宋元时期科学发展迅速，火药开始运用于军事，指南针运用于航海

宋元时期，辽、宋、西夏、金和元的统治者，相互间，与宋王朝间虽曾有过频繁战争，但在战争间歇期间，南方和北方皆曾有过相对稳定的时期，社会生产得以恢复发展，从而科学和技术也得到了发展。前代的积累， *** 的奖励政策以及各民族之间和中外科学技术的交流也有利于科技的发展。
宋元时期科学技术的发展
加之，宋朝科举取消了门第之类的限制，扩大了仕途和知识分子队伍。他们中务实的人，十分注意科技问题的考察和研究。一些仕途无望的知识分子，也把兴趣转向科学技术的研究和总结，留下了许多研究成果和发明创造记录。所有这些，都是宝贵的科技历史文献。
宋元时期，火药和火器制造已经成为军事工业的一个重要部门。冯继昇的火箭、唐福献的火毬、火蒺藜和石普的火毬、火箭都得到了应用。曾公亮等著的《武经总要》，记录了毒药烟球、蒺藜火毬、火炮等三种 *** 。

北宋末年抗金战争中使用了杀伤力较大的火炮。《金史》说，否火药发作，声如雷震，热力达半亩之上，人与牛皮皆碎迸无迹，甲铁皆透”。《宋史》还说当时有种巨型火炮，把1277年丹城 *** 名守军全炸成灰烬。李曾伯说：“荆淮铁火炮有十数万只”说明火炮已发展到铁制，数量也可观。火炮其形如瓠，口小身粗，生铁铸成，厚约二寸。
管形火器出现了。1132年守德安（湖北安陆）的陈德安有竹管火枪20余条。李曾伯说他看到火枪105条，还说寿春“造突火枪，以巨竹为筒，内安子窠。如烧放，焰绝，然后子窠发出，如炮声，远闻百五十余步”。
到了元代，出现了铜火铳，称“铜将军”，以赞扬其威力。中国历史博物馆藏1132年铜火铳，是已知世界上最古老的铜炮。这些以火药爆炸作为推动力的新式武器，并从发火烧人的火枪进步到内安子窠去杀伤敌人。又发展到铜制，更为坚固耐用。管形武器的出现是兵器发展史上一大突破，为近代枪炮的发展奠定了初步基础。由于枪管对 *** 的约束力，形成了一个稳定的管内弹道，从而使射击的准确性大为提高。
北宋时期，雕板印刷鼎盛，但其费工费时。大部头书要花几年时间，存放版片也占很大地方。印量少又不重印的书，版片用后即成废物。
11世纪中叶，平民毕昇创造了活字印刷术。其原理与近代通行的铅字排印 *** 相同。用胶泥刻字，一粒一字，火烧之变硬。放在敷以松香、蜡、纸灰的铁板上。在铁板上置一铁框，框内排满泥活字，再加热使松香、蜡、纸灰熔化，冷却凝固后即可印刷。用两块铁板交替排字，之一版印完，第二版已排好。元代王祯还发明了转轮排字架，把活字按韵分放在轮盘的特定部位，编好号码。排版时一人报号，另一人坐在轮盘旁转轮取字。既提高了效率，又减轻了工人的劳动。欧洲直到15世纪中期方有活字印刷，比毕昇的发明晚了400年。

活字印刷不断改进。随后有锡活字、木活字，后又有铜活字、铅活字。活字印刷节省费用，赢得时间，经济、方便。后来，东传入 *** 、日本，西传入埃及、欧洲。改变了一欧洲只有僧侣方能读书和享受高等教育的情况。是我国古代人民对人类文化宝库的一大贡献。
早在战国时，我国就已有利用磁石指南特性制造的辨别方位的仪器叫司南。样子像勺，圆底，放于平滑的刻有方位的盘上，其勺柄能指南的磁体指向仪器。但天然磁石在琢磨司南时，易因打击受伤失磁，磁性较弱，且与盘接触处转动摩擦的阻力较大，难以达到预期效果。
航海事业的发展，推动了指向仪器的改进。经过长期的实践和实验，到了宋代，在人工磁化 *** 及使用磁针 *** 上都取得了重大进展。人们用磁石磨针锋以取得磁性，因其能利用天然磁石的磁场作用，使钢针内部磁畴排列规则化。至于磁针的装置 *** ，有水浮、置于指爪或碗唇上及缕悬4种。其中以缕悬法更好。取新纡中独茧缕，用芥子般大小的蜡缀于针腰，于无风处悬之，则针常指南，这就是罗盘针的雏型。
