Ciencia y tecnología de la dinastía Song

Ladinastía Song(960–1279d. C.) aportó significativosavances tecnológicosen lahistoria de China, muchos de los cuales fueron fruto del trabajo de funcionarios estatales talentosos, reclutados por el gobierno a través de los llamadosexámenes imperiales.
La capacidad inventiva en materia deingeniería mecánicaavanzada enChinacontaba ya con una larga tradición histórica; el ingenieroSu Songescribió que su trabajo y el de sus contemporáneos se apoyaba en los logros de inventores anteriores, como los delastrónomoeinventorZhang Heng(78–139), considerado como uno de los pioneros en el uso de herramientasmecánicas.​ El empleo detipos móvilesen la impresión fue una evolución del sistema deimpresión xilográficaya ampliamente extendido en la educación y entretenimiento de las masas y de los estudiantesconfucionistas. De forma semejante, el aprovechamiento de lapólvorapara el desarrollo de nuevasarmas de fuego, comocañones, permitió a la dinastía Song repeler a sus enemigos militarizados —las dinastíasLiaoyJin, así como elImperio de Xi Xia— hasta colapsar frente a la invasión delejército mongoldeKublai Kanen el sigloXIII.
Durante este período se llevaron a cabo notables avances en áreas como laingeniería civil, lanavegacióny lametalurgia, además de introducirse en la región losmolinos de vientoy elpapel moneda. Estos acontecimientos, sumados a los avances científicos del período, propiciaron una revolución económica y contribuyeron a sustentar la expansión comercial que experimentó China en esa época.
El desarrollo tecnológico y científico durante la dinastía Song estuvo marcado por la contribución de personalidadespolímatas, comoShen Kuo(1031–1095) ySu Song(1020–1101), que son reconocidas como impulsores de los primerosconocimientos empíricosyavances tecnológicosen esta era.
Shen es famoso por descubrir el concepto denorte verdaderoy ladeclinación magnéticahacia elPolo Norteal realizar cálculos más precisos delmeridiano astronómico, y arreglar los cálculos de la posición de laestrella polar, que cambiaba durante los siglos.​ Esto permitió a los marineros navegar los mares con una mayor precisión, usando labrújulamagnética de agujas, descrita de igual forma en primera instancia por Shen.​ Asimismo, este polímata logró notoriedad por su descripción escrita deBì Shēng, el inventor de lostipos móvilesdeimprenta. Interesado en lageología, Shen formuló una teoría degeomorfologíaycambio climáticoa través del tiempo después de hacer observaciones sobrefenómenos naturalesinusuales.​​ A partir de los conocimientos contemporáneos sobreeclipses solaresylunares, teorizó que el Sol y la Luna tenían forma esférica, no plana, expandiendo así los razonamientos de astrónomos chinos anteriores.​ Junto con su compañeroWei Pu, en el Consejo de Astronomía, Shen utilizóhipótesiscosmológicaspara describir las variaciones de lasórbitasplanetarias, incluyendo laretrogradación.​​ Uno de sus más grandes logros en este rubro, con la ayuda de Wei Pu, fue la corrección del error en el cálculo de la órbita lunar, gracias al registro y trazado diligente de la trayectoria orbital de este cuerpo celeste durante cinco años, con una frecuencia de tres veces por noche.​
Desafortunadamente, Shen tenía muchos rivales políticos en la corte decididos a sabotear sus trabajos. Aunque la corte aceptó todas sus correcciones del error lunar y solar, solo adoptó de forma parcial las rectificaciones de las trayectorias orbitales de los planetas y sus diferentes velocidades.​ Uno de sus rivales políticos en la corte fue Su Song, quien había redactado un famoso tratadofarmacéuticoen 1070, conocido comoBencao Tujing, que incluía diversas notas debotánica,zoología,metalurgiaymineralogía.​​ Igualmente, describía diversas aplicaciones medicinales, incluyendo el uso de laefedrinacomo droga farmacéutica.​ A Su Song también se le atribuye la elaboración de unatlascelestial que reunía cincomapas estelares,​ mientras que su extenso e ilustrativo trabajo encartografíacontribuyó a la resolución de una acalorada disputa entre la dinastía Song y su vecinoKitán, de ladinastía Liao.​ No obstante, su trabajo más notable fue la construcción de unreloj astronómicohidráulico, con unaesfera armilaren su superficie, que había sido erigido en la capital deKaifengen el año 1088.​ Para latorre de ese reloj, empleó unmecanismo de escapeque solo dos siglos más tarde sería aplicado a losrelojesde todo el continente europeo.​​ Además, el reloj se destacó por ser la primera edificación en todo el mundo en utilizar unatransmisión por cadenade circuito continuo, tal y como se describe en el tratadohorológicode Su Song, redactado en 1092.​
En conclusión, ambos casos demuestran el afán de los Song por incorporar funcionarios altamente capacitados e instruidos en diferentes ciencias, a fin de obtener beneficios para la administración, la guerra, la economía y la población.
