العلوم والتكنولوجيا في عهد أسرة هان

يحوّل الفرن العالي أكسيد الحديد الخام إلى حديد ، والذي يُعاد صهره في فرن القبة لإنتاج الحديد الزهر . تعود أقدم نماذج الحديد الزهر التي عُثر عليها في الصين إلى القرن الخامس قبل الميلاد، خلال أواخر فترة الربيع والخريف ، بينما يعود تاريخ أقدم الأفران العالية المكتشفة إلى القرن الثالث قبل الميلاد، ومعظمها يعود إلى الفترة التي تلت تأسيس الإمبراطور وو من سلالة هان (حكم من 141 إلى 87 قبل الميلاد) احتكارًا حكوميًا لصناعة الحديد عام 117  قبل الميلاد (معظم مواقع مصانع الحديد المكتشفة التي بُنيت قبل هذا التاريخ كانت مجرد مسابك تُعيد صهر الحديد الذي صُهر في أماكن أخرى). ^{[ 19 ]} نادرًا ما كان يُصب خام الحديد المصهر في الأفران العالية خلال عهد سلالة هان مباشرةً في قوالب دائمة؛ بل كان يُعاد صهر خردة الحديد الزهر في فرن القبة لصنع الحديد الزهر. ^{[ 20 ]} تستخدم أفران القبة هواءً باردًا يمر عبر أنابيب النفخ من الأسفل إلى الأعلى، حيث تُضاف شحنة الفحم والحديد الزهر. ^{[ 20 ]} وهكذا يتحول الهواء المتدفق عبر أنابيب النفخ إلى نفثة ساخنة بمجرد وصوله إلى قاع الفرن. ^{[ 20 ]}

كان يُعتقد في البداية أن الحضارة الصينية تفتقر إلى فرن الصهر ، إلا أنه تم اكتشاف أفران الصهر بكميات كبيرة في مناطق مثل جنوب غرب الصين، وفي الواقع غلب حديد فرن الصهر على حديد الأفران العالية في بعض الأماكن في الصين. ^{[ 21 ]}

استطاع الصينيون من سلالة هان صناعة الحديد المطاوع عن طريق حقن كمية كبيرة من الأكسجين في فرن القبة، مما أدى إلى إزالة الكربون . ^{[ 22 ]} كما تمكنوا في عهد هان من تحويل الحديد الزهر والحديد الخام إلى حديد مطاوع وفولاذ باستخدام عملية الصهر والتنعيم ، وتعود أقدم نماذج هذه العملية إلى القرن الثاني قبل الميلاد. ^{[ 23 ]} كانت جدران هذه الأفران شبه الجوفية مبطنة بالطوب الحراري ، وقواعدها مصنوعة من الطين الحراري. ^{[ 24 ]} بالإضافة إلى الفحم المصنوع من الخشب، يذكر وانغ تشونغشو أن وقودًا آخر استُخدم في الأفران خلال عهد هان كان "كعكات الفحم"، وهي خليط من مسحوق الفحم والطين والكوارتز . ^{[ 25 ]}

