郑和远航过程中，使用了当时先进的天文和地文航海技术。在地文航海方面，使用了世界上最先进的导航仪器——罗盘。天文航海技术方面，采用了“牵星术”，即据观测星的高度来确定所在地理纬度。《郑和航海图》是中国第一幅亚非航海图，也是世界上最早的航海图之一，图上共绘530多个地名，包括亚非30多个国家和地区，具有很高的可靠性和实用价值。

郑和下西洋，是我国古代航海事业鼎盛时期的标志，他所率领的船队首创了我国横渡大洋的纪录，开辟了亚非海上交通线，促进了世界经济、文化交流，并为世界地理大发现铺平了东方航路。

在展区内的大屏幕上，您可以看到3D动画演示的郑和下西洋的全过程，了解到郑和宝船以及航行中应用的科学技术。

38、洛阳桥

洛阳桥又名万安桥，位于福建省泉州市东郊的洛阳江上。桥长1200米，桥墩四十六座，是我国现存年代最早的跨海梁式大石桥。它与北京的卢沟桥，河北的赵州桥，广东的广济桥并称为我国古代四大名桥。

洛阳桥的修建由北宋泉州太守蔡襄主持，前后历时七年之久，耗钱一千四百万两建成。整个造桥工程规模巨大，结构工艺技术高超。在建桥过程中，我们的先祖创造了一种直到现代才被人们所认识的新型桥基——筏型基础。所谓的筏型基础就是沿着桥梁中轴线的水下底部抛置大量石块，形成一条横跨江底的矮石堤作桥基，然后在上面建桥墩，这种建造方式对中国乃至世界造桥科学都是一个伟大的贡献。为了巩固桥基，人们还在桥下养殖了大量的牡蛎，巧妙地利用牡蛎附着力强，繁殖速度快的特点，把桥基和桥墩牢固地胶结成一个整体，这是世界造桥史上别出心裁的“种蛎固基法”，也是世界上第一个把生物学应用于桥梁工程的先例。另外由于当时没有现代的起重设备，古人就采用“浮运架梁法”。他们利用海潮涨落的高低位置，架设桥面大石板，显示了他们非凡的才智。它的船形桥墩也颇具特色，十分有利于分水。

洛阳桥的建成是我国古代桥梁建筑史上的伟大创举，我国著名桥梁专家茅以升教授曾盛赞说，“洛阳桥是福建桥梁的状元”。

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39、铜录山采掘情景

我国古代的铜矿开采技术早在商周时期就已经达到了很高水平，当时采用竖井、斜井、平巷的联合挖掘，初步形成了地下开采系统，并且有效地解决了运输提升、井下通风、排水照明和井巷支护等问题。

位于湖北省大冶县的铜录山矿井是我国迄今发掘规模最大，生产时间最长的古铜矿遗址，它的开采年代从西周一直延续到汉代，累计产铜不少于八万吨。

该遗址采矿技术最显著的特点是采用竖井、斜井、盲井、平巷联合开拓法进行深井开采。最大井深达六十余米,低于地下水位二十余米。矿井采用符合力学原理的木框架支护技术。井下通风是利用井口高低不同所产生的气压差形成自然风流，同时关闭废弃井巷和在巷道内设置风墙以控制风的走向。井下采用竹签火把照明。排水是通过相互衔接的木制水槽将水引入排水巷道,再汇于水仓,集中提升到地面排走,构成完备的排水系统。

本展项根据西周到东周时期的井巷特点和对出土生产工具的研究制作而成，再现了春秋时期古代工匠开拓井巷、采掘装运矿石、排水、提升、运输的生产场面。有兴趣的观众朋友，可以选择按键，观看幻影再现的铜录山采掘工作场景。

40、汉代冶铁技术

这件展品利用缩小比例的可动模型展示了东汉时期的冶铁技术。公元前6世纪，中国人发明了液态生铁冶炼技术。这种技术是把铁矿石与木炭交替铺设在高炉中，通过加温到1150度到1300度，使其变成铁水流出，通过模具铸造成各种形状的铁器。大家可以看一下炉中交替铺设的木炭和铁矿石结构，以及从炉底流出的液态铁。

液态生铁冶炼技术发明之前，人们一直沿用赫梯人在公元前2000年发明的用低温固体还原方式把矿石炼成块炼铁的技术，用这种技术炼好一炉铁之后，必须打碎炉体，才能取出铁块，锻造成型，生产效率十分低下。炼出的固体铁的硬度也远远低于生铁。因此，由块炼铁到生铁，是炼铁技术史上的一次飞跃。