De esta forma, intelectuales como el versátil Shen Kuo se adentraron en ramas del conocimiento tan diversas como lasmatemáticas, lageografía, lageología, laeconomía, laingeniería, lamedicina, lacrítica de arte, laarqueología, laestrategia military ladiplomacia, entre otras.​​ En una misión de la corte para inspeccionar una región fronteriza, Shen Kuo elaboró unmapa con relieveen madera yaserrínmojado con el cual buscó mostrar las montañas, caminos, ríos y pasajes a otros oficiales.​ También llegó a calcular el número total de posibles situaciones en unjuego de mesay, en otra ocasión, la mayor extensión posible para una campaña militar en virtud de la cantidad total de personas que transportarían su comida y la de otros militares.​ Célebre por mejorar el diseño delreloj de aguacon el propósito de lograr unainterpolaciónmás eficiente, así como por el diseño de la esfera armilar, elgnomony el tubo de observación astronómica, al cual incrementó el ancho para mejorar la observación de la estrella polar y de otroscuerpos celestes,​ Shen Kuo experimentó adicionalmente con lacámara oscura, solo unas décadas después de queIbn al-Haytham(965–1039) lo hiciera por primera vez.​
Además de Shen Kuo y Su Song, muchas otras figuras contribuyeron al desarrollo tecnológico de este período. Aunque elodómetro(instrumento que se usa para medir la distancia recorrida por un vehículo y que acoplaban a la tracción de un carro) ya era conocido enChinadesde la época de ladinastía Han, elSong Shi(una compilación de documentos oficiales publicada en el año 1345)​ proporciona una descripción de dicho dispositivo mucho más detallada y profunda que otras fuentes chinas más antiguas. El citado documento afirma:
Lo que sigue es una largadisertaciónrealizada por elchambelánLu Daolong acerca de las mediciones de distancia y el tamaño de las ruedas y engranajes.​ No obstante, el párrafo final proporciona una descripción sobre el modo de funcionamiento del dispositivo:
Además, en el período Song (y en una ocasión durante el anterior período Tang) el dispositivo del odómetro se combinó con el dispositivo delcarro que apunta al Sur, inventado por el antiguo ingeniero mecánico chinoMa Jun(200–265). Este aparato consistía en un vehículo con ruedas que hacía uso de un complejo sistema de engranajesdiferenciales, utilizados en losautomóvilesactuales para aplicar cantidades iguales detorsióna las ruedas mientras estas giran a velocidades distintas cuando el vehículo gira. Los engranajes diferenciales se incorporaron con el fin de mantener una figura de accionamiento mecánico apuntando hacia una posición fija en el Sur. Así, el dispositivo utilizaba mecánica avanzada en lugar del magnetismo de unabrújula, con vistas a navegar y orientarse. A su vez,Yan Su(961–1040), director de división en el Ministerio de Obras, recreó un dispositivo del carro que apunta hacia el Sur en 1027, y sus especificaciones acerca de la creación del dispositivo se recogen en el tratadoSong Shi.​ Esto no resulta sorprendente, puesto que Yan era de alguna forma un polímata, al igual que Shen Kuo y Su Song. Yan mejoró elreloj de agua, escribió sobre la teoría matemática de laarmonía, teorizó sobre lasmareas, etc.​ Sin embargo, el texto delSong Shiregistra que fue el ingeniero Wu Deren quien combinó por primera vez el carro que apunta al Sur con el odómetro, en el año 1107:
El texto pasa a continuación a describir con todo detalle el intrincado diseño mecánico de los dos dispositivos combinados en uno solo.
Aparte de las contribuciones a larelojeríay las mejoras hechas a lasesferas armilareshidráulicas, los odómetros y los vehículos mecánicos con brújulas, se inventaron otros dispositivos destacables durante este período. Aunque las referencias literarias sobre estanterías y bibliotecas giratorias mecánicas existentes entemplosbudistasse remontan al año 823 (durante ladinastía Tang),​ estas alcanzaron notoriedad durante la dinastía Song.​ Es más, la biblioteca giratoria más antigua que se conserva data del período Song (sigloXII) y se encuentra en elMonasterio de Longxing, situado en la provincia deHebei.​​ Se sabe que existieron hasta nueve estanterías giratorias en la dinastía Song; una de ellas se halla ilustrada en el libroYingzao Fashi(Tratado sobre métodos arquitectónicos), de Li Jie, publicado en 1103.​​ La estantería giratoria del año 1119, ubicada en el templo Kaifu, cerca deChangsha, tenía cinco ruedas que giraban simultáneamente,​ mientras que la del templo Nanchan, deSuzhou, presentaba un sistema defrenoscon un mecanismo que resulta aún controvertido (lossinólogoscontemporáneos todavía no están completamente seguros de cuál era su funcionamiento exacto, dado que los primerosfrenos de cintas o bandas curvasaparecieron en Europa durante la época deLeonardo Da Vinci).​ Tiempo después, en 1420, el viajeromusulmánShah Rukh (hijo delcaudilloturco-mongolTamorlán) llegó a la China gobernada por el emperadorYonglede la dinastíaMingy describió una estantería giratoria ubicada en la provinciaGansu, a la cual denominó «quiosco»:
Posteriormente, en 1588, un artilugio similar a las estanterías giratorias, larueda de libros, fue inventado enItaliaporAgostino Ramelli(1531-1600).​
El historiador británico de la ciencia y tecnología de ChinaJoseph Needham(1900–1995) escribió que en el campo de laindustria textillos chinos inventaron la rueda deencanillaren el sigloXII,​ y señaló también que lacorrea de transmisiónmecánica ya era conocida desde el sigloXI.​ El libroCan Shu(«Libro deSericultura», 1090) de Quin Guan describe una máquina devanadora desedaque incorporaba un «proto-volante» (proto-flyer) oscilante y en la que el mecanismo de la rueda principal a la que se ligaba la seda era maniobrado por el movimiento de unpedal.​ En dicho dispositivo, el eje giratorio del volante, oflyer, se activaba simultáneamente por medio de una correa de transmisión secundaria.​ La máquina sería retratada en una ilustración del libroGeng Zhi Tu, de 1237,​ apareciendo de nuevo en una imagen más elaborada de un libro publicado a principios del sigloXVII.​ El libro de Qin Guan de 1090 aseguraba que:
Sin embargo, en un texto de 1986, Robert Temple refirió que el primero en mencionar la transmisión por correa fueYang Xiong(53–18 a. C.) en suDiccionario de expresiones locales, escrito en el 15 a. C.​ Sobre esto, Temple escribió: «Se desarrolló para ser usado en máquinas relacionadas con la manufactura de la seda, especialmente una que se llamaba máquina de encanillar o devanar, la cual envolvía las largas fibras de seda en bobinas para las lanzaderas del tejedor».​ Asimismo, Temple añadió que la máquina de devanar ya mencionada había aparecido de nueva cuenta en el libroAmpliación del expositor literario, redactado entre el 230 y 232 d. C.​ Se considera que un cordón o soga interminables pudieron haber sido usados en el dispositivo de las ruedas hidráulicas de Du Shi, sirviendo así de fuente energética para los fuelles de los altos hornos en el sigloI.​ Para más información sobre esto último, véase la sección de «energía eólica».
