前言

中國(guó)是世界文明古國(guó)之一，在綿延五千多年的歷史中，深嵌著中華民族的文化基因；在近千萬平方千米的廣袤土地上，散布存續(xù)著各個(gè)時(shí)期的文化遺產(chǎn)。

在燦若繁星的文化遺產(chǎn)中，有若干閃耀著科技的光彩：觀星臺(tái)、觀象臺(tái)、水文站、星圖……標(biāo)志著古人對(duì)自然的求知和探索；礦山、房屋、橋梁、水利工程、手工業(yè)作坊……彰顯了古人利用自然、改造自然的智慧和技巧。借以分類，我們把那些延續(xù)至今，或經(jīng)考古發(fā)現(xiàn)具有科技特點(diǎn)和價(jià)值的文物或文化遺存稱為科技遺產(chǎn)。

科技遺產(chǎn)最早也叫作科學(xué)遺產(chǎn)。中華人民共和國(guó)成立之初， 老一輩科學(xué)家就提出科學(xué)遺產(chǎn)的概念。1956 年7 月， 時(shí)任中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)竺可楨先生在中國(guó)自然科學(xué)史第一次科學(xué)討論會(huì)開幕式上做《百家爭(zhēng)鳴和發(fā)掘我國(guó)古代科學(xué)遺產(chǎn)》主題報(bào)告，要求科學(xué)史工作者正確估計(jì)中華民族在世界文化史上所占的地位，充分發(fā)掘古代科學(xué)遺產(chǎn)，用古人的經(jīng)驗(yàn)豐富我們的科學(xué)知識(shí)，為社會(huì)主義建設(shè)服務(wù)。

如今大半個(gè)世紀(jì)過去，我們對(duì)科技遺產(chǎn)的理解已大大拓展，不再執(zhí)著于它在世界科技史上的排名，也不再限于以古人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)古為今用，而是在人類文明互鑒的大背景下，研究古代的發(fā)明與發(fā)現(xiàn)，審視古人的智慧與技巧，重視保護(hù)和傳承，展開古與今的對(duì)話，從歷史中找尋對(duì)當(dāng)下和未來的啟示。

一、本書結(jié)構(gòu)

近百年來的考古發(fā)現(xiàn)，實(shí)證了中國(guó)有一萬年的文化史和五千多年的文明史。本書以文明蘊(yùn)化開篇，以史前遺址考古為敘事起點(diǎn)，從發(fā)現(xiàn)的記數(shù)符號(hào)、觀象器物、工具、建筑、陶器、紡織品等，可見先民的生產(chǎn)和社會(huì)活動(dòng)伴隨著科學(xué)認(rèn)知的積累和手工技藝的提升，逐步推動(dòng)了文明的進(jìn)程。

從史前時(shí)期進(jìn)入有文字記載的歷史時(shí)期后，考古發(fā)現(xiàn)和延續(xù)存世的文物更為豐富。為此，本書在文明蘊(yùn)化之后劃分出以下板塊：科學(xué)認(rèn)知、水利農(nóng)田、銅鐵技藝、手工業(yè)態(tài)、營(yíng)造精華、交通津梁、航海技術(shù)和古城要塞，從特色分類探討古人認(rèn)識(shí)自然、利用自然和改造自然的活動(dòng)。

科技遺產(chǎn)具有科技史屬性，同時(shí)也具有考古遺產(chǎn)、文物遺產(chǎn)、文化遺產(chǎn)屬性，涉及科技史，并與考古、文物、博物館等學(xué)科交叉，這是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的新領(lǐng)域，也是一個(gè)富有活力的新學(xué)科a。基于對(duì)科技遺產(chǎn)的認(rèn)識(shí)，本書編撰條目的基本原則是，作為中國(guó)古代重要的科技發(fā)明創(chuàng)造，以文物或遺存的形式呈現(xiàn)，須為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位或入選年度重大考古發(fā)現(xiàn)名單；列入《世界遺產(chǎn)名錄》或其他世界級(jí)遺產(chǎn)名單，如全球重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)、世界灌溉工程遺產(chǎn)名錄；或入選全國(guó)工業(yè)遺產(chǎn)名單。

