成本低、便于携带和复制；随着制作工艺成熟，它逐渐取代笨重的竹木简和昂贵的帛书，改变了文书行政和知识传播的条件。

陶瓷
汉代陶瓷业由私人作坊和地方官府共同支撑，产品既用于日常器皿，也用于屋瓦、砖块等建筑材料。汉代灰陶因窑室更大、火道更长、烟囱设计更完善，质量较此前灰陶有所提高。灰陶窑可达到1000摄氏度以上的烧成温度。

釉陶在汉代也有所发展。商周时期已经存在高温釉陶；至西汉中期出现褐釉陶，东汉时期绿釉陶逐渐流行。王仲殊认为，浙江东汉遗址出土的一些陶瓷碎片可归入早期青瓷；不过理查德·杜瓦尔认为，真正意义上的青瓷要到宋代早期、窑炉可稳定达到更高温度后才形成。

汉代陶器还广泛用于墓葬明器。陶制楼阁、仓廪、井栏、畜圈、水田和家宅模型，不仅具有丧葬象征意义，也为研究汉代建筑、农业和日常技术提供图像资料。釉陶明器常以铅釉呈现绿色或褐色，颜色鲜明，但釉料并不一定适合日常饮食器长期使用。瓦当、排水管和砖构件的大量使用，则反映出陶瓷材料已经深入公共工程和建筑工程。

冶金
炉具与冶炼技术
高炉可将铁矿石还原为铁，化铁炉则可重熔生铁并铸造成器。中国已知最早的铸铁实物可追溯至春秋晚期，而已发现的多数古代高炉遗址则属于汉武帝在前117年实行铁业官营之后。汉代高炉冶炼出的铁通常不会直接浇入永久模具，而会在化铁炉中重熔，再制成铸铁器。

汉人能够通过向化铁炉中输入较多氧气，使铁脱碳而形成熟铁。他们也能用精炼炉和搅炼方法将铸铁、生铁转变为熟铁和钢，相关实物可早至前2世纪。炉壁通常以耐火砖砌成，炉底使用耐火黏土。除木炭外，王仲殊还提到汉代可能使用由煤粉、黏土和石英组成的“煤饼”作燃料。

传统研究曾认为中国古代冶铁以高炉体系为主，缺少块炼铁；后来的考古发现则显示，西南等地区存在相当数量的块炼炉遗迹，局部地区块炼铁甚至可能比高炉铁更常见。这说明汉代及其前后的冶铁技术并非单一路径，而是因地区资源、燃料、矿石和生产组织不同而呈现多样化。

钢、铁与青铜的使用
唐纳德·瓦格纳指出，汉代多数日用铁器使用较便宜但较脆的铸铁，军用武器则更常采用韧性更好的熟铁和钢。战国时期约半米长的青铜剑，在汉代逐渐被约一米长的铁剑取代。青铜戈仍被使用，但逐渐让位于铁矛和铁戟。箭镞也从青铜箭头配铁杆，逐渐发展为全铁箭镞。

农业、木工、石工和夯土施工中，铁制犁铧、镐、锹、铲、锄、镰、斧、锛、锤、凿、刀、锯、锥和钉等工具广泛使用。家庭常用铁器还包括鼎、炉灶、锅、带扣、镊子、火钳、剪刀、厨刀、鱼钩和针。

农业
工具与方法
现代考古学者在从内蒙古到云南的广大地区发现了汉代铁农具。锹、铲、镐和犁用于耕作，锄用于除草，耙用于松土，镰用于收割。汉代犁按大小可由一至二头牛牵引。牛还被用于拉动三腿铁播种机；这种播种机可将种子播入整齐的行列，而不再需要手撒。

农业灌溉包括水井、人工池塘、堤坝、渠道和闸门等设施。汉代农民在不同地区采用不同耕作制度，既有适合北方旱作的代田法和区田法，也有南方稻田耕作制度。

魏晋图像资料中可见耙的使用，用于破碎犁耕后形成的土块；这种工具可能已经在东汉出现。铁农具和牛耕的扩散，使单位劳动力能够耕作更大面积土地；同时，播种机和行列种植有助于节省种子、便于除草，并提高田间管理效率。

代田法
汉武帝时期，搜粟都尉赵过发明代田法。每亩土地被划成长条，条中开三道低沟，作物种于沟内；夏季除草时，两侧垄上的土逐渐落入沟中，覆盖作物根部，以抵御风害和旱害。次年沟垄位置互换，因此称为“代田”。该制度有助于保持土壤湿度，并适合较干旱地区的谷物种植。