La tecnología deimpresióncontipos móvilesfue inventada en el sigloXIporBì Shēng(990–1051), cuyo trabajo fue registrado porShen Kuoen el ensayoMen Xi Bi Tan(夢溪筆談／梦溪笔谈, traducible como «Discusiones de pincel desde un arroyuelo onírico»).​ Los tipos móviles, junto a laimpresión por medio de sellos de madera, incrementaron considerablemente los niveles dealfabetización, gracias a la producción masiva de materiales impresos. Lo anterior significó que a partir de ese momento los padres podían alentar a sus hijos para que aprendieran a leer y escribir, animándolos a pasar laspruebas de selección imperiale integrarse en la crecienteburocraciainstruida china. La impresión mediante este procedimiento alcanzaría un desarrollo ulterior enCorea, durante el reinado de ladinastía Chosŏn, cuando loscaracteresdearcillacocida creados por Bì Shēng fueron desplazados por los demetalen 1234.​ Más tarde, los tipos móviles de Shēng serían perfeccionados por el oficialWang Zhen(1290-1333), quien inventó un tipo móvil de madera hacia 1298, y por eleruditoHua Sui(1439-1513), que inventó el tipo móvil de bronce en China en 1490, si bien para ese entonces los coreanos ya tenían tipos móviles de metal, mientras que Wang Zhen había experimentado con las primeras piezas deestaño.​ Aunque estas técnicas de impresión prevalecerían durante siglos como la principal forma de impresión en China, laimprentaeuropea (que empleaba la prensa de tornillohelenística) sería finalmente adoptada por los países deleste asiático.
En relación con la imprenta, la producción masiva depapelpara escribir ya estaba bien establecida en territorio chino. El proceso para la creación del papel se había perfeccionado y estandarizado gracias a la labor de uneunucode la corte,Cai Lun(50–121), en 105, durante la dinastía Han, por lo que su uso se habría extendido en torno al sigloIII.​ La dinastía Song fue el primer gobierno del mundo que emitió dinero en forma depapel moneda: el billete de banco (Jiaozi, 交子, yHuizi, 惠子).​ Elpapel higiénicose usaba en toda China desde el sigloVI,​ mientras que las bolsas de papel para conservar el aroma de las hojas de té se introdujeron hacia el sigloVII.​ Asimismo, en la época de la dinastía Song, la corte recompensaba a los oficiales gubernamentales que habían prestado un servicio notable con regalos consistentes en papel moneda envuelto en unsobrede papel.​ Durante esta misma época, las industrias independientes, así como las patrocinadas por el gobierno, se desarrollaron para responder a las necesidades de una población en crecimiento que ya superaba los cien millones de habitantes. Por ejemplo, para la impresión de papel moneda, la corte de los Song estableció variascecasgubernamentales y fábricas en las ciudades deHuizhou,Chengdu,Hangzhouy Anqi.​ La cantidad de personal empleado en esas fábricas de papel moneda era considerable, pues en 1175 se constató que la sola fábrica de Hangzhou empleaba a más de un millar de trabajadores al día.​
Las mejoras en la tecnología militar ayudaron a la dinastía Song a defenderse de sus vecinos hostiles del norte. Ellanzallamastuvo sus orígenes hacia el sigloVIIen laGreciabizantina, y su función era arrojarfuego griego(un fluido a base depetróleoconfórmula químicacompleja y altamenteinflamable) mediante unamanguera de sifón.​ La primera referencia al fuego griego en China data de 917 y se encuentra en el escritoShiguo Chunqiude Wu Renchen.​ En 919, la bomba de expulsión con sifón se utilizó para esparcir un «aceite de fuego feroz»,​ que no podía apagarse con agua, según relató Lin Yu en suWuyue Beishi, primera referencia china fiable donde se menciona el lanzallamas que empleaba la solución química del fuego griego (elPen Huo Qi, 噴火器).​ El mismo autor mencionaba también que el «aceite de fuego feroz» provenía, en última instancia, de los contactos marítimos de China en los «mares del sur»,Arabia(Dashiguo).​ En labatalla de Langshan Jiang, en 932, laflota navaldelrey Wenmu de Wuyuederrotó a la armada deWu; la victoria de Wuyue se debió, en gran parte, al uso del aceite inflamable (huo you) para quemar la flota, suceso que representa el primer uso chino de lapólvoracon fines bélicos.​ Además, los chinos pusieron en práctica el uso defuellesde doblepistónpara bombear petróleo de un único cilindro (con movimientos hacia arriba y hacia abajo), que luego era prendido en el extremo por una mecha de pólvora de combustión lenta, con vistas a mantener un flujo continuo dellama.​ Este dispositivo apareció en una descripción acompañada de ilustraciones delcompendiomilitarWujing Zongyao, en 1044.​ Durante la supresión de ladinastía Tangen el reino Nantang o reino Tang del Sur (976), las primerizas fuerzas navales de la dinastía Song se enfrentaron a las fuerzas enemigas en el ríoYangtsé. El conjunto Tang intentó utilizar los lanzallamas contra la marina Song, pero accidentalmente terminó consumiéndose por su propio fuego cuando violentas ráfagas de viento soplaron en su dirección.​