指南针发明后，很快用于航海。《萍洲可谈》作者朱彧，说他在11世纪末年的广州，见海船上的舟师，“夜则观星，昼则观日，阴晦则观罗盘针”。20多年后，《宣和奉使 *** 图经》作者徐競，也看到所坐海船在天气阴晦时用指南浮针分辨南北。南宋时中国商船经常航行于我
国、印度和 *** 伯各国之间，经常搭乘中国海船的 *** 伯和波斯商人，也学会了使用罗盘针。
罗盘针的应用，使人们获得了全天候海上航行的能力。从此，在茫茫大海上开辟了许多航线。缩短了航程，加速了航运。促进了各国人民的文化交流和贸易往来。后来，欧洲航海家能够发现美洲和环球航行，指南针的发明和传播应是一个重要条件。

火药、指南针、印刷术和造纸术是我国古代人民的四大发明，也是我国作为世界文明古国的重要标志。1088年苏颂等人制成了一种大型仪器叫水运仪象台，这是利用水轮为原动力自动运转的天文钟，其中有相当于钟表中的擒纵器（卡子）的机械装置。能把一套系在漏壶流水推动下的齿轮，使仪器经常保持一个恒定的速度、和天体运动一致。因此它既能演示天象、观测天象，又能计时、报时。
北宋沈括的《梦溪笔谈》内容广泛，包括我国古代和北宋的科学成就，也有他个人的创见。他创制的“十二气历”，以立春为元旦，一年365天。大月31天，小月30天，大小月相间。这种历法有利于安排农事活动，800多年后欧洲才出现了类似的肖伯纳历。沈括还是世界上之一个磁偏角的发现者，比欧洲的记录早400年。他还在陕北发现了石油，正确地展望了它的巨大用途：“此物后必大行于世”。石油这一名称也是沈括首先使用的。
其实中国古代根本就没有所谓的“四大发明”的说法。
“四大发明”是西方人研究古代中国科学技术得出来的结论。
之一、古代中国就不重视科学技术，古代中国的科学家在古代中国人心里就是二流学者古代中国根本就不重视科学技术，墨子、祖冲之和沈括在古代的中国根本就是二流学者。
墨子思想淹没两千余年，古代中国大多数时候都学习儒家思想，也有喜欢老庄思想的，也有喜欢佛家思想的，法家思想也很流行，阴阳五行思想也很流行，唯独墨家湮没无闻。
祖冲之在古代也是一个不受重视的历史人物。
最有典型代表的古代历史科学家就是沈括。
沈括在宋朝就是一个二流学者，如果不是西方李约瑟提到他，谁认识沈括？
这从《梦溪笔谈》这本书的待遇就可以看出来。
《容斋随笔》《困学纪闻》《梦溪笔谈》是宋朝的三大笔记。
在古代这三本书的阅读顺序是《容斋随笔》《困学纪闻》《梦溪笔谈》。
到了近代才是《梦溪笔谈》《容斋随笔》《困学纪闻》。
因为古代更注重经书以及政治、文化、制度。而《容斋随笔》大多数讲的是文化、制度，《困学纪闻》大多数讲的是经义，《梦溪笔谈》也讲了很多文化、制度，这也是这本书能列入三大宋朝笔记的原因。
直到近代，《梦溪笔谈》才逐渐独霸宋朝笔记之首，成为家喻户晓的一本书，而这时候沈括已经逝世上千年。
第二、中国古代人也有喜欢科学技术的，但是不是喜欢当代科学技术，而是古代名人的科学技术。*** 会传教士路易·勒·孔德（1655~1728）评价古代中国人：“中国人更喜欢的是残缺不全的古董，而不是最完美的现代的东西。这与我们大不相同，我们只喜欢新事物。”
中国人一方面形式上崇拜自己的知识祖先；
另一方面，却听任每一代的新发现新发明被世人不知不觉的被遗忘，让后世再通过文物或考古研究重新发现。
所以在古代的中国，人们也崇拜科学技术知识，但是崇拜的是自己某位作古的古人的科学知识，而不是活着的科学家的科学知识，所以中国永远不会自发的发生工业***。
总结：中国几千年下来，只有古代科学，没有当代科学；只有古代科学家，没有当代科学家； 古代如此，代代如此，几千年如此。
直到现代，我们依然抱着不知过了知识产权期限多少年的“四大发明”不放手，好像还是什么宝贝一样。