代田法的关键在于沟垄逐年更替。作物幼苗最初生长在沟中，夏季除草和培土时，垄土落入沟内保护根部。到下一年，原来的沟和垄位置互换，使地力利用更均衡。由于这种制度强调整齐播种、及时除草和有计划的培土，它与铁播种机和牛耕配合使用时效果更明显。

区田法
成帝时期，氾胜之撰写《氾胜之书》，其中记载区田法。该法将每亩田划分为许多小区，每区掘成浅坑，并将优质粪肥混入土中，再播入种子。区田法不一定需要牛耕或最肥沃的土地，甚至可用于不易供水的坡地；但它非常耗费劳力，较适合劳动力充足的大家庭。

据《氾胜之书》记载，每个小坑中可混入熟肥并播下多粒种子，坑体本身有助于聚集水分和养分。这种制度显示汉代农学并不只关注大型水利或牛耕，也包含面向小农和贫瘠土地的精耕方案。

稻田
在中国南方长江流域，汉代农民常经营水田种稻。他们每年焚烧稻田杂草，灌水后手播稻种，并在收获前割除和淹没残余杂草。这种制度下田地一年中有较长时间休闲，肥力不易保持。淮河一带的汉代稻农则采用较先进的移栽制度，对单株稻苗进行细致管理，并通过冬季作物和苗圃提高水分利用与肥力。

稻作制度的差异反映出汉代南北农业生态并不相同。南方水田依赖灌溉、除草和水位控制，北方及淮河流域的移栽制度则使稻苗能在苗圃中先期生长，再移入大田。这种做法虽需更多劳力，却可提高成活率和产量。

机械与水利工程
文献与考古证据
汉代机械工程的资料主要来自文人记录和考古图像，专业工匠本身很少留下技术说明。扬雄在前15年提到的皮带传动，被用于缠绕丝线的装置，是后来链传动和纺车等技术的重要前奏。

工匠丁缓的发明见于《西京杂记》等文献。他制造过可保持香炉水平的万向支架式香炉，也制作过大型手摇旋转风扇，以改善室内空气流动。他还发明一种形如山峦的灯具，灯点燃后，热空气上升形成对流，带动顶部叶片旋转，从而使鸟兽纸偶绕灯转动。

考古资料还显示，汉代陶制墓葬模型中出现了曲柄把手，用于操作扬谷机风扇。汉人也制造记里鼓车，车轮转动带动齿轮，使机械人偶击鼓或敲钟，以提示行进距离。出土实物还证明汉代已有金属游标卡尺，用于精密测量。

这些资料说明，汉代机械技术并不只存在于大型工程中，也进入日常生活、手工业和宫廷娱乐。扬谷机通过风扇将谷壳与谷粒分离，代表旋转机械在农业加工中的应用；万向支架和旋转灯具则显示工匠能够利用重心、热空气和轴承运动实现复杂效果。由于许多装置依靠木材、绳索和竹材制作，实物难以保存，文献描述、墓葬模型和画像材料成为复原其技术水平的重要依据。

水轮与漏刻
汉代水轮的用途多样。水力驱动的可用于舂米、脱壳和抛光谷物，相关记载见于《急就篇》《方言》《新论》等文献。王充《论衡》首次在中国描述了方板链泵，可用于提水。部分链泵由脚踏驱动，部分则由水平水轮带动齿轮和轴杆。

31年，南阳太守杜诗发明水排，用水力推动鼓风装置，为冶铁高炉和化铁炉送风，减少了冶炼中大量人力劳动。张衡还利用漏壶的恒定水压驱动水轮和齿轮，使浑天仪能够旋转，以表现天球运动。

漏刻在汉代既是计时器，也是天文仪器的重要动力来源。漏壶通过稳定水流提供近似匀速的运动，可与齿轮、轴杆和浑天仪结合，用机械方式模拟天体周日运动。水轮的用途也从谷物加工扩展到冶铁鼓风和提水灌溉，显示水力在农业、手工业和天文学之间被反复改造和迁移。

地动仪
汉廷需要应对地震等自然灾害，因此预警信息具有行政意义。132年，张衡发明候风地动仪，可在洛阳向朝廷提示远方地震发生的大致方向。据《后汉书》记载，该仪器形似圆腹酒樽，外部有八个龙首，对应八方；地震触发内部机关后，某一龙口中的铜丸落入下方蟾蜍口中，发出响声并指示震源方向。后世学者对其内部结构有不同复原方案，常见解释包括倒立摆、曲柄和杠杆装置。

