前言

中國是世界文明古國之一，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)著各個時期的文化遺產(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、觀象臺、水文站、星圖……標志著古人對自然的求知和探索；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)具有科技特點和價值的文物或文化遺存稱為科技遺產(chǎn)。

科技遺產(chǎn)最早也叫作科學遺產(chǎn)。中華人民共和國成立之初， 老一輩科學家就提出科學遺產(chǎn)的概念。1956 年7 月， 時任中國科學院副院長竺可楨先生在中國自然科學史第一次科學討論會開幕式上做《百家爭鳴和發(fā)掘我國古代科學遺產(chǎn)》主題報告，要求科學史工作者正確估計中華民族在世界文化史上所占的地位，充分發(fā)掘古代科學遺產(chǎn)，用古人的經(jīng)驗豐富我們的科學知識，為社會主義建設服務。

如今大半個世紀過去，我們對科技遺產(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和經(jīng)驗古為今用，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，重視保護和傳承，展開古與今的對話，從歷史中找尋對當下和未來的啟示。

一、本書結構

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

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

科技遺產(chǎn)具有科技史屬性，同時也具有考古遺產(chǎn)、文物遺產(chǎn)、文化遺產(chǎn)屬性，涉及科技史，并與考古、文物、博物館等學科交叉，這是一個充滿挑戰(zhàn)的新領域，也是一個富有活力的新學科a�；�于對科技遺產(chǎn)的認識，本書編撰條目的基本原則是，作為中國古代重要的科技發(fā)明創(chuàng)造，以文物或遺存的形式呈現(xiàn)，須為全國重點文物保護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；或入選全國工業(yè)遺產(chǎn)名單。

本書收錄38項具有代表性的科技遺產(chǎn)，其中有些在1961年被國務院公布為第一批全國重點文物保護單位， 或是1986 年中國第一批入選《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，并解釋它們?nèi)绾伪患{入學術研究和受到保護。以長城為例，自2003 年起， 天津大學建筑學院張玉坤教授帶領團隊啟動長城研究，將田野調(diào)查與現(xiàn)代科技結合，逐步摸清了一整套有關長城防御體系、烽燧驛站的運行模式。2018年，該研究團隊啟動長城全線實景三維圖像采集工程，利用無人機超低空飛行，對明長城全線進行厘米級、無盲區(qū)拍攝，發(fā)現(xiàn)了如暗門等很多長城的秘密。如此引入新視角，不局限于歷史和文化景觀，突出科技特點，重視研究和保護， 從而引領讀者更全面地認識長城。

二、寫作體例

本書綜合運用考古、文物、科技史、博物館、傳播學等多學科知識，為讀者構建科技遺產(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、科技特點、研究保護和遺產(chǎn)價值，其中在遺產(chǎn)看點、科技特點和研究保護板塊體現(xiàn)出本書的鮮明特色。

（一）遺產(chǎn)看點

切換讀者視角，注重代入感，注重整體景觀和細節(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），仔細觀察，可知其造型大都蘊含了設計者的匠心，體現(xiàn)出設計者對遺產(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，俯瞰是一個中字，突出了最初的中國理念；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，采取下沉式設計，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，就像是進入神秘的墓道。

（二）科技特點

對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含的科學原理和特點。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系，具有數(shù)學拓撲學的特性；又如哈尼梯田，從科技方面分析其成為觀光勝地的原因，同時也闡明其是森林村寨梯田水系（四素同構）的大生態(tài)系統(tǒng)。

對讀者耳熟能詳?shù)倪z產(chǎn)，本書有意識引導其認識技術細節(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計成在橋的兩頭略大，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

20世紀30年代，老一輩學者梁思成、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，則是在中華人民共和國建立之后。1961年，國務院公布了第一個全面的國家文物保護法規(guī)《文物保護管理暫行條例》，第一次提出了全國重點文物保護單位的概念。

遺產(chǎn)保護多經(jīng)曲折。文化大革命中北京修建地鐵，北京古觀象臺險遭拆遷，因文物專家上書周總理，觀象臺才得以在原地保護。而有些遺產(chǎn)就沒有這么幸運。1961 年，褒斜道石門及其摩崖石刻被公布為第一批全國重點文物保護單位。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，抑或是當代保護的故事。

歷史的故事如都江堰，可以追溯到2000 多年前的戰(zhàn)國時期，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，并報告上級領導，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，一個興建于5000多年前的王國古城被揭露，為實證中華五千年文明提供了重要的實物依據(jù)。

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

也有些遺產(chǎn)保護情況復雜。典型如應縣木塔，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)一認識。

遺產(chǎn)的故事仍在延續(xù)……

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

大家一起努力！