我们需要善待的是现代科学家，现代科学；而不是作古多少年的古代科学家，古代科学发明。
希望中国的科学家们不再是由西方学者或者作古多少年之后重新发现而才为世人所知。
水力发电的基本原理是利用水位落差 ，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到更高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。
优势：水能是一种取之不尽、用之不竭、可再生的清洁能源。但为了有效利用天然水能，需要人工修筑能集中水流落差和调节流量的水工建筑物，如大坝、引水管涵等。因此工程投资大、建设周期长。但水力发电效率高，发电成本低，机组启动快，调节容易。由于利用自然水流，受自然条件的影响较大。水力发电往往是综合利用水资源的一个重要组成部分，与航运、养殖、灌溉、防洪和旅游组成水资源综合利用体系。
缺点：
1． 因地形上之限制无法建造太大之容量。单机容量为300MW左右。
2． 建厂期间长，建造费用高。
3． 因设于天然河川或湖沼地带易受风水之灾害，影响其他水利事业。电力输出易受天候旱雨之影响。
4． 建厂后不易增加容量。
5．生态 *** ：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物的影响等。
6．需筑坝移民等，基础建设投资大。
7．下游肥沃的冲积土因冲刷而减少。
目前，全球约73%的碳排放来源于能源领域。2019年，全球能源相关的CO2排放量约为330亿吨。截至2020年，全球已有54个国家的碳排放实现达峰，占全球碳排放总量的40%。预计2021年末，占全球碳排放量65%以上、占全球经济总量70%以上的国家将作出“碳中和”承诺。从碳排放结构来看，中国电力与热力部门和工业部门的碳排放占比远超全球整体水平。减小排放绝对量和调整用能结构是中国实现碳中和所面临的一项重大挑战。
现在我国的能源结构中，化石能源消费占比超80%，而‘双碳’就是要逐渐替换掉现在的化石能源。风能、光伏等可再生能源的利用对改变我国的能源结构有着关键性作用。国家能源局发布2021年全国电力工业统计数据，2021年我国风电新增装机规模达到4757万千瓦。截至2021年12月底，全国风电装机容量约328万千瓦，同比增长16.6%，平均利用率96.9%，较上年同期提高0.4个百分点。中国风电并网装机容量已连续十二年位居全球之一。国家‘双碳’目标下，对能源结构调整而言，是一项全新的探索，将影响每个城市的经济格局和城市发展。城市供电只有减少对火电的依赖，提高新能源的装机量，才能在时间紧、任务重的情况下实现“碳中和”目标。为此，四川省发展改革委日前核准一批风电项目，总装机容量166.02万千瓦，总投资超117亿元，项目所在地主要涉及凉山、广元、绵阳、泸州等。此次新增核准风电项目属于四川省“十四五”规划的之一批风电项目，共18个，其中9个位于凉山州。规模更大的德昌县腊巴山风电场项目，装机规模19.2万千瓦，投资15亿元。这是雅砻江流域水电开发有限公司自主开发的之一个新能源项目，也是凉山州风电建设提速的标志性项目。风机介绍只要有风，风车就可以发电。而且风速越大，发电量就越大。按照一台55千瓦的风力发电组计算，风速为5米/秒时，机组输出功率可达9.5千瓦。风速8米/秒时，功率为38kW。一般风车都采用3片叶子，在额定风速下，发电功率与风轮扫掠面积成正比，即200个叶片的风轮与1个叶片的风轮都可以产生同样的功率。随着叶片数量的增加，风能利用的系数也在增加，但是在从3叶到4叶到5叶的过程中，风能利用系数增加的幅度，相比于1叶到2叶到3叶的增加的幅度要小很多，从成本角度讲，得不偿失。