关于候风地动仪是否能精确测定震源方向，现代学界仍有讨论；但它的重要性在于，汉代已经尝试将不可见的地震波动转化为可观察的机械信号。仪器的记载还反映出朝廷对灾异、边远地区报告和中央决策之间关系的重视。即使具体结构已佚，其设计思想仍常被视为早期地震探测技术的代表。

数学与天文学
数学著作
汉代或汉代前后流传的数学著作包括《算数书》《周髀算经》和《九章算术》。张家山汉简中的《算数书》年代约为前202年至前186年，是现存较早的中国数学文献之一。《周髀算经》关注数学在天文测量中的应用，其成书不早于前1世纪。《九章算术》的完整书名见于179年铜量器铭文，三国刘徽于263年为其作注。

这些著作的性质与古希腊几何学传统不同，更重视算法和应用问题。题目通常以具体情境出现，例如田地丈量、粮食折算、工程体积、赋税分配和商业盈亏；解法则以可重复执行的步骤呈现。筹算制度使数值可以在算筹板上移动和重排，因此适合处理多元方程、正负数和开方等运算。

著作中的创新
《算数书》多涉及日常商业和行政计算，例如田地面积、谷物兑换、按比例分配、盈不足等。与《算数书》相比，《九章算术》涉及直角三角形、平方根、立方根和方程消元等内容，显示两者之间中国数学已有明显发展。

《周髀算经》提供了勾股定理的数学证明，并将其用于天文测量。文本中以八尺表杆投影为例，通过直角三角形关系推求太阳高度和距离。《九章算术》则系统处理方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股等问题，其中“方程”章已经使用类似高斯消元的算法，并以筹算表示正负数。

圆周率近似的改进与历法、天文仪器和几何测量密切相关。张衡曾把圆与方、天与地的比例问题联系起来讨论，虽然其数值并非现代意义上的严格推导，但反映出汉代学者已经意识到圆周和直径之间需要更准确的比例。刘徽后来通过不断内接多边形的方法解释《九章算术》的圆面积公式，使这一传统获得更明确的几何基础。

乐律与理论
汉代数学也与乐律理论相联系。音律计算涉及十二律、三分损益法和周期性调音问题。京房等学者曾讨论音律与天文、历法之间的关联。相关研究显示，汉代乐律计算体现了比例、循环和数值近似的应用。

在乐律理论中，弦长或管长的比例决定音高。三分损益法通过反复乘以三分之二或四分之三来生成十二律，但这一过程会产生循环不能完全闭合的问题。汉代学者对音律、历法和宇宙秩序之间的对应关系十分重视，因此乐律计算既是音乐问题，也被纳入数理和礼制讨论。

天文观测
汉代天文学家长期记录日食、月食、彗星、客星和行星运动。司马迁《史记·天官书》、班固《汉书·天文志》以及后来的《后汉书·天文志》保存了大量观测资料。汉代星官体系与政治、占验和历法密切相关，天象记录既有科学观测价值，也服务于朝廷解释灾异的制度。

汉代观测者将天空划分为一套以星官为核心的体系，而不是采用希腊式黄道星座。行星的运行、彗星的出现、日月食和新星等异常天象，常被记录为政治警示。正因为朝廷需要保存这些记录以解释天命和灾异，汉代文献留下了许多可供现代天文学史研究的连续观测资料。

汉历
汉代历法经历多次改革。汉初沿用秦制，至武帝太初元年（前104年）颁行《太初历》，以更精确地安排岁首、节气和朔望。东汉时期，历法继续修订，天文观测、数学计算和政治礼制共同影响历法选择。

历法改革具有很强的政治含义，因为王朝正朔、祭祀日期、农业时令和官府行政都依赖历法。太初历采用新的岁首安排，并以观测和计算改进朔望月、回归年和节气之间的协调。东汉以后，历法争论继续围绕观测精度、术数传统和国家礼制展开。

天文学理论
汉代存在不同宇宙模型，包括盖天说、浑天说和宣夜说。浑天说将天体想象为围绕地球旋转的天球，张衡的水运浑天仪即体现了这种观念。王充等人则以怀疑论态度讨论自然现象，批评部分灾异解释。