我国在公元前6世纪就发明了生铁冶炼技术，而欧洲直到14世纪才炼出了生铁。这主要得益于我国很早就发明了比较强的多橐鼓风系统和比较高大的竖炉。东汉初年，南阳太守杜诗发明了水排，用水推动鼓风机以节省人力，使冶铁

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技术又得到进一步提高。这一发明大约比欧洲早1100多年。

大家可以拉动风箱体验一下鼓风设备，这种活塞式的风箱出现于明代，沿用至今。它通过伸出风箱外的拉杆，驱动活塞往复运动，促使活瓣一起一闭，以达到鼓风的目的。

41、水转翻车

我国自古就是以农立国，与农业相关的科学技术取得了卓越的成就。水利是农业中最不可缺的一环，各朝政府都致力于兴修水利工程，但灌溉渠道大都分布在各大农业区，至于高地或是离灌溉渠道及水源较远之地，显然是无法顾及。于是中国人善用其智慧，发明了一些能引水灌溉的农具。比如大家现在看到的这件展品——水转翻车。

这是一种连续提水机械，《后汉书》记有毕岚作翻车，三国的马钧加以完善。最初设计的翻车，也叫龙骨车，它是以人力驱动，以链传动的方式将水从低处运往高处。展厅也有龙骨车的复原展品，有兴趣的观众可以亲自去操作一下。龙骨车可连续取水，且搬运方便，能及时转移取水点，是农业灌溉机械的一项重大进步，但它的缺点就在于太耗费人力。而这件展品水转翻车则弥补了龙骨车的不足，它利用水力驱动，将人力彻底解放了出来。水转翻车的记载始见于元代王祯的《农书》。这件展品则是根据明代宋应星《天工开物》中的插图而做的复原品。

水转翻车之所以能解放人力，在于它除了使用链传动装置外，还使用了多组齿轮传动。安装的时候，先在流水岸边挖掘一道深窄的沟渠，将翻车设置其中。把翻车的踏轴延伸，顶端安装一个竖轮，也就是直立转轮。然后在竖轮旁另外搭木设轴，轴上安装上下两个卧轮，也就是横躺转轮。上面的卧轮和竖轮的幅支，也就是齿轮的齿相间咬合。工作的时候，下面的卧轮被水流冲击，带动上面卧轮，再带动和上卧轮幅支相间的竖轮，利用齿轮连动原理，再带动置于一旁沟渠中的翻车，水便被运送岸上了。

水转翻车不仅省力，而且利用此方法输水灌溉可日夜不息，极大提高了农业生产的工作效率。

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42、水转大纺车

这件展品是我国古代水力纺纱机械——水转大纺车的模型。

水转大纺车是我国古代纺织机械方面的一项重大成就。它发明于南宋后期，元代盛行于中原地区，是当时世界上最先进的纺纱机械。

水转大纺车专供长纤维加拈，主要用于加工麻纱和蚕丝。麻纺车较大，全长约9米，高2.7米左右，由32枚转锭、加拈、水轮和传动装置等四个部分组成，用两条皮绳传动使锭子运转。这种纺车的特点是加捻与卷绕同时进行，无牵伸机构，用水力驱动，工效较高，每车每天可加拈麻纱100斤。

水转大纺车是一种相当完备的机器，与近代纺机构造原理基本一致，已具备动力机、传动机构和工具机。由模型的运动可以看出其动力机为水轮带动，传动机构由两个部分组成，一是传动锭子，二是传动纱框，用来完成加捻和卷绕纱条的工作。

43、水运仪象台

水运仪象台建于北宋元祐年间，距今900多年，台址位于北宋京城汴京（今河南省开封）。它是一座大型的天文钟，集计时报时、天文观测和星象显示三项功能于一体。其总高度将近12米，台底7米见方，堪称当时世界上最先进，技术综合程度最高的大型机械装置。

这座天文钟的结构分为三层：顶层为浑仪，用于观测星空，上方的屋形面板在观测时可以揭开；中层为浑象，用于显示星空；底层为动力装置及计时、报时机构，通过齿轮传动系统与浑仪、浑象相联，使这座三层结构的天文装置环环相扣，达到与天体同步运行。

水运仪象台正面的底层，为塔形报时装置，塔的最上一层有3个木人，中间着绿衣者每到一刻击鼓一声，右侧穿红衣者每到时初摇铃一次，左侧紫衣木人每到时正叩钟一下；最下两层为夜间值更者，举牌显示更点，并敲击金钲告诉人们某个更点已至。整个报时装置巧妙地利用了多个小木人，钟、鼓、铃、钲四种乐器，不仅可以显示时、刻，还能报昏、旦时刻和夜晚的更点。

水运仪象台以水为动力，但并非只是简单地用水冲击水轮，而是通过精巧的机械设计，利用流量稳定的水流实现等时精度很高的回转运动，藉以计时。水运

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