叶片越少，额定转速越高，转速高到一定程度，叶尖的圆周线速度很大，引起风阻也大，阻力矩限制了发电功率和转速的进一步提高。采用 HT 来构造轻量化的 3D 可视化风车，从不同的形态来还原风机的运行状况。科幻风格的线框式展示了风机的内部工艺构造，并结合两侧的2D数据面板，通过后台数据接入，实时监测了解风机的最新动态，如遇到风机故障可进行及时发现与修复，实现管理更大化。风机启停运行/线框模式切换：在风力电场的集控中心可查看风机的建设和运行情况，通过HT可视化大屏远程查看，及时了解风电场的各项基础数据。风力发电场利用风力发电的场合称为风电场(Wind Farm)，又称“风力发电场”。由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。通常按照风电场址的主导风向和地形，将机组排成阵列，尽量减少相互间的尾流影响。风电场可以安装在陆地上，也可以安装在海洋上。2021年海上风电异军突起，全年新增装机1690万千瓦，是此前累计建成总规模的1.8倍，目前累计装机规模达到2638万千瓦，跃居世界之一。到2025年，预计全球海上风电场的新增装机容量占全球新增风电总装机容量的比例将由2020年的6.6%提升至21.3%。《2030年前碳达峰行动方案》指出，到2030年，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。随着新增装机容量上升，光伏、风能在能源中的比重将大幅提升，预计2050年将超过70%。基于可再生能源的发电（主要是风能和太阳能光伏发电），在2020年至2060年间将增加7倍，届时将占发电总量的约80%。“富煤、少气、缺油”的能源资源特征决定了我国能源结构以煤炭为主，而煤炭是排放因子更大的一次能源，煤炭为主的能源结构是中国碳排放强度较高的一个重要原因，经济增长的同时调整能源结构将是未来中国实现“碳中和”目标的一道重要关卡。中国有五千多年文明史，除了造纸、活字印刷、火药、指南针四大发明外，在原始农业、水利、食品等各个领域的发明都先于西方国家。
犁耧——中国远古时代发明了石犁和木犁，战国时使用铁犁，西汉时使用犁壁。汉武帝搜粟都尉赵过发明三耧抪种器，可同时完成下种、覆盖、压实工序，一直使用到至今。
船舵——公元前100年左右，中国发明了固定在船上的舵，比用浆控制船的方向更加准确、省力。水轮——中国汉代先后发明和使用立式水轮和卧式水轮，唐代发明筒车，是世界上最早的水利工具。
瓷器——中国商代发明了原始青瓷，对人类生活产生了重大影响，元代青花瓷让古代瓷器进入新的发展阶段，宋代出现官窑，十八世纪，欧洲人把中国瓷器视为珍宝。
纺织——1972年长沙马王堆汉墓出土的素纱禅衣，衣长128㎝，袖长190㎝，用料2.6㎡，重49克不到一两，是世界上最轻的衣服，是现代工艺技术无法仿制的文物。
豆芽——《神农夲草纲目》称豆芽为“大豆黄卷，“ *** 蔬菜”。“有彼物兮，冰质玉质，子不入污泥，根不资于扶持”，是古代诗人对豆芽的赞誉。
豆腐——汉高祖刘邦之孙、淮南王刘安发明了豆腐，营养丰富，被后人誉为“植物肉”。
酿酒——考古学家在中国北部发现距今9000年前破碎陶瓷片的残留物，经捡验是大米、蜂蜜和水果发醇而来，实际上是历史上之一罐蜂蜜酒。酱——中国古代人用盐、酒、发酵肉做成酱，酱既是调味品，还可当作烫伤、烧伤外用药。二十四节气——中国古代订立的一种用于指导农业的补充历法，提醒人们敬畏和尊重大自然，顺应节气，按排农业生产，调理生活起居。科举考试——中国科举考试始于隋朝，持续至清代，尽管有不完善的地方，却是下层百姓进入上层的唯一机会，被西方人誉为中国第五大发明。
更新于：5个月前