盖天说常以天如覆盖大地的圆盖来解释日月星辰运动；浑天说则把天体置于包围大地的球面上，较适合与浑仪、浑象等仪器结合。宣夜说更强调无形空间中天体各自运行。不同模型并存，说明汉代天文学并非单一体系，而是在观测、仪器制作、哲学解释和政治占验之间不断调整。

建筑工程与公共工程
材料与施工
汉代建筑大量使用木材、夯土、砖和瓦。木构建筑多已不存，但墓葬模型、石刻和遗址提供了关于结构形式的资料。夯土城墙、砖墓、瓦当和陶制楼阁模型显示，汉代建筑技术已能处理多层结构、院落布局和大型防御工程。

汉代最常见的建筑材料仍是木材，屋顶覆盖陶瓦，墙体则可使用夯土、土坯或砖。砖和瓦的大量生产与陶瓷窑业发展有关，城市墙垣和宫殿台基则主要依靠夯土。由于木构建筑容易毁坏，现存资料多来自地下遗址、墓葬画像、陶制建筑模型和瓦当铭文；这些材料显示汉代建筑已形成较成熟的梁架、台基、院落和屋顶体系。

院落住宅
汉代住宅常以院落为中心，房屋围绕庭院布置。陶制宅院模型和画像砖显示，富裕家庭可能拥有门楼、仓房、牲畜圈、厨房和多重院落。这种布局既反映社会等级和家庭组织，也与后世中国院落住宅传统相联系。

墓葬模型中常见的家宅呈封闭式院落，入口处设门楼或望楼，内部有主屋、侧房、粮仓、井、厨房和畜舍。院落不仅提供生活空间，也形成内外、尊卑和男女活动区域的区分。多层楼阁和带栏杆的建筑模型表明，汉代上层住宅或庄园建筑可能已经具有较复杂的垂直空间组织。

长安与洛阳
西汉都城长安和东汉都城洛阳是汉代城市规划和公共工程的代表。长安拥有宫城、市场、道路和城墙系统；洛阳则在东汉政治生活中居于核心地位。城市建设需要大量夯土、木构和运输工程，也依赖道路、桥梁和水渠维系行政运作。

长安以宫殿区为核心，城内分布市场、官署、道路和贵族宅邸，城市空间体现皇权和行政秩序。东汉洛阳则承继并改造旧都基础，宫城、宗庙、明堂和官署共同构成政治中心。两座都城的建设需要集中调配劳力、木材、砖瓦、夯土和运输系统，显示帝国国家在城市工程上的组织能力。

地下墓葬
汉代厚葬风气推动了地下墓葬工程的发展。砖室墓、石室墓、崖墓和画像石墓广泛出现，墓中常设墓道、耳室、排水设施和模拟现实生活的明器。陶制建筑模型、井栏、粮仓、楼阁和水田模型提供了研究汉代建筑和生产技术的重要材料。

大型墓葬往往模拟地上住宅或宫殿，墓室以砖、石或木构形式分隔出前室、后室和侧室。部分崖墓直接凿入山体，要求较高的测量、开凿和排水能力。墓门、画像石、壁画和随葬明器把现实生活中的建筑、车马、农田和手工业设施缩小后放入地下，因此成为研究汉代技术史的重要图像档案。

钻井与矿井
四川等地的深井钻凿技术用于开采卤水，并配合竹管输送天然气燃料。井架和绳索装置可将卤水提升至地面，经过煮炼制成食盐。汉代采矿和井巷工程还涉及通风、排水和支护等问题。

盐井技术的关键在于能够向地下深处钻凿窄井，并用井架、绳索和容器连续提升卤水。四川盐业还利用伴生天然气，将其通过竹管引至炉灶作为燃料，这种管道输送减少了木柴消耗，也说明汉代工匠已经能把地下资源开采、燃料运输和盐业生产结合在一起。矿井和井巷则需要防止塌方、积水和空气不畅，因而推动支护和排水技术的发展。

陶制建筑模型
汉墓中常见陶制楼阁、仓房、井栏、猪圈、磨坊和水田模型。这些明器不是实际建筑，但其屋顶、斗拱雏形、楼层、栏杆和院落结构，反映了当时建筑观念和日常设施。

这些模型的制作目的虽属丧葬礼俗，却常以相当写实的方式呈现建筑细部。楼阁模型显示屋顶坡度、檐口、栏杆、楼梯和柱网；井栏、水田、猪圈和磨坊模型则呈现农业、畜牧和食品加工场景。由于地上木构建筑保存极少，陶制模型在复原汉代建筑外观和空间组织时尤其重要。

