后来，为了便于观测太阳、行星和月球等天体，人们不断改进浑仪的结构和性能。方法是在浑仪内再添置几个圆环，也就是“环内再套环”，通过改进，使浑仪成为用途更多、更为精确的天文观测仪器。在对浑仪进行重大技术改进的过程中，东汉科学家张衡和唐朝天文学家李淳风贡献巨大。改进后的浑仪由三重圆环构成：最外面一重圆环叫做六合仪，包括地平圈、子午圈和赤道圈三个圈，表示东西、南北、上下六个方向；中间的一重叫做三辰仪，包括黄道环、白道环和赤道环三个相交的圆环，分别表示日、月、星辰的位置；最里面的一重叫做四游仪，由四游环和窥管组成。三辰仪可以绕着极轴在六合仪里旋转，四游仪又可以在三辰仪里旋转。改进后的浑仪是当时世界上最先进的天文仪器之一。但是浑仪也有个缺陷，就是它的环圈重复，相互交错，遮掩了大片天区，缩小了观测范围。后来，元代杰出的天文学家郭守敬创造亍简仪，即将浑仪拆分为赤道装置和地平装置两个独立的装置，弥补了这一不足。
浑象，又称天体仪，是我国古代一种用于演示天象的仪器。用它可以直观形象地了解日月星辰的相互位置和运动规律。
最早的浑象是西汉耿寿昌制造的，而有明确记载的浑象当属东汉张衡制造的水运浑象。张衡还在水运浑象上安装了一套传动装置，利用相当稳定韵漏刻的水推动铜球均匀地绕金属轴转动。
浑象的主要组成部分是一个空心大铜球。球面上刻有纵横交错的网格，用于度量天体的位置，球面上凸出的小圆点代表天上的亮星，严格地按照亮星之间的相互位置标刻。整个铜球可以绕一根金属轴转动，转动一周代表一个昼夜。球面与金属轴相交于两点，即南天极和北天极。两个极点的指尖，固定在一个南北正立着的大圆环上。大圆环垂直地嵌入水平大圈的两个缺口内，下面四根雕有龙头的立柱支撑着水平大圈，托着整个天体仪。
六、汉代的纺织机械及纺织技术
美丽的绮罗，柔软的绡纱，丰富多彩的花纹，这些古老美观的纺织品，都是由纺织机织出来的。
我国早期简单的纺织机械有纺车和布机。纺车用来纺纱，布机用来织造一般布帛。我国汉代的纺车是由一个大绳轮和一根插置纺锭的铤子组成。轻轻摇动绳轮，铤子就被迅速转动起来，既可加捻或合绞纱料，又能随即把加捻或合绞的纱料绕在纺锭上。这种纺车跟后世纺车已基本相同。布机是由经轴、卷布轴、马头（提综杆）、蹑（脚踏木）和综框等主要部件加上一个适于操作的机台组成。脚踏蹑来提沉马头和综框，经纱上下交换梭口，进而投梭引纬、再打纬。布机的作用，提高了织布的速度和质量。
这些简单机械只能织平纹的织物，要想织造有复杂花纹图案的织物，就需要在织机上加一个提花装置，提花机因此就被发明出来。
我国是世界上最早发明提花机的国家。在数千年浩瀚的历史长河中，我国发明的各式提花机一直遥遥领先，早在3000多年前的商代就有了提花设备。到了汉代，提花机形趋于成熟，性能更加完备，应用也更为广泛。在《西京杂记》中有这样的记载，西汉宣帝时，巨鹿（今河北省巨鹿县）陈宝光之妻发明了一种新提花机，用120蹑，60天就能够织成一匹散花绫，“匹值万钱”。这种提花一机用多蹑多综来提沉经纱，能织造出花纹各异的织品。
汉代的提花机已经是具有机身和织造系统的联合装置，各种主要部件已具备，完全可以织造出任何复杂变化的纹样来。汉代王逸在《机妇赋》中这样描绘提花机：“狡兔耳伏，若安若危。猛犬相守，窜身匿蹄。高楼双峙，下临清池。”形象而生动地描绘了提花机织造的全过程。
上述所提及的纺织机械，在当时是世界上最先进的机具。欧洲直到7世纪才从中亚、西亚辗转得到中国提花机，到了13世纪才在织机上安装蹑。中国的提花机对欧洲的提花技术发展产生了极其深远的影响。
汉代提花机的使用和改进，反映了我国汉代纺织技术已经达到了很高的水平。
在汉代，我国的纺织业非常繁荣。仅汉武帝元封元年（前110年）一年，朝廷从民间征集而来的帛就达到500万匹。在这种大环境下，妇女积极投入纺织行业生产之中，她们的聪明才智得到极大的发挥。纺织技术也不断得到提高。
在湖南省长沙市马王堆汉墓出土的大量纺织品，从一个侧面反映了汉代的纺织技术水平。