يذكر دونالد ب. واغنر أن معظم الأدوات والمعدات الحديدية المنزلية التي صُنعت خلال عهد أسرة هان كانت مصنوعة من حديد الزهر الأرخص والأكثر هشاشة، بينما فضّل الجيش استخدام أسلحة الحديد المطاوع والفولاذ نظرًا لمتانتها. ^{[ 26 ]} خلال عهد أسرة هان، استُبدل السيف البرونزي النموذجي الذي يبلغ طوله 0.5 متر (1.6 قدم) والذي كان شائعًا في فترة الممالك المتحاربة، تدريجيًا بسيف حديدي يبلغ طوله حوالي متر واحد (3.3 قدم) . ^{[ 27 ]} استمر جنود هان في استخدام الخنجر-الفأس القديم ( جي ) المصنوع من البرونز، على الرغم من أنه تم استبداله تدريجيًا بالرماح الحديدية وحراب جي الحديدية . ^{[ 28 ]} حتى رؤوس السهام ، التي كانت تُصنع تقليديًا من البرونز، أصبحت تدريجيًا ذات رأس برونزي وساق حديدي فقط، إلى أن أصبح رأس السهم بأكمله مصنوعًا من الحديد في نهاية عهد أسرة هان. ^{[ 28 ]} كان لدى المزارعين والنجارين والحرفيين والبنائين وعمال البناء بالطوب المدكوك أدوات حديدية مثل المحراث والفأس والمعول والمجرفة والمنجل والفأس والسكين والمنشار والمخرز والمسامير . [ ^{29 ] وشملت} السلع الحديدية الشائعة في منازل أسرة هان الحوامل الثلاثية والمواقد وأواني الطبخ وأبازيم الأحزمة والملاقط وملاقط النار والمقصات وسكاكين المطبخ وخطافات الصيد والإبر . [ 28 ^{] غالبًا ما} كانت المرايا ومصابيح الزيت تُصنع من البرونز أو الحديد. ^{[ 30 ]} كانت العملات المعدنية التي سُكّت خلال عهد أسرة هان تُصنع إما من النحاس أو من مزيج من النحاس والقصدير المصهور معًا لصنع سبيكة البرونز . ^{[ 31 ]}    

كشف علماء الآثار المعاصرون عن أدوات زراعية حديدية تعود إلى عهد أسرة هان في جميع أنحاء الصين، من منغوليا الداخلية شمالًا إلى يونان جنوبًا. ^{[ 32 ]} استُخدمت المجرفة والجاروف والمعول والمحراث في حرث الأرض ، والفأس لإزالة الأعشاب الضارة ، والمشط لتفكيك التربة، والمنجل لحصاد المحاصيل. ^{[ 32 ]} وبحسب حجمها، كانت محاريث هان تُجرّ بواسطة ثور واحد أو اثنين. ^{[ 33 ]} كما استُخدمت الثيران لجرّ آلة بذر البذور الحديدية ثلاثية الأرجل (التي اختُرعت في الصين في عهد أسرة هان بحلول القرن الثاني قبل الميلاد)، والتي مكّنت المزارعين من زراعة البذور في صفوف دقيقة بدلًا من نثرها يدويًا . ^{[ 34 ]} في حين تُظهر الأعمال الفنية من عهدي وي (220-266 م) وجين (266-420 م) استخدام المشط لتفتيت كتل التربة بعد الحرث، إلا أنه ربما ظهر لأول مرة في الصين خلال عهد أسرة هان الشرقية (25-220 م). ^{[ 35 ]} شملت أعمال الري للزراعة استخدام آبار المياه والبرك الاصطناعية والسدود والقنوات وبوابات التحكم في المياه . ^{[ 36 ]}

خلال عهد الإمبراطور وو (حكم من 141 إلى 87 قبل الميلاد)، ابتكر مسؤول الحبوب تشاو غو ( بالصينية :趙過) نظام الحقول المتناوبة ( daitianfa代田法). ^{[ 37 ]} لكل مو من الأرض - وهي شريط ضيق من الأرض يبلغ عرضه 1.38 متر (4.5 قدم) وطوله 331 مترًا (1086 قدمًا) ، أو مساحة تقارب 457 مترًا ^مربعًا (0.113 فدانًا) ^{[ 38 ] [ 39 ]} - تم زرع ثلاثة أخاديد منخفضة ( quan甽) يبلغ عرض كل منها 0.23 متر (0.75 قدم) في خطوط مستقيمة ببذور المحاصيل. ^{[ 37 ]} أثناء إزالة الأعشاب الضارة في الصيف، تتساقط التربة الرخوة من التلال ( لونغ壟) على جانبي الأخاديد تدريجيًا داخلها، مغطيةً المحاصيل النابتة وحاميةً إياها من الرياح والجفاف. ^{[ 37 ]} ولأن وضع الأخاديد والتلال ينعكس في العام التالي، سُميت هذه العملية بنظام الحقول المتناوبة. ^{[ 37 ]}       