道路、桥梁与运河
汉代修建大量道路和运河，以服务交通、商贸、赋税征收、通信和军事调动。桥梁形式包括梁桥、拱桥、悬索桥和浮桥。关中、河洛、黄河流域和边郡的道路网络，将都城、郡县、关隘和军事据点连接起来。

汉政府修筑并维修道路、桥梁、邮亭和驿站，使文书传递、军队调动和税粮运输更加顺畅。道路宽度差异很大，小路仅容一马或一牛通过，大道则可容多辆马车并行。西北边郡的道路和栈道穿越山谷、关隘和荒漠，连接中原与西域交通线；西南和东北新征服地区也通过道路纳入帝国网络。

桥梁方面，文献和画像资料中最常见的是木构梁桥。四川画像砖中出现带弧形桥身的桥梁，有学者认为可能反映早期拱桥或分段拱桥，但证据仍有限。汉代文献也提到在高山峡谷和境外地区见到悬索桥；浮桥则可由船只和铁链连接而成，常用于军事行动，因为它便于架设和拆除。运河工程方面，汉代维修都江堰和郑国渠，并在武帝时期扩建关中灌溉系统，以解决淤积和高地灌溉问题。

医学
汉代医学在诊脉、针灸、养生和药物方面均有发展。马王堆帛书和张家山汉简包含早期医方、导引、房中术和养生资料。《黄帝内经》体系化地讨论阴阳、五行、经脉和脏腑理论，对后世中医学影响深远。汉代医家还使用草药、饮食调节和体操式导引来防治疾病。

现代历史学者对汉代医学的认识，很大程度来自《黄帝内经》一类医书。该书大约在前3世纪至前2世纪之间逐渐形成，《后汉书》中也有相关记载。汉代医者常以阴阳和五行解释人体功能，认为五脏与金、木、水、火、土相应，并通过气的运行维持生命活动。若脏腑之气失调，医书会建议使用与相应五行有关的食物或药物加以调节。

诊脉在汉代医学中具有重要地位。医者通过脉象判断体内何处之气异常，并推断病人所患疾病。尽管汉代医学深受形而上理论影响，医学文献中也包含实际治疗知识，例如如何切开脓肿、处理外科伤口、辨认不同脏腑疾病在一天内的症状变化等。

张仲景《伤寒杂病论》及其后分出的《伤寒论》《金匮要略》，是汉末医学的重要成果。他提出通过调节饮食预防某些疾病，后世也由此发展出更系统的食疗观念。华佗则以外科、麻醉和药物治疗闻名；传世记载称他能在手术中使用麻醉，并以药膏促进伤口愈合。

针灸在中国文献中的较早记载见于《黄帝内经》。中山靖王刘胜墓出土过金针，东汉画像石也出现与针刺有关的图像。华佗还被认为推广过模仿动物动作的导引体操；马王堆出土的前2世纪医书中，导引图旁附有动作名称和说明。一些学者认为，现代太极和气功的部分身体训练传统，可追溯到汉代导引术。

地图学
马王堆汉墓出土的帛地图显示，西汉已有较精细的区域地图绘制能力，包括地形、道路、居民点和军事信息。放马滩纸地图则说明早期纸张也可用于地图。汉代地图并非现代意义上的经纬网地图，但已经体现方位、距离、山川和行政空间的综合表达。后世裴秀提出的制图原则，可能继承了秦汉以来的制图实践。

中国制图传统早于汉代。甘肃出土的两幅前4世纪秦国帛地图，标示了嘉陵江一带采木地点之间的距离，许美玲认为它们可被视为已知较早的经济地图。与秦地图相比，马王堆汉墓地图使用了更多样的符号，覆盖范围更广，并标注地方人口、军事营地和道路等信息。其中一幅图显示了前181年准备进攻南越的汉军驻地。

中国文献中关于地图的最早记载可追溯至前227年荆轲献图刺秦王的故事。汉代整理和注释的《周礼》提到，地图可用于记录州郡、封国、边界以及矿产位置。 52年出现的地方志则包含行政区划、城市沿革、物产和风俗资料。裴秀后来明确提出比例尺和方格网原则；不过霍华德·尼尔森、罗伯特·坦普尔和张磊夫等学者认为，张衡116年的一部佚失著作已经可能使用了几何参照网。

此外，司马迁《史记》关于秦始皇陵中有大型地形图的记载，常被用来讨论早期立体地图传统。虽然秦陵地形图尚未证实，汉代确有小型立体地图的记载，例如马援曾用米粒堆成地形图以辅助军事说明。