Aunque los efectos destructivos de lapólvoraya los había descrito unalquimistataoístade la dinastía Tang, las primeras fórmulas químicas escritas de este compuesto provienen del textoWujing Zongyaode 1044, donde se describen bombas explosivas arrojadas porcatapultas.​ Los primeros desarrollos de armas de fuego ligeras y cañones con proyectiles de fuego más antiguos tuvieron lugar en la China Song tardía. La primera representación artística china de una «lanza de fuego» (combinación de un lanzallamas con un fusil) se halla en un muralbudistadeDunhuang, que data de 950 aproximadamente.​ El uso de estas «lanzas de fuego» se había extendido a comienzos del sigloXII, y consistían en palos debambúahuecados que se utilizaban a manera de tubos para disparar partículas de arena con las que cegaban o asfixiaban al oponente, perdigones deplomo, trozos de metal afilados y fragmentos de cerámica, así como grandesflechasimpulsadas con pólvora yartillería de cohetes.​ Finalmente, se reemplazó al poco duradero bambú por tubos huecos dehierro fundido, cambiando también con ello su denominación, de «lanza de fuego» (huo qiang) a «tubo de fuego» (huo tong).​ Este ancestro de las armas de fuego se complementó con el antecesor del cañón, al cual los chinos se referían desde el sigloXIIIcomo la «recámara lanzadora de múltiples balas» (bai zu lian zhu pao), un tubo de bronce o hierro fundido que se llenaba con unas cien bolas de plomo.​
La representación antigua más conocida de un cañón es unaesculturaradicada en unacuevadeSichuan, datada en 1128, que retrata a una persona que lleva unabombardaen forma de vasija con llamas y una bala de cañón.​ Sin embargo, el descubrimiento arqueológico más antiguo de unapistolacon cañón metálico se halla en una excavación china enHeilongjiang, y que data de 1288.​ Los chinos descubrieron igualmente el potencial explosivo de llenar con pólvora balas de cañón ahuecadas. Más tarde, en el escrito deJiao YuHuolongjing(publicado a mediados del sigloXIV), se informa sobre un cañón de hierro fundido de la época Song conocido bajo la denominación de «lanzador atronador de nubes voladoras» (fei yun pi-li pao). El manuscrito aseguraba que:
Como se señaló anteriormente, el cambio en la terminología usada para estas nuevas armas se dio gradualmente durante el período Song. Los primeros cañones de esta era se denominaron de la misma manera que elfundíbulo o trabuquetechino. Tiempo después, un erudito de ladinastía Ming, conocido comoMao Yuanyi, explicó este uso de la terminología y los verdaderos orígenes del cañón, en su textoWubei Zhi, escrito en 1628, donde se lee:
El tratado militarHuolongjing, del sigloXIV, es uno de los primeros textos chinos en describir detalladamente el uso de lasminas terrestres, artefactos que habían sido utilizados en los últimos años de la dinastía Song para defenderse de losmongolesen 1277, así como más tarde se emplearon durante ladinastía Yuan.​ La innovación de las minas con detonador se atribuyó a un tal Luo Qianxia, en el curso de la campaña de defensa contra la invasión mongola deKublai Kan.​ Textos posteriores han revelado que este tipo de explosivos funcionaban mediante un cabo de desgarre o bien consistían en trampas detonadoras en las que un percutor liberaba unos pesos que hacían rotar unallave de ruedadepedernal, hecha de acero, que producía chispas que prendían las mechas de las minas dispuestas en serie a modo detraca.​
En adición a lo anterior, la dinastía Song empleó con fines bélicos, a finales del sigloXIII, los primeroscohetesde propulsión por pólvora conocidos en la historia,​ cuyos antecedentes tecnológicos directos eran las arcaicasflechas de fuego. Cuando la ciudad deKaifeng, una de las principalescapitalesde la China Song, sucumbió ante la invasión del puebloyurchenen 1126, Xia Shaozeng documentó que un total de 20 000 flechas de fuego se entregaron a los yurchen tras la conquista.​ Un texto todavía más antiguo, el ya citadoWujing Zongyao, describe el uso de unabalistade triple arco que disparaba flechas que, a su vez, sostenían paquetes de pólvora cerca de la punta.​ Retrocediendo aún más en el tiempo, elWu Li Xiao Shide Fang Yizhi (1630; 2ª ed. 1664) menciona que se presentaron flechas de fuego al emperadorTaizú, fundador de la dinastía Song, en el año 960.​
En la antigua China, lasesclusasde diversos tipos ya eran conocidas por lo menos desde el sigloIa. C. (pues las fuentes de esa época no aluden a ellas como innovaciones), siendo utilizadas durante la antiguadinastía Han(202 a. C. - 220 d. C).​ Sin embargo, en el año 984 se construyó la primera esclusa de dos compuertas, por obra del ingeniero Qiao Weiyo, comisionado adjunto de transporte para la ciudad deHuainan.​ En esa época los chinos tenían problemas con el tráfico degabarras, o barcazas, en la sección de Shanyang Yundao delGran Canal, pues los barcos generalmente quedaban destruidos al pasar por los varaderos dobles, permitiendo que su carga de granos, destinados a pagar los impuestos, fuesen robados porbandidoslocales. El texto del tratado históricoSong Shi(compilado en 1345) menciona que en el año 934:
Esta práctica pasó a generalizarse y fue registrada incluso por el científico y polímata chino Shen Kuo en su mencionada obraMen Xi Bi Tan(1088), en la que explica que el establecimiento de compuertas de esclusas en Zhenzhou (se presume que podría haberse referido a Kuozhou, provincia radicada en un área limítrofe alYangtze), durante el reinado de Tian Sheng (1023-1031) sustituyó a los 500 obreros que eran contratados anualmente para el mantenimiento del canal, con lo que la suma de lo ahorrado alcanzaba 1.250.000 endinero en efectivopor año.​​ Asimismo, Shen Kuo escribió que el viejo método de subir los barcos, tirando de ellos con cuerdas, limitaba el tamaño de cada carga dearroza 300tan(unas 21toneladas), pero tras la introducción de las esclusas, se podían usar barcos con cargas de 400tan(unas 28 toneladas y media).​ De acuerdo con su escrito, en esta época (hacia 1080) las naves gubernamentales podían soportar cargas de hasta 700tan(casi cincuenta toneladas), mientras que los barcos privados tenían capacidad para acarrear hasta 800 bolsas, cada una de las cuales pesaba dostan(es decir, un total de unas 115 toneladas).​ Shen Kuo también observó que el uso adecuado de las compuertas en loscanales de riegoera la mejor manera de tener éxito en el método de fertilización conlimo.​ Sin embargo, las necesidades agrícolas y las necesidades del transporte podían llegar a presentar conflictos entre sí. Esto se ilustra mejor en el tratadoDongpo Zhilin, escrito por el oficial del gobierno y famoso poetaSu Shi(1037-1101), quien, unas dos décadas antes de Shen Kuo, escribió en el año 1060:
Aunque eldique secose conocía en elEgipto helenístico, desde finales del sigloIIIa. C. (por unfenicio; pero no se utilizó de nuevo hasta el reinado deEnrique VII de Inglaterra, en 1495), el científico y funcionario Shen Kuo escribió acerca de su uso en China para reparar los barcos durante el sigloXI. En su obraMen Xi Bi Tan, detalló:
Los chinos de la época Song eran experimentadosmarinosque viajaban por puertos de escala llegando a lugares tan lejanos como elCalifato FatimíenEgipto. Estaban muy bien equipados para sus viajes al extranjero, con grandes buques de navegación marítima dirigidos portimonesubicados en elcodaste, y se guiaban por brújulas. Incluso antes de que Shen Kuo y Zhun Yu escribieran sobre los usos de la brújula magnética en la navegación, el antiguo tratado militarWujing Zongyao(1044) ya describía una brújula que funcionaba por el efecto de termorremanencia;​ se trataba de una simple aguja de hierro o de acero que era calentada, enfriada y colocada en un tazón de agua, produciendo un efecto magnético débil. Su uso se describió, sin embargo, sólo para la navegación en tierra y no en el mar.​
Existen varias descripciones en laliteratura chinade la época sobre las operaciones y el aspecto de lospuertos, lamarina mercante, elcomercio internacionaly  los propios buques. En 1117, el autor Zhu Yu no solo escribió sobre el uso de la brújula magnética en navegación, sino también sobre una cuerda de más de treinta metros de longitud con un gancho que se arrojaba desde la cubierta del barco para recoger muestras debarrodel fondo del mar, para que la tripulación determinase su localización a través del olor y la apariencia del barro recogido.​ Además, Zhu Yu escribió sobre loscompartimentos estancosradicados en los cascos de las naves para evitar el naufragio de la misma en caso de dañarse, como también sobre la disposición longitudinal delaparejo(es decir, la alineación de las velas de cuchillo siguiendo la línea de laquilla) en loslugres, las velas de trenzado compacto y la práctica de navegar abarlovento.​ En 1973 se hizo un descubrimiento que confirmaba lo que Zhu Yu había escrito acerca de los buques de la dinastía Song: se extrajo del mar una nave mercantil sumergida de grandes dimensiones, que medía 24 metros deesloray 8,8 demanga, en una área cercana a la costa sureste de China; la nave databa de 1277 aproximadamente. En el casco había doce compartimentos estancos.​ La cultura marítima de esa época fue realzada por el uso de estas nuevas técnicas, así como por la posibilidad de un mayor tráfico de navegación por los ríos y canales. Por doquier se veían embarcaciones gubernamentales que transportaban el grano obtenido como impuestos,buquesybarcazasprivadas, una multitud de pescadores afanándose en pequeños botes pesqueros y los ricos disfrutando de las comodidades de sus lujososyatesprivados.​
Además de Zhu Yu, existieron otros autores destacados que documentaron la cultura marítima de la época Song. En 1178, el oficial de aduanascantonésZhou Qufei, que escribió sobre el tráfico árabe deesclavosafricanos, que llegaba hastaMadagascar,​ dijo acerca de las embarcaciones marinas chinas, su tamaño, su resistencia y la vida de los tripulantes lo siguiente:
Más tarde, el viajeromusulmánmarroquíbereberIbn Batutta(1304–1377) escribió con mayor detalle que Zhou Qufei sobre los bajeles chinos, señalando que en los mares de China y en sus alrededores solamente se utilizaban los característicosjuncospara navegar.​ También señaló que los buques chinos de mayor tamaño tenían en total docemástiles, mientras que los pequeños contaban con tres.​ Sobre los buques chinos y sus tripulaciones, Battuta aseguró:
Battuta pasó entonces a describir los medios de su construcción, mencionando cuidadosamente los diferentes compartimentos que se instalaban en los cascos de los buques:
Además de relatar el tamaño de la tripulación, Battuta describió el tamaño de los buques, así como de los lujosos camarotes mercantes:
Durante la China Song hubo un gran interés en la construcción de eficientes buques automotores, que eran llamadosbuques de rueda de paletas. Hay indicios de la eventual existencia de esta clase de embarcación en China desde el sigloV,​ y con seguridad se conocían en ladinastía Tangen 784, con el exitoso diseño de Li Gao de un barco de guerra con rueda de paletas.​ En 1134, el Delegado de Transporte de Zhejiang, Wu Ge, hizo construir varios buques de guerra de este tipo, que tenían en total nueve ruedas, algunos incluso trece.​ Sin embargo, en la época Song había buques de ruedas de paletas tan grandes que tenían hasta una docena de ruedas en cada lado.​ En 1135, el célebre generalYue Fei(1103-1142) emboscó a un grupo de rebeldes liderados por Yang Yao al provocar que su buque de paletas quedara paralizado tras haber arrojado hierbas flotantes y troncos podridos en un lago, acción que le permitió abordar sus barcos y obtener una victoria estratégica.​ En 1661, la China de los Song utilizó este tipo de naves junto con bombas de pólvora en labatalla de Tangdaoy en labatalla de Caishi, donde se enfrentaron a ladinastía Jurchenevitando que ésta invadiera la región sur de la China Song siguiendo la cuenca del Yangtsé.​ En 1183, el comandante naval deNankínChen Tang fue gratificado por haber construido noventa buques de rueda de paleta y otros barcos de guerra.​ Siete años antes, en 1176, elemperador Xiaozong(1162–1189) había expedido una orden imperial al oficial Nanjing Guo Gang (quien deseaba convertir los buques de paletas dañados enjuncosygaleras) en la que le ordenaba no reducir el número de embarcaciones con ruedas de paletas en losastillerosde la marina, pues tenía una considerable afección por las veloces naves de asalto que habían triunfado en el enfrentamiento de Caishi.​ No obstante, los buques de ruedas de paletas hallaron otros usos aparte de los ataques efectivos en el ámbito bélico: Pu Shougeng, musulmán que desempeñó el cargo gubernamental de delegado de la marina mercante enQuanzhoudurante el período 1250-1275, observó que este tipo de naves también fueron usadas por los chinos comoremolcadorespara el arrastre de otras embarcaciones.​
El arte de lasiderurgiadurante la época Song se desarrolló sobre los cimientos que dejaron en esta rama del saber anterioresdinastías chinas, en tanto los nuevos métodos se iban incorporando. Los chinos de la antiguadinastía Han(202 a. C. –220 d. C.) descubrieron, hacia el sigloIa. C., cómo producir acero, mediante la fundición de hierro con una cantidad decarbonointermedia entre la presente en elhierro forjadoy en elhierro fundido.​​​ Sin embargo, la era de los Song introdujo dos innovaciones relativas a la producción de acero durante el sigloXI. La primera consistió en el «método berganesco», que producía aceroheterogéneo, de inferior calidad, mientras que la otra fue un precursor delproceso Bessemer, al utilizar descarbonización parcial a través de repetidos forjados sometidos a abruptos enfriamientos.​
El índiceper cápitade producción dehierrose multiplicó por seis entre los años 806 y 1078, y en esta última fecha la dinastía Song alcanzaba a producir hasta 127toneladas métricasde hierro al año.​​ El historiador Donald B. Wagner señaló que dicha estimación se basaba en el número total de recibos de impuestos gubernamentales sobre el hierro, provenientes de las diversas prefecturas del imperio en donde se producía dicho metal.​ En el proceso de fundición mediante el uso de grandes fuelles hidráulicos (accionados pormolinos hidráulicos), se utilizaban masivas cantidades de carbón vegetal, lo que condujo a una considerabledeforestaciónde la región norte de China.​​ No obstante, para finales del sigloXI, la sociedad china descubrió que elcoque, obtenido del carbón mineral bituminoso, era un reemplazo viable para el carbón vegetal, cambio gracias al cual se salvaron muchas hectáreas de bosque y árboles.​​ El incremento masivo en la producción de las industrias del hierro y del acero en China resultó a partir de las necesidades de expansión militar de la dinastía Song, así como de la demanda comercial privada de productos metálicos, como los utensilios de cocina disponibles en el mercado, y de la exigencia de una amplia gama de herramientas agrícolas. Otro aspecto importante que conllevó el aumento de la producción eran los nuevos canales que enlazaban a los principales centros de producción de hierro y acero con el bullicioso mercado de la capital.​ Los múltiples usos para los productos manufacturados con hierro en el período Song incluían armas,​ herramientas,​ monedas,​ elementos arquitectónicos,​ campanas y cascabeles musicales,​ estatuas artísticas,​ y componentes para varias máquinas, como el martillo pilónhidráulico,​ el cual se utilizaba desde el sigloIa. C., durante el período de la dinastía Han, usado también de forma extensiva durante la época Song.​​ Debido a los considerables niveles de producción, el historiador de la economía Robert Hartwell analizó y determinó que la producción china de hierro y carbón en el sigloXIIllegó a ser igual, o mayor, a la producción de hierro y carbón mineral enInglaterradurante la primera fase de laRevolución Industrial, a finales del sigloXVIII.​ Sin embargo, la China Song no transformó el potencial energético del carbón en energía mecánica, algo que sí ocurrió en la Revolución Industrial.​