本書收錄38項(xiàng)具有代表性的科技遺產(chǎn)，其中有些在1961年被國(guó)務(wù)院公布為第一批全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位， 或是1986 年中國(guó)第一批入選《世界遺產(chǎn)名錄》的文化遺產(chǎn)。有些文化遺產(chǎn)看似早為大眾所熟悉，而本書重在揭示和分析其科技特點(diǎn)，并解釋它們?nèi)绾伪患{入學(xué)術(shù)研究和受到保護(hù)。以長(zhǎng)城為例，自2003 年起， 天津大學(xué)建筑學(xué)院張玉坤教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)長(zhǎng)城研究，將田野調(diào)查與現(xiàn)代科技結(jié)合，逐步摸清了一整套有關(guān)長(zhǎng)城防御體系、烽燧驛站的運(yùn)行模式。2018年，該研究團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)長(zhǎng)城全線實(shí)景三維圖像采集工程，利用無人機(jī)超低空飛行，對(duì)明長(zhǎng)城全線進(jìn)行厘米級(jí)、無盲區(qū)拍攝，發(fā)現(xiàn)了如暗門等很多長(zhǎng)城的秘密。如此引入新視角，不局限于歷史和文化景觀，突出科技特點(diǎn)，重視研究和保護(hù)， 從而引領(lǐng)讀者更全面地認(rèn)識(shí)長(zhǎng)城。

二、寫作體例

本書綜合運(yùn)用考古、文物、科技史、博物館、傳播學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，為讀者構(gòu)建科技遺產(chǎn)的豐富形象。寫作體例由五部分組成，依次是歷史沿革、遺產(chǎn)看點(diǎn)、科技特點(diǎn)、研究保護(hù)和遺產(chǎn)價(jià)值，其中在遺產(chǎn)看點(diǎn)、科技特點(diǎn)和研究保護(hù)板塊體現(xiàn)出本書的鮮明特色。

（一）遺產(chǎn)看點(diǎn)

切換讀者視角，注重代入感，注重整體景觀和細(xì)節(jié)觀察的平衡。所謂代入感，是指走近博物館，先看到大門（或入口），仔細(xì)觀察，可知其造型大都蘊(yùn)含了設(shè)計(jì)者的匠心，體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者對(duì)遺產(chǎn)和周邊環(huán)境的理解。如西安半坡博物館大門，取半坡先民房屋門前雨篷的大叉手造型；又如陶寺遺址博物館外形，俯瞰是一個(gè)中字，突出了最初的中國(guó)理念；而秦始皇帝陵銅車馬博物館， 全然沒有大門，它利用現(xiàn)有地形5 到6米的高差，采取下沉式設(shè)計(jì)，頂面為覆土綠化，入口及整體建筑消隱于林蔭中，參觀者沿坡道走入地下，就像是進(jìn)入神秘的墓道。

（二）科技特點(diǎn)

對(duì)以往多從文化視角品鑒的部分遺產(chǎn)，本書注重揭示和分析其蘊(yùn)含的科學(xué)原理和特點(diǎn)。如蘇州古典園林空間可拆解為圍墻、建筑、山石、水體、植物等要素， 分析可見要素與要素之間的關(guān)系，具有數(shù)學(xué)拓?fù)鋵W(xué)的特性；又如哈尼梯田，從科技方面分析其成為觀光勝地的原因，同時(shí)也闡明其是森林村寨梯田水系（四素同構(gòu)）的大生態(tài)系統(tǒng)。

對(duì)讀者耳熟能詳?shù)倪z產(chǎn)，本書有意識(shí)引導(dǎo)其認(rèn)識(shí)技術(shù)細(xì)節(jié)。如人人皆知趙州橋是歷史悠久、跨度最大的石拱橋，但對(duì)建橋用的腰鐵幾無概念。走近觀察便知，為避免各道并排的弧形石砌券分離，工匠李春特意將每道弧形石砌券設(shè)計(jì)成在橋的兩頭略大，并逐漸小幅度向橋拱中心收小的形態(tài)。而且各拱券相鄰石塊的外側(cè)都穿有腰鐵，各道拱券相鄰石塊在拱背上也都穿有腰鐵，以此把拱石緊緊連接起來。