在马王堆一号汉墓中，出土了高级成衣50余件，单幅丝织品46卷，还有各种绣枕、巾、袜、香囊等等，种类繁多，精美绝伦。其中有一种平常织物——绢，其经线密度在80~100根之间，最密的情况下达到164根，纬线的密度是经线的1/2～2/3。这组数据表明当时已有了很先进的织机。
马王堆汉墓中也出土了不少素色提花的绮和罗，以及各色的锦。花纹图案相当丰富，有菱纹、矩纹、对鸟纹、杯形纹、孔雀纹、茱萸纹、花卉纹等等，配色自然而得体。可见当时的纺织技术是非常高超的。
七、造纸术的发明
造纸术是我国的四大发明之一，影响深远。造纸术的发明与蔡伦关系密切。他在造纸技术的发明和发展上的卓越贡献将彪炳史册，万古流芳。
蔡伦，字敬仲，桂阳人，是东汉时期杰出的科学家。
蔡伦从东汉明帝刘庄末年开始在宫禁做事。汉和帝刘肇登基之后，他很快成了和帝最宠信的太监之一，负责传达诏令、掌管文书，并参与军政机密大事。
史载蔡伦非常有才学，为人敦厚正直。因为其杰出的才干，他被授尚方令之职，负责皇宫用刀、剑等器械的制造。在他的监督之下，这些器械都被制造得十分精良，后世纷纷仿效。
在做尚方令期间，蔡伦系统总结了西汉以来造纸方面的经验，并进行了卓有成效的试验和革新。在原料的利用方面，他不仅变废为宝，大胆取用“麻头及敝布、渔网”等废品为原料，而且独辟蹊径，开创利用树皮的新途径。此举使造纸技术从偏狭之处挣脱出来，大大拓宽了原料来源，降低了造纸的成本，使纸的普及应用成为可能。更值得一提的是，他用草木灰或石灰水对原料进行浸沤和蒸煮的方法，既加快了麻纤维的离解速度，又使其离解得更细更散，大大提高了生产效率和纸张的质量。这也是造纸术的一项重大技术革新。
元兴元年（105年），蔡伦将自造的纸呈给汉和帝，受到和帝的大力赞赏，朝野震动。人们纷纷仿制，天下皆称“蔡侯纸”。
安帝年间（114年），和帝的皇后邓太后因蔡伦久侍宫中，做事勤恳且颇有成绩，封他为龙亭侯。
蔡侯纸的出现，标志着纸张取代竹帛成为文字主要载体时代的到来。廉价而高质量的纸张，有力地促进了知识、思想的大范围传播，使古代大量文字信息得以保存，促进了人类文明的进步。
在造纸术没有发明以前。我国古代使用龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍、缣帛作为书写材料。龟甲、兽骨、金石对书写工具要求很高，需要刻。简牍呢，笨重不便，而且翻阅起来，中间串的绳很容易断裂，造成顺序混乱。缣帛虽轻便，可是价格十分昂贵，一般人消费不起。纸的发明满足了人们对轻便廉价书写材料的迫切需求，引发了书写材料的一场空前的革命。
造纸术一经发明，就被人们广泛使用。在以后的朝代里，人们对造纸术进行不断的改良和提高，工艺越来越先进，纸的质量也越来越高，品种也越来越丰富。造纸的主要原料也从破布和树皮发展到麻、柯皮、桑皮、藤纤维、稻草、竹以及蔗渣等等。
我国发明的造纸术，对世界文明影响深远。造纸术大约在7世纪初传人朝鲜，隋时传人日本。8世纪，唐朝工匠将造纸术传人阿拉伯，在撤马尔罕办起造纸厂，此后又传人巴格达。10世纪传人大马士革、开罗，11世纪传人摩洛哥，13世纪传入印度，14世纪传人意大利，然后传到德国和英国，16世纪传人俄国和荷兰，17世纪传人美国，19世纪传人加拿大。
综上所述，我们不难看出，我国的造纸术在公元前2世纪到18世纪的2000多年里，一直处于世界领先水平。
八、炼土成器的陶瓷技术
石在烈火中煅烧，可以炼成钢铁。泥土在火焰中燃烧会产生什么？多数人会回答是砖，其实泥土在更早的时期主要是烧制陶器和瓷器。陶瓷技术是人类的传统工艺，也是历史上的重大发明。这项技术最早出现于原始社会，是新石器时代的一个重要标志。人们在劳动中学会了制作陶器，也给生活带来了美丽和方便。
陶瓷是以黏土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。无论是最粗糙的土器，还是最精细的精陶和瓷器，都属于它的范围。它是陶器和瓷器的统称，但研究陶瓷的专家学者大多把陶文化与瓷文化统一称做陶瓷文化。陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物（如黏土、石英等），因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。