航海与车辆
汉代船舶技术包括舵、帆和船体结构的发展。安装在船尾的舵使船只操纵更灵活，为中国船只从内河湖泊走向海上航行提供条件。汉代海上交通已连接中国南方、越南沿海和东南亚部分地区，文献中也保存了关于南海航路和海外物产的记载。

1975年，广州发现一处古代造船遗址，年代可至前3世纪末，可能属于秦代或西汉早期。遗址中有大型平台，可建造长约30米、宽约8米、载重约60吨的木船。

武帝南征后，汉朝控制南越地区，并由此打开通往东南亚和印度洋的海上贸易路线。外商通过南方航路输入青金石、珍珠、玉石和玻璃器。166年到达汉廷的一批“大秦”来客，可能也是沿这条南方海路而来的罗马商人。

东汉墓葬出土的陶船模型显示，船尾舵至迟在1世纪已经出现。尾舵比传统侧桨式操舵更有效，使船舶在宽阔水域和海上航行时更易控制方向。中国帆船采用平头船首、平头船尾、平底或圆舭船体，并有横向隔舱结构，不同于西方船只以龙骨和肋骨为主要结构的传统。由于缺少艉柱，早期舵可能通过承窝、夹具或滑轮装置固定在船尾。3世纪文献还提到，中国船只已经使用纵帆装置。

陆上交通方面，汉代使用马车、牛车、手推车和记里鼓车。独轮车的发明传统上被认为出现于汉代或其后不久，它可用于运输重物，尤其适合狭窄道路。记里鼓车则利用齿轮系统在行进一定距离后自动击鼓，是机械计程装置的早期例子。

马车和牛车早在汉以前已存在，但关于独轮车的文字证据到前1世纪才较明确；2世纪汉墓壁画中也出现了独轮车搬运货物的形象。车具方面，中国在战国时期已经使用胸带式挽具，减轻了传统喉带对马颈的压迫；到汉代，较柔软的胸带逐渐取代沉重的横轭。后来北魏时期出现的现代式马项圈，则是在这一技术演化基础上进一步发展。

武器与战争机械
汉代军队使用铁剑、长矛、戟、弩和各种攻城器械。弩机在战国已高度发展，汉代继续普及和标准化。弩机青铜构件可批量制造，并能配合不同弩臂使用。汉代还使用云梯、冲车、投石器和其他攻守器械，尤其在边境战争和攻城战中发挥作用。

牵引式抛石机在战国时期已经出现，《墨子》中可见相关记载；汉代攻城者和守城者都继续使用这类器械。汉代最常见的远射武器是手持弩，其扳机结构可由青铜部件精密组合，便于瞄准和发射。连弩的使用较少，但也属于中国早期机械武器传统的一部分。

汉军还使用化学和纵火手段。178年镇压桂阳附近农民起义时，汉军据称用马车载鼓风装置，将石灰粉吹向敌方；也曾把点燃的布条系在马尾上，使受惊的马冲入敌阵扰乱队形。为阻止步兵和骑兵追击，汉军还会在地面撒布蒺藜，即带尖刺的铁制障碍物，使敌人的脚或马蹄受伤。