سمح هذا النظام للمحاصيل بالنمو في خطوط مستقيمة من البذر إلى الحصاد، وحافظ على رطوبة التربة، ووفر محصولًا سنويًا ثابتًا. ^{[ 40 ]} جرب تشاو غو هذا النظام لأول مرة خارج العاصمة تشانغآن ، وبمجرد أن أثبت نجاحه، أرسل تعليمات بشأنه إلى كل مسؤول في المقاطعة ، والذين كانوا بدورهم مسؤولين عن نشرها على رؤساء كل مقاطعة ومنطقة وقرية في مقاطعاتهم. ^{[ 40 ]}

استفادت العائلات الثرية التي تمتلك الثيران والمحاريث الحديدية الثقيلة ذات الألواح القلابة استفادةً كبيرة من هذا النظام الجديد. ^{[ 41 ]} أما المزارعون الفقراء الذين لم يمتلكوا ثيرانًا، فقد لجأوا إلى استخدام فرق من الرجال لتحريك محراث واحد، وهو عمل شاق للغاية. ^{[ 41 ]} كتب المؤلف تسوي شي ( بالصينية :催寔) (توفي عام 170 ميلاديًا) في كتابه "سيمين يويلينغ " ( بالصينية :四民月令) أنه بحلول عهد أسرة هان الشرقية (25-220 ميلاديًا) تم اختراع محراث مُحسَّن لا يحتاج إلا إلى رجل واحد للتحكم فيه، وثورين لجرّه، وثلاثة شفرات، وصندوق للبذور، وأداة لتقليب التربة، ويمكنه زراعة ما يقرب من 45,730 مترًا ^مربعًا (11.30 فدانًا) من الأرض في يوم واحد. ^{[ 42 ]} 

خلال عهد الإمبراطور تشنغ من سلالة هان (حكم من 33 إلى 37 قبل الميلاد)، كتب فان شنغ تشي دليلاً ( فان شنغ تشي شو ) يصف نظام الحقول المحفورة ( أوتيان ). ^{[ 43 ] [ 44 ]} في هذا النظام، قُسِّم كل مو (قطعة أرض زراعية) إلى 3840 مربعًا، يحتوي كل منها على حفرة صغيرة بعمق 13.8 سم (5.4 بوصة) وعرض 13.8 سم (5.4 بوصة) ، مُضافًا إليها سماد عضوي عالي الجودة . ^{[ 43 ]} زُرعت عشرون بذرة في كل حفرة، يُزعم أنها أنتجت 0.6 لتر (20 أونصة ) من الحبوب المحصودة لكل حفرة، أو ما يقارب 2000 لتر (67630 أونصة) لكل مو (قطعة أرض زراعية) . ^{[ 43 ]} لم يتطلب هذا النظام محاريث تجرها الثيران أو أراضيَ خصبة للغاية، إذ كان بالإمكان استخدامه حتى في الأراضي المنحدرة حيث يصعب توفير المياه. ^{[ 45 ]} مع أن الفقراء كانوا يفضلون هذه الطريقة الزراعية، إلا أنها كانت تتطلب جهدًا كبيرًا، لذا لم يكن بمقدور سوى الأسر الكبيرة الحفاظ على مثل هذا النظام. ^{[ 46 ]}    