Existieron ciertas prefecturas administrativas durante la época Song en las cuales se concentraba la mayor parte de la industria del hierro. Por ejemplo, el poeta y funcionarioSu Shiescribió una memoria para el trono, en 1078, donde mencionaba específicamente 36 centros de fundición de hierro, cada uno con una fuerza de trabajo de varios cientos de personas, todos ellos ubicados en la prefectura industrial de Liguo, región que estaba bajo el mando de Su Shi, mientras éste se encargaba de la administración deSuzhou.​
Los efectos de laenergía eólicase conocían en China desde mucho antes de la introducción delmolino de vientodurante el período Song. No se conoce exactamente cuándo los antiguos chinos comenzaron a usar los primerosfuellesinflables para soplar aire en los hornos, aunque se estima que tal vez existían ya durante ladinastía Shang(1600–1050 a. C.), en razón de la compleja tecnología con que contaba dicha dinastía para fundir elbronce. Con seguridad se sabe que se utilizaron desde la incorporación de los altos hornos en el país, es decir, a partir del sigloVIa. C., puesto que el uso de herramientas agrícolas y armas de hierro fundido estaba muy extendido en el sigloVa. C.​ En el año 31 d. C., el prefecto e ingeniero de ladinastía HanDu Shi utilizóruedas hidráulicashorizontales y un complejo sistema de engranajes para operar los grandes fuelles que servían para calentar un alto horno de fundición de hierro.​ Los fuelles continuaron usándose en la siderurgia, descubriéndose después otras fuentes de energía eólica. Ding Huan, artesano de la dinastía Han queflorecióhacia el año 180, no solamente fue pionero en la invención de lasuspensión cardán, sino también delventiladorrotatorio,​ el cual podía usarse a manera de simpleaire acondicionado.​ Este último empleaba siete ruedas de tres metros de diámetro cada una, que se movían manualmente. Durante ladinastía Tang(618-907), los palacios contaban con sistemas de refrigeración de ventiladores giratorios accionados por energía hidráulica. En la dinastía Song, Needham explicó que «los efectos refrigerantes de las corrientes artificiales de aire parecen apreciarse aún más».​ Existió también en China una compleja máquina de cribar mediante un ventilador rotatorio, utilizada en laagriculturapara separar lafibrade lagluma, ilustrada en el tratadoNong Shu(1113) del oficialWang Zhen. No obstante, la primera representación de una máquina de cribar se halla en un modelo de tumba de la dinastía Han y fechada entre el sigloIIa. C. y el sigloIIde nuestra era.​​ Después de estas innovaciones, finalmente el molino de viento se introdujo en laregión norte de China, a principios del sigloXIII, a través de ladinastía Jurchen, en los últimos tiempos de la dinastía Song.
El eruditopersaAli ibn Sahl Rabban al-Tabari escribió en torno al año 850 que elcalifaUmarhabía sido asesinado en 644 por el técnico Abu Lu'lu'a, quien decía haber construido molinos impulsados por la energía del viento.​ De cualquier forma, relatos más confiables de los molinos de viento son los de los hermanos Banu Musa (850 a 870), además de varios autores que confirman la existencia de los molinos de la región deSistán(Irán), sobre los cuales escribieron Abu Ishaq al-Istakhri y Abu al-Qasim ibn Hauqal.​ La China Norte bajo el reinado de la dinastía Jurchen adoptó los molinos de viento delmundo islámicoa principios del sigloXIII; esto puede leerse en un relato delShu Zhai Lao Xue Cong Tan(«Pláticas recopiladas del anciano instruido acerca del estudio Shu»), redactado por Sheng Ruozi.​ De acuerdo con este texto:
En la continuación del texto, Sheng Ruozi ofrece una selección de lo escrito sobre molinos de viento por el «plácidamente retirado erudito», término que se refiere realmente aYelü Chucai(1190-1244), un notable estadista de la Dinastía Jurchen y del linajeYuan(después de que la sociedad Jurchen cayera ante losmongolesen 1234).​ El pasaje mencionado expone el viaje de Yelü a la región delTurquestán(ubicada en la contemporáneaXinjiang) en 1219. Asimismo, «Hechong Fu» alude aSamarcanda(en el actual territorio deUzbekistán).​ Tiempo después, los chinos aplicaron los aparejos de los típicosjuncosa los molinos de viento horizontales.​ Este tipo de molinos de viento se usaban para operar lasbombas hidráulicasde paleta cuadrada que servían para elriegodesde la época Han.​ De hecho, molinos de esta naturaleza todavía se usaban en la era moderna enTianjiny en algunas áreas limítrofes al ríoYangtsé.​ El primer europeo en observar los molinos de viento chinos fue Jan Nieuhoff, quien relató haberlos visto enJiangsumientras viajaba por elGran Canal de Chinaen 1656, como parte de unviaje diplomáticoaPekínen representación de losPaíses Bajos.​ Los primeros molinos europeos de los que se tiene registro escrito fueron los del deán Herbert, deAnglia Oriental, en 1191, que competían con los molinos de laabadíabenedictinadel pueblo inglésBury St. Edmunds.​