参见

汉字#汉代
中国发明

中国史前发明列表
中国先秦发明列表
中国科学技术史

注释
参考文献

Adshead, Samuel Adrian Miles. (2000). China in World History. London: MacMillan Press Ltd. New York: St. Martin's Press. .
Arndt, Jörg, and Christoph Haenel. (2001). Pi Unleashed. Translated by Catriona and David Lischka. Berlin: Springer. .
Barbieri-Low, Anthony J. (2007). Artisans in Early Imperial China. Seattle & London: University of Washington Press. .
Bielenstein, Hans. (1986). "Wang Mang, the Restoration of the Han Dynasty, and Later Han," in The Cambridge History of China: Volume I: the Ch'in and Han Empires, 221 B.C. – A.D. 220, 223–290. Edited by Denis Twitchett and Michael Loewe. Cambridge: Cambridge University Press. .
Buisseret, David. (1998). Envisioning the City: Six Studies in Urban Cartography. Chicago: University Of Chicago Press. .
Chang, Chun-shu. (2007). The Rise of the Chinese Empire: Volume II; Frontier, Immigration, & Empire in Han China, 130 B.C. – A.D. 157. Ann Arbor: University of Michigan Press. .
Cotterell, Maurice. (2004). The Terracotta Warriors: The Secret Codes of the Emperor's Army. Rochester: Bear and Company. .
Csikszentmihalyi, Mark. (2006). Readings in Han Chinese Thought. Indianapolis and Cambridge: Hackett Publishing Company, Inc. .
Cullen, Christoper. (2006). Astronomy and Mathematics in Ancient China: The Zhou Bi Suan Jing. Cambridge: Cambridge University Press. .
Day, Lance and Ian McNeil. (1996). Biographical Dictionary of the History of Technology. New York: Routledge. .
Dauben, Joseph W. (2007). "Chinese Mathematics" in The Mathematics of Egypt, Mesopotamia, China, India, and Islam: A Sourcebook, 187–384. Edited by Victor J. Katz. Princeton: Princeton University Press. .
de Crespigny, Rafe. (2007). A Biographical Dictionary of Later Han to the Three Kingdoms (23–220 AD). Leiden: Koninklijke Brill. .
Dewar, Richard. (2002). Stoneware. Philadelphia: University of Pennsylvania Press. .
Ebrey, Patricia. (1986). "The Economic and Social History of Later Han," in Cambridge History of China: Volume I: the Ch'in and Han Empires, 221 B.C. – A.D. 220, 608–648. Edited by Denis Twitchett and Michael Loewe. Cambridge: Cambridge University Press. .
Ebrey, Patricia. (1999). The Cambridge Illustrated History of China. Cambridge: Cambridge University Press. .
Fong, Mary H. "Antecedents of Sui-Tang Burial Practices in Shaanxi," Artibus Asiae 51, no. 3/4 (1991): 147–198.
Greenberger, Robert. (2006). The Technology of Ancient China. New York: Rosen Publishing Group, Inc. .
Hansen, Valerie. (2000). The Open Empire: A History of China to 1600. New York & London: W.W. Norton & Company. .
Hargett, James M. "Song Dynasty Local Gazetteers and Their Place in The History of Difangzhi Writing," Harvard Journal of Asiatic Studies 56, no. 2 (1996): 405–442.
Hinsch, Bret. (2002). Women in Imperial China. Lanham: Rowman & Littlefield Publishers, Inc. .
Hsu, Elisabeth. (2001). "Pulse diagnostics in the Western Han: how mai and qi determine bing," in Innovations in Chinese Medicine, 51–92. Edited by Elisabeth Hsu. Cambridge: Cambridge University Press. .
Hsu, Mei-ling. "The Qin Maps: A Clue to Later Chinese Cartographic Development," Imago Mundi 45 (1993): 90–100.
Jin, Guantao, Fan Hongye, and Liu Qingfeng. (1996). "Historical Changes in the Structure of Science and Technology (Part Two, a Commentary)" in Chinese Studies in the History and Philosophy of Science and Technology, 165–184. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. .
Lander, Brian. "State Management of River Dikes in Early China: New Sources on the Environmental History of the Central Yangzi Region." T'oung Pao 100.4–5 (2014): 325–362.
Li, Gaobo; et al. (2026). Scientific analysis of Han dynasty iron artifacts excavated from the Luojiaba Site in Southwest China. npj Heritage Science.
Lin, Yun. "History of the Crossbow," in Chinese Classics & Culture, 1993, no. 4: 33–37.
Liu, Xinru. (1988). Ancient India and Ancient China: Trade and Religious Exchanges, AD 1–600. Delhi: Oxford University Press. .
Liu, Xujie (2002). "The Qin and Han Dynasties" in Chinese Architecture, 33–60. Edited by Nancy S. Steinhardt. New Haven: Yale University Press. .
Lo, Vivienne. (2001). "The influence of nurturing life culture on the development of Western Han acumoxa therapy," in Innovation in Chinese Medicine, 19–50. Edited by Elisabeth Hsu. Cambridge: Cambridge University Press. .