اعتاد مزارعو الهان في منطقة نهر اليانغتسي بجنوب الصين على زراعة الأرز في حقول الأرز . ففي كل عام، كانوا يحرقون الأعشاب الضارة في الحقل، ثم يروونه بالماء، ويزرعون الأرز يدويًا، وعند موسم الحصاد تقريبًا، يقطعون ما تبقى من الأعشاب ويعيدون غمرها بالماء مرة أخرى. ^{[ 47 ]} في هذا النظام، يبقى الحقل بورًا معظم أيام السنة، وبالتالي لا يبقى خصبًا. ^{[ 47 ]} أما مزارعو الأرز من الهان في الشمال حول نهر هواي، فقد اتبعوا نظامًا أكثر تطورًا يعتمد على زراعة الشتلات . ^{[ 48 ]} في هذا النظام، تُعطى كل نبتة عناية فائقة (ربما في نفس موقع حقل الأرز)، وتُفصل فروعها لتوفير المزيد من الماء، ويمكن تسميد الحقل بكثافة نظرًا لزراعة المحاصيل الشتوية بينما تُزرع شتلات الأرز في مشتل قريب. ^{[ 48 ]}

تأتي الأدلة على الهندسة الميكانيكية في عهد أسرة هان في الغالب من كتابات مختارة قائمة على الملاحظة لعلماء كونفوشيوسية، كانوا في بعض الأحيان غير مهتمين بالموضوع. لم يترك المهندسون الحرفيون المحترفون ( جيانغ، بالصينية :匠) سجلات مفصلة لأعمالهم. ^{[ 49 ]} كما أن علماء هان، الذين غالبًا ما كانوا يفتقرون إلى الخبرة في الهندسة الميكانيكية، قدموا أحيانًا معلومات غير كافية عن مختلف التقنيات التي وصفوها. ^{[ 50 ]}

مع ذلك، تُقدّم بعض المصادر الأدبية من عهد أسرة هان معلومات بالغة الأهمية. فبحسب ما كتبه يانغ شيونغ عام 15  قبل الميلاد، استُخدم نظام الحزام لأول مرة في جهاز لفّ الخيوط الحريرية على بكرات مكوك النساج. ^{[ 51 ]} وكان اختراع نظام الحزام خطوة أولى حاسمة في تطوير تقنيات لاحقة خلال عهد أسرة سونغ ، مثل نظام السلسلة وعجلة الغزل . ^{[ 51 ]}

ذُكرت اختراعات الحرفي والمهندس الميكانيكي دينغ هوان ( بالصينية :丁緩) في كتاب " ملاحظات متنوعة عن العاصمة الغربية" . ^{[ 52 ]} ألمح المسؤول والشاعر سيما شيانغرو في كتاباته إلى أن الصينيين استخدموا مبخرة على شكل محور دوار ، وهو عبارة عن دعامة محورية مصنوعة من حلقات متحدة المركز تسمح للمحور المركزي بالدوران حول محور مع الحفاظ على وضعه الرأسي. ^{[ 53 ]} ومع ذلك، فإن أول ذكر صريح لاستخدام المحور الدوار كمبخرة كان حوالي عام 180 ميلاديًا عندما ابتكر الحرفي دينغ هوان "مبخرة عطرية للاستخدام بين الوسائد"، والتي سمحت للبخور المشتعل الموضوع داخل المحور المركزي بالبقاء مستويًا باستمرار حتى عند تحريكه. ^{[ 54 ]} كان لدى دينغ اختراعات أخرى أيضًا. لأغراض تكييف الهواء الداخلي ، قام بتركيب مروحة دوارة كبيرة تعمل يدويًا بعجلات دوارة قطرها 3 أمتار (9.8 قدم) . ^{[ 55 ]} كما اخترع مصباحًا أطلق عليه اسم "مبخرة التل ذات الطوابق التسعة"، نظرًا لشكلها الذي يشبه سفح التل. ^{[ 56 ]} عند إضاءة المصباح الأسطواني، تتسبب تيارات الهواء الساخن الصاعدة في دوران ريش موضوعة في أعلاه، مما يؤدي بدوره إلى دوران مجسمات ورقية مطلية لطيور وحيوانات أخرى حول المصباح. ^{[ 56 ]}  

