第七章：科技长河

汉中的科学技术源远流长。从远古陶器、青铜器烧制铸造，稻类作物种植，上古路桥开凿架设、运输工具改造，到随后的民间造纸、堰渠修筑，当代的农作物改良加工、工业品制造、国家航空器生产基地发展、太阳能吸收式制冷设备研究与开发，无不显现出汉中人的勤劳、智慧和创新意识。一系列科技文明成果的出现，促进了社会进步和经济发展。

建筑、机械技术

古代机械（古代机械卡组）

古代汉中的建筑机械技术在全国处于前列。在夏、商、周时期，汉中是巴人聚居区，而巴人有悬棺葬习俗。今天在汉中江河岸边石崖上和深山峭壁上，仍可见到安放悬棺的石孔。古代的棺材木质坚硬、沉重，加上陪葬品、尸体，重量都在几百甚至上千斤，这种“上不沾天，下不着地”的悬棺是怎样放置的，目前考古研究有三种比较公认的解释，其中之一且易被接受的，是用绞车、绳索、滑轮等升降工具，从地面或崖顶，将棺材吊置悬崖半腰而入穴。如此，则三代时汉中人已具机械升降技术。汉中先民掌握建筑技术亦很早。汉中的褒国城至迟修筑于夏商之际，而公元前451年汉中人修筑南郑城时，当时全国的城池也为数不多。自春秋战国而后至两汉三国，众多城市城堡的修筑和秦岭深山栈道的架设，都促进了先进技术的诞生。20世纪七八十年代,勉县出土的东汉早期的灰陶四合院建筑群模型,在汉中城内发掘的汉代的陶制井圈和排水管道,说明当时汉中已有先进的住宅建设技术,城市也已具备一定规模。我们从蔡乃武编著《雕栏玉砌今犹在—汉中古建筑石墩鉴赏》(西泠印社出版社2013年8月)介绍的四百多方精美的明清石墩中，能够感受到汉中古代建筑业之发达繁荣。

汉代陶制井圈

战国时，自关中穿越秦岭、巴山和龙门山脉的千里栈道，因其技术要求高、铺设难度大，而“使天下皆畏秦”(《史记·范雎蔡泽列传》)。栈道是在谷道基础上发展起来的交通道路，在建筑形式上是桥阁的延长或曰一种特殊形式，具交通、邮驿、防守、休憩等多项功能，有阁亭、棚盖、护栏等设施，因而又称“阁道”、“栈阁”、“桥阁有专家形象地比喻为古代的高架道路。秦巴山区地形千差万别，许多地段为悬崖峭壁或临水深涧，因而栈道工艺错综复杂。栈道有木质与石质两种。木栈按结构又分为平梁立柱式、千梁无柱式、依坡搭架式、悬崖搭架式(多层平梁加支撑)等形制，石栈又称碥路，被结构又分凹槽式、堆砌式、无柱式。单从栈道的分类和名称，即可见其修筑难度、架设险度、技术要求之一斑。其中的防腐排水石槽设计，即在岩壁的方形柱孔下沿开凿楔形石槽以利雨水排出，使栈道木梁防腐耐用之工艺，为现代道路建筑所借鉴；因山势凿孔、穿梁、立柱的设计思想，平梁立柱式、千梁无柱式、依坡搭架式和桥梁、隧洞的结构造型，亦为今日修筑山区高速公路所借鉴。

东汉早期的灰陶四合院建筑群模型

栈道的维护修缮也是一项复杂的工程。自然灾害、战争需要或岁月侵蚀，常常使栈道命运多舛，毁建无常，这就需要经常修葺。而据史料记载，西晋太康元年(281)修治褒斜道，曾从邻近地区遣调技术人员，到道路沿线郡县协助工作，分级培训，统一施工：“征西府遣匠筑道，诏张羌、卫绩、王胡等三人，诣汉中郡受节制，治斜谷道，教习常民学川石栈孔术。匠张羌教褒中石佐泉强等百卅人，匠卫绩教蒲池石佐张择等百廿人，督匠中郎将王胡字仲良典知二县”(晋太康修栈道摩崖)，可见工程涉及面之大，工种之复杂。而记载最详、工程量最大、对后世影响最深远的当属东汉永平年间的修筑道路及开凿隧洞工程。