Loewe, Michael. (1968). Everyday Life in Early Imperial China during the Han Period 202 BC–AD 220. London: B.T. Batsford Ltd.; New York: G.P. Putnam's Sons. .
Loewe, Michael. (1994). Divination, Mythology and Monarchy in Han China. Cambridge, New York, and Melbourne: Cambridge University Press. .
Mao, Ying. "Introduction of Crossbow Mechanism," in Southeast Culture, 1998, no. 3: 109–117. .
McClain, Ernest G. and Ming Shui Hung. "Chinese Cyclic Tunings in Late Antiquity," Ethnomusicology 23, no. 2 (1979): 205–224.
Morton, W. Scott and Charlton M. Lewis. (2005). China: Its History and Culture. New York: McGraw-Hill, Inc. .
Mott, Lawrence V. (1991). The Development of the Rudder: A Technological Tale. College Station: Texas A & M University Press. .
Needham, Joseph. (1972). Science and Civilisation in China: Volume 1, Introductory Orientations. London: Cambridge University Press. .
Needham, Joseph. (1986a). Science and Civilisation in China: Volume 3; Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth. Taipei: Caves Books, Ltd. .
Needham, Joseph. (1986b). Science and Civilisation in China: Volume 4, Physics and Physical Technology; Part 1, Physics. Taipei: Caves Books Ltd. .
Needham, Joseph. (1986c). Science and Civilization in China: Volume 4, Physics and Physical Technology; Part 2, Mechanical Engineering. Taipei: Caves Books Ltd. .
Needham, Joseph. (1986d). Science and Civilisation in China: Volume 4, Physics and Physical Technology, Part 3, Civil Engineering and Nautics. Taipei: Caves Books Ltd. .
Needham, Joseph and Tsien Tsuen-Hsuin. (1986e). Science and Civilisation in China: Volume 5, Chemistry and Chemical Technology, Part 1, Paper and Printing. Taipei: Caves Books, Ltd. .
Needham, Joseph. (1986f). Science and Civilisation in China: Volume 5, Chemistry and Chemical Technology, Part 7, Military Technology; the Gunpowder Epic. Taipei: Caves Books, Ltd. .
Nishijima, Sadao. (1986). "The Economic and Social History of Former Han," in Cambridge History of China: Volume I: the Ch'in and Han Empires, 221 B.C. – A.D. 220, 545–607. Edited by Denis Twitchett and Michael Loewe. Cambridge: Cambridge University Press. .
Omura, Yoshiaki. (2003). Acupuncture Medicine: Its Historical and Clinical Background. Mineola: Dover Publications, Inc. .
Pigott, Vincent C. (1999). The Archaeometallurgy of the Asian Old World. Philadelphia: University of Pennsylvania Museum of Archaeology and Anthropology. .
Sun, Xiaochun and Jacob Kistemaker. (1997). The Chinese Sky During the Han: Constellating Stars and Society. Leiden, New York, Köln: Koninklijke Brill. .
Temple, Robert. (1986). The Genius of China: 3,000 Years of Science, Discovery, and Invention. New York: Simon and Schuster, Inc. .
Thorp, Robert L. "Architectural Principles in Early Imperial China: Structural Problems and Their Solution," The Art Bulletin 68, no. 3 (1986): 360–378.
Tom, K.S. (1989). Echoes from Old China: Life, Legends, and Lore of the Middle Kingdom. Honolulu: The Hawaii Chinese History Center of the University of Hawaii Press. .
Turnbull, Stephen R. (2001). Siege Weapons of the Far East. Oxford: Osprey Publishing Ltd. .
Turnbull, Stephen R. (2002). Fighting Ships of the Far East: China and Southeast Asia 202 BC–AD 1419. Oxford: Osprey Publishing, Ltd. .
Wagner, Donald B. (1993). Iron and Steel in Ancient China. Leiden: E.J. Brill. .
Wagner, Donald B. (2001). The State and the Iron Industry in Han China. Copenhagen: Nordic Institute of Asian Studies Publishing. .
Wang, Zhongshu. (1982). Han Civilization. Translated by K.C. Chang and collaborators. New Haven and London: Yale University Press. .
Woodman, Richard. (2002). The History of the Ship: The Comprehensive Story of Seafaring from the Earliest Times to the Present Day. London: Conway Maritime Press. .
Wright, David Curtis. (2001). The History of China. Westport: Greenwood Press. .
You, Zhanhong. "The Making Technique and Its Application in Military of Bow and Crossbow During Pre-Qin and Han Dynasty," in Journal of Tsinghua University, 9, no. 3 (1994): 74–86. .

外部链接
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[https://web.archive.org/web/20100830194457/http://www.hnmuseum.com/hnmuseum/eng/whatson/exhibition/mwd_2_1.jsp 湖南省博物馆：马王堆驻军图介绍]
[https://web.archive.org/web/20100610025654/http://hydro.geo.ua.edu/jiao/research/FullPaper/Jiao_ceramic_well.pdf Ceramic Models of Wells in the Han Dynasty (206 BC to AD 220), China]

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