陶和瓷并不是一种东西。陶器是用泥巴（黏土）捏制成型晾干后，用火烧出来的，是泥与火的结晶。从河北省阳原县泥河湾地区发现的旧石器时代晚期的陶片来看，中国陶器的生产距今已有11700多年的悠久历史。而瓷器则是由富含石英和绢云母等矿物质的瓷石、瓷土或高岭土烧制而成的，它的烧成温度也和陶器有着很大的差距。通常，陶器的烧成温度在600℃～900℃，而瓷器的烧成温度在1200℃左右。因为陶器烧成的温度低，所以和瓷器相比，陶器的硬度要差些。
青花瓷作为一种瓷器釉彩名，是白底蓝花瓷器的专称。典型青花瓷器是用钴料在瓷坯上描绘纹饰，然后施透明釉，在高温中一次烧成。由于蓝花在釉下，因此属于釉下彩。青花瓷最先出现于唐宋时期，大多成品底色为纯白或粉白，花纹颜色为青黑、深蓝。元代是中国青花瓷器烧造工艺发展历史上的重要时期。元青花瓷以景德镇为代表，其制作精美而传世极少，所以异常珍贵。它是中国陶瓷史上的一朵奇葩，开辟了由素瓷向彩瓷过渡的新时代。
所谓釉上彩，就是在烧好的素器釉面上进行彩绘，再入窑经过600℃~900℃烘烤制成的。而釉上五彩，是以红、黄、绿、蓝、紫等各种带玻璃质的彩料，按图案纹饰需要施于釉上，在瓷胎上用生料、钒红勾线，用单线平涂的方法，再经“彩炉”（在800℃~900℃之间）二次焙烧而成的一种古彩。由于它红绿分明，层次较少，色彩鲜明透彻，故又称硬彩。其色彩明净晶莹，色调对比强烈，形象概括夸张，线条刚劲有力，具有浓厚的民族艺术风格。
九、火药的发明
中国的道士们一心一意求仙炼丹，却偶然地制造出了火药，这真是意外的发明。后来，火药与指南针、印刷术、造纸术一起成为这个文明古国的标志。
火药是中国古代四大发明之一，它的起源与炼丹术有着密切的关系，是古代道士在炼丹时无意中配制出来的。火药是硫黄、硝石、炭的混合物。这三种化学物质均可人药，因而制成火药后，火药也被归入药类。明代李时珍的《本草纲目》中说，火药能治疮癣、杀虫、辟湿气和瘟疫。
三国时期，道教盛行。当时的道士们都希望通过修炼达到长生不老的境界，于是潜心炼制所谓的仙丹。由于硫黄、硝石、炭在古代的医书里都是人药的良方。所以就有道士把它们混在一起来炼制仙丹，没想到，这一混，没混出仙丹，却造出了火药来。
火药在后来渐渐发展成武器。在唐朝末年，火药便已被用于军事。史书上记载，唐昭宗天祐占元年（公元904年），杨行密的军队围攻豫章，部将郑瑶“所部发机飞火，烧龙沙门，带领壮士突火先登入城”。这里所说的飞火，就是火炮、火箭之类。火炮是把火药制成环状，把吊线点燃后用抛石机掷出去，火箭则是把火药球缚于箭镞之下，将吊线点燃后用弓射出。到了宋代，战争接连不断，火药作为武器也随之加速发展。北宋政府专门建立了火药作坊，先后制造了火箭、火炮等以燃烧性能为主的武器和“霹雳炮”、“震天雷”等爆炸性较强的武器。南宋时造出了以巨竹为筒、内装火药的“突火枪”。到了元代又出现铜铸的火筒，称为“铜将军”。这些以火药的爆炸为推动力的武器，在战争中显示了前所未有的威力。
大约在12、13世纪，火药首先传人阿拉伯国家，然后传到希腊和欧洲乃至世界各地，对人类社会的文明进步，对经济和科学文化的发展，起了巨大的推动作用。英、法等国直到14世纪中叶，才有应用火药和火器的记载。
但是，究竟火药是什么时候发明的，究竟是由谁发明的，史书上并没有明确的记载。公元808年，唐朝炼丹家清虚子撰写了《太上圣祖金丹秘诀》，其中的“伏火矾法”是世界上关于火药最早的文字记载，中国学术界由此认为火药的发明不迟于公元808年。但作为火药最主要的原料——硝的熬制地点在哪里？
据专家考察，在四川老君山地区有朝阳洞、天雨洞、高官洞等十几个人工开凿的山洞，在这些山洞中，发现了排列有序、用来生产的硝池，以及堆积如山的下脚料、废弃物和生活用的灶台等。专家们根据现场的发现推断，当时提炼硝的技术已经相当成熟，用一担土可以提取8～12两硝。而且，当时造火药的规模很大，一个灶台起码可以为100多人提供一天的伙食。