عندما عثر الإمبراطور غاوزو من سلالة هان (حكم من 202 إلى 195 قبل الميلاد) على خزانة تشين شي هوانغ (حكم من 221 إلى 210 قبل الميلاد) عقب سقوط سلالة تشين (221-206 قبل الميلاد)، وجد فرقة موسيقية مصغرة كاملة من الدمى يبلغ طولها مترًا واحدًا (3.3 قدم) تعزف على آلات النفخ الخشبية عند سحب الحبال والنفخ في الأنابيب للتحكم بها. ^{[ 57 ]} كتب تشانغ هنغ في القرن الثاني الميلادي أن الناس يمكن أن يستمتعوا بعروض مسرحية لأسماك وتنانين اصطناعية. ^{[ 57 ]} لاحقًا، اخترع المخترع ما جون ( نشط من 220 إلى 265 قبل الميلاد) مسرحًا للدمى الميكانيكية المتحركة يعمل بدوران عجلة مائية مخفية. ^{[ 57 ]}  

من المصادر الأدبية، يُعرف أن المظلة القابلة للطي اختُرعت خلال عهد وانغ مانغ، على الرغم من وجود المظلة البسيطة قبل ذلك. وقد استخدمت هذه المظلة أذرعًا منزلقة ومفاصل مرنة يمكن مدها وسحبها. ^{[ 58 ]}

أدى علم الآثار الحديث إلى اكتشاف أعمال فنية من عهد أسرة هان تُصوّر اختراعات لم تكن موجودة في المصادر الأدبية لتلك الأسرة. ومن بين هذه الاختراعات ذراع التدوير . إذ تحتوي نماذج المقابر الفخارية من عهد أسرة هان، التي تُصوّر ساحات المزارع وطواحين الحبوب، على أولى الصور المعروفة لذراع التدوير، الذي كان يُستخدم لتشغيل مراوح آلات التذرية. ^{[ 59 ]} استُخدمت هذه الآلة لفصل القش عن الحبوب، ولكن الصينيين في السلالات اللاحقة استخدموا ذراع التدوير أيضًا في غزل الحرير، وغزل القنب، ونخل الدقيق، واستخراج الماء من البئر باستخدام الرافعة . [ ^{59 ] ولقياس} المسافة المقطوعة، ابتكر الصينيون في عهد أسرة هان عربة عداد المسافات . وقد صُوّر هذا الاختراع في الأعمال الفنية من عهد أسرة هان بحلول القرن الثاني الميلادي، إلا أن وصفًا كتابيًا مفصلاً له لم يُقدّم إلا في القرن الثالث الميلادي. ^{[ 60 ]} كانت عجلات هذا الجهاز تُدير مجموعة من التروس التي بدورها تُجبر تماثيل ميكانيكية على قرع الأجراس والطبول لتنبيه المسافرين بالمسافة المقطوعة (مقاسة باللي ). ^{[ 61 ]} من خلال العينات الموجودة في المواقع الأثرية، من المعروف أن حرفيي عصر هان استخدموا الفرجار المعدني المنزلق لإجراء قياسات دقيقة. على الرغم من أن فرجار عصر هان يحمل نقوشًا محفورة تُحدد اليوم الدقيق من السنة التي صُنع فيها، إلا أنه لم يُذكر في أي من المصادر الأدبية لعصر هان. ^{[ 62 ]}

بحلول عهد أسرة هان، طوّر الصينيون استخداماتٍ متنوعةً لعجلة الماء . وقد ذُكرت مطرقة الدق الهيدروليكية، وهي تطويرٌ لجهاز المطرقة البسيط ذي الرافعة ونقطة الارتكاز الذي يُشغّل بالقدم، لأول مرة في قاموس هان " جيجيوبيان " عام 40 قبل الميلاد. ^{[ 63 ]} كما ذُكرت في قاموس " فانغيان " ( Fangyan ) الذي كتبه يانغ شيونغ (53 قبل الميلاد - 18 ميلادي) عام 15 قبل الميلاد، وفي كتاب " شينلون " (Xinlun ) الفلسفي الذي كتبه هوان تان (43 قبل الميلاد - 28 ميلادي) عام 20 ميلادي، وفي شعر ما