Además de los molinos, se llegaron a encontrar otras aplicaciones de la energía eólica en varios dispositivos, incluso en vehículos. Uno de los más destacables era unacarretillallamada «carro de vela» que apareció como mínimo en ladinastía Ming, en el sigloXVI(aunque pudo haber sido conocido tiempo antes). Los viajeros europeos que llegaron a China a finales del sigloXVIse sorprendieron al encontrar carretillas con una única gran rueda, que servían tanto para transportar a personas como mercancías, que, además de ser jaladas por unamulao uncaballo, también funcionaban montando en ellas mástiles con velas (como en las embarcaciones), con lo cual se impulsaban por la acción del viento.​
Durante la primera mitad del período Song (960–1279), el estudio de laarqueologíase desarrolló a partir de los interesesanticuariosde laburocraciaeducada y su deseo de revivir el uso devasijasantiguas en rituales y ceremonias estatales.​ Además, se creía que las vasijas habían sido elaboradas por antiguos «sabios» y no por gente común.Shen Kuocriticó estas convicciones, dándole un enfoqueinterdisciplinarioa la arqueología, al incorporar sus hallazgos arqueológicos en estudios sobre lasiderurgia, laóptica, laastronomía, lageometríay las antiguasmedidas musicales.​ Shen tuvo que convencer a sus colegas de que las viejas vasijas habían sido creadas por antiguosartesanos, igual que en su propia época, y no por sabios como se pensaba.​ Entre sus hallazgos se encuentra unaherramienta de mediciónlocalizada en un jardín deJiangsu, la cual Joseph Needham identificó como laVara de Jacob.​
En la misma época, tras haber realizado un análisis de artefactos antiguos con inscripciones en bronce y piedra, el eruditoOuyang Xiu(1007–1072) los compiló en un catálogo analítico en el que informaba acerca de unas 400 inscripciones;​ Patricia B. Ebrey consideró que esta obra era pionera en ciencias como laepigrafíay la propia arqueología.​ ElKaogutu(«Catálogo ilustrado de la antigüedad examinada») de Lü Dalin (1046-1092), obra cuyo prefacio data de 1092, es considerado como uno de los catálogos conocidos más antiguos en haber descrito y clasificado sistemáticamente artefactos históricos desenterrados. Presentaba, a través de descripciones o bien por medio de ilustraciones, un surtido de 210 objetos de bronce, así como trece piezas dejade, pertenecientes a colecciones privadas y gubernamentales, cuyo origen se remontaba a las dinastías Shang (c. 1600 – c. 1050 a. C.) y Han (202 a. C. – 220 d. C.).​
Así como lo haría siglos más tarde el historiadorLeopold von Ranke(1795-1886), algunos burócratas de la China Song, como Zhao Mingcheng (1081–1129), defendieron la primacía de los descubrimientos arqueológicos contemporáneos de inscripciones antiguas frente a las obras de historiografía redactadas después de los sucesos, obras que evaluaron como poco fiables en contraste con las evidencias citadas.​ Por ejemplo, Hong Mai (1123-1202) usó las vasijas antiguas de la dinastía Han para desacreditar lo que él denunció como descripciones falaces de vasijas Han que se hallaban en el catálogo arqueológicoBogutu, recopilado durante la segunda mitad del reinado deHuizong(1100-1125).​​ Para evitar esta práctica, los académicos de la dinastía Song establecieron un sistema formal de datación de este tipo de artefactos, mediante el examen de sus inscripciones, los estilos de sus motivos decorativos y sus formas físicas.​ Mingcheng recalcó la importancia de recurrir a las inscripciones antiguas para corregir discrepancias y errores existentes en textos posteriores en los que se trataban acontecimientos históricos, tales como fechas, ubicaciones geográficas de los sucesos,genealogíasy títulos oficiales.​​​
Además de sus contribuciones enmeteorología,astronomíayarqueología, Shen Kuo también formuló variashipótesisgeológicasyclimatológicasen su obraMeng Xi Bi Tan(1088), sobresaliendo principalmente sus afirmaciones en torno a lageomorfologíay elcambio climático. Él creía que lacorteza terrestrese modificaba a través del tiempo, debido a la perpetuaerosión, laelevación del sueloy la acumulación desedimentos, y mencionó haber observado estratos horizontales defósilesengastados en unacantiladode lasMontañas Taihang, considerándolos una evidencia de que la zona en cuestión había sido previamente una antiguacostaque terminó por desplazarse a cientos demillashacia el Este a través de un enorme período de tiempo.​​​ Shen también escribió que, puesto que se encontraronbambúespetrificadosbajo tierra en una zona de clima nórdico seco en la cual nunca se supo que éstos crecieran, los climas deberían cambiar de modo natural con el transcurso del tiempo.​​