永平四年(61)，诏修褒斜道，开石门隧洞。经过一年多的准备，“永平六年，汉中郡以诏书受广汉、蜀都、巴郡徒二千六百九十人，开通褒斜道。......始作桥阁六百二十三间，大桥五，为道二百五十八里，邮亭、驿置、徒司空、褒中县官寺并六十四所。凡用功七十六万六千八百余人，瓦卅六万九千八百四器，用钱百四十九万九千四百余斛。”(汉鄐君开通褒斜道摩崖)这次修筑至永平九年(66)方竣工，周期越五年。为减少这条道路南端褒谷口翻越高山、盘旋迂回之苦，开山体，凿山石，开通了长约16米、宽约4米、高3米有余的石门隧洞，成就了世界上最早的人工穿山通车隧道。今人研究认为，在没有化学爆炸药物的东汉，采用“火焚水淬”法凿通石门隧道是人类工程建筑学上的一大创举。古人有诗曰：“积薪一炬石为坼，锤凿既加如削腐。”(清·贾汉复《栈道歌》)

褒斜栈道遗迹

三国时蜀汉建兴年间，丞相诸葛亮驻扎汉中八年，经营艰难的北伐事业。为适应秦岭山区复杂道路运输的需要，提高战斗力，诸葛亮充分发挥自己的聪明才智，改进运输工具和武器。“师徒远涉，道路甚艰，自及褒斜，幸皆无恙”(蜀汉诸葛亮《远涉帖》)，就是诸葛亮传世尺牍文本反映当时栈道通畅情况的历史见证。在汉中，诸葛亮还发明了连弩(一次可发射数支箭的弩机)，在实践中发挥了防御和进攻作用；改善“木牛”样式性能，更创“流马”，并先后用木牛流马运送粮草，在提高军事效能的同时，将先进的运输技术惠及民间。后人研究认为，曾经在秦巴山地广泛使用的独轮车，就是在诸葛亮发明的木牛流马基础上简化并改进而成。

诸葛亮《远涉帖》

得益于先民先贤的教化影响和这片沃土的滋养孕育，近、当代汉中在建筑机械领域也不乏弄潮健儿。举世闻名的中山陵工程的监理工程师就是洋县籍建筑设计专家刘宝锷；2010年荣获国家最高科学技术奖的著名金属学及材料科学家师昌绪曾就学于设在城固的西北联合大学；著名的岩土工程专家、“陈正汉理论”创立人陈正汉亦系汉中南郑县人士。

陈正汉,1947年12月出生于南郑县。1966年高中毕业后在家务农，担任过村干部和民办教师，参加过铁路、公路建设。1978年2月考入西安理工大学水利系学习。1984年10月硕士研究生毕业后，进入解放军后勤工程学院任教。1991年7月获西安理工大学博士学位。先后任中国人民解放军后勤工程学院教授、博士生导师，重庆能源职业学院土木工程系教授。主要从事非饱和土力学与特殊土力学的研究，发表学术论文180多篇，担任中国土木工程学会土力学及岩土工程分会常务理事兼“非饱和土与特殊土专业委员会”主任委员，中国水利学会岩土力学专业委员会常务委员，中国力学学会岩土力学专业委员会常务委员。

陈正汉研究提出了被国内外学者称为“陈正汉理论”的非饱和土固结理论，推导出了被称为“陈氏公式”的非饱和土有效应力表达式。首次把理性力学、不可逆过程力学和土力学精华融于一体提出了岩土力学的公理化理论体系；首次提出了“固一液一气”三相介质的非饱和土应力理论、本构模型、固结理论；研制了国内第一台非饱和土三轴仪、直剪仪、渗气仪、固结仪，为工程实际运用架起了一座桥梁。

陈正汉像

来源：文化汉中