（三）研究保護(hù)

20世紀(jì)30年代，老一輩學(xué)者梁思成、林徽因、劉敦楨、莫宗江等人到各地考察古建筑，開啟了最早的建筑文物遺產(chǎn)研究。而真正談到保護(hù)，則是在中華人民共和國(guó)建立之后。1961年，國(guó)務(wù)院公布了第一個(gè)全面的國(guó)家文物保護(hù)法規(guī)《文物保護(hù)管理暫行條例》，第一次提出了全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位的概念。

遺產(chǎn)保護(hù)多經(jīng)曲折。文化大革命中北京修建地鐵，北京古觀象臺(tái)險(xiǎn)遭拆遷，因文物專家上書周總理，觀象臺(tái)才得以在原地保護(hù)。而有些遺產(chǎn)就沒有這么幸運(yùn)。1961 年，褒斜道石門及其摩崖石刻被公布為第一批全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。僅過了幾年，水利部門要在石門附近修水庫。文物界人士呼吁另選大壩位置，但建議未被采納。最后不得已將部分石刻切割，遷至漢中博物館保存。從此，褒斜道石門和棧道古跡皆淹沒于水中。

我們不能忘記歷史之痛。

三、遺產(chǎn)故事

閱讀本書，可見每處遺產(chǎn)都有故事，或是歷史的故事，或是發(fā)現(xiàn)的故事，抑或是當(dāng)代保護(hù)的故事。

歷史的故事如都江堰，可以追溯到2000 多年前的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，李冰被秦昭王任為蜀郡太守，主持修建都江堰水利工程，立下千秋功業(yè)。

發(fā)現(xiàn)的故事如良渚遺址。1936 年， 西湖博物館的年輕職員施昕更參加杭州古蕩遺址發(fā)掘，他注意到發(fā)掘出土的石器與家鄉(xiāng)良渚一帶常見的石器相似。他急切地回到家鄉(xiāng)，搜集了多件石器，并報(bào)告上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，引起了重視。1938年，施昕更在艱苦條件下出版了《良渚：杭縣第二區(qū)黑陶文化遺址初步報(bào)告》。然而很不幸，次年施昕更染病逝世。歷史沒有忘記他，正是從施昕更的發(fā)現(xiàn)開始，后經(jīng)80年幾代考古工作者的努力，一個(gè)興建于5000多年前的王國(guó)古城被揭露，為實(shí)證中華五千年文明提供了重要的實(shí)物依據(jù)。

當(dāng)代保護(hù)的故事如涪陵白鶴梁。自1993 年起，為了保護(hù)白鶴梁題刻，國(guó)家文物管理部門組織征集白鶴梁題刻保護(hù)方案，先后有水晶宮高圍堰白鶴樓等6 個(gè)保護(hù)方案被提出。以上方案雖各有特點(diǎn)，但都不夠理想。2001年2月， 就在傾向采取就地保存、異地陳展方案的關(guān)鍵時(shí)刻，中國(guó)工程院院士葛修潤(rùn)投身而入，提出創(chuàng)新性的無壓容器原址保護(hù)方案。經(jīng)過比較論證，最后，參與論證的各方專家都對(duì)葛院士的方案給予認(rèn)可。如今，工程實(shí)施效果已得到時(shí)間的檢驗(yàn)，這也成為學(xué)術(shù)界的一段佳話。

也有些遺產(chǎn)保護(hù)情況復(fù)雜。典型如應(yīng)縣木塔，近20年來，就其維修有多種方案提出，代表性的有落架大修方案、全支撐方案和上部抬升方案， 目前最大的問題還是很難統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

遺產(chǎn)的故事仍在延續(xù)……

作為中華兒女，我們有責(zé)任把歷經(jīng)滄桑留下來的中華文明瑰寶呵護(hù)好、弘揚(yáng)好、發(fā)展好，不斷講出遺產(chǎn)發(fā)現(xiàn)、研究和保護(hù)的新故事。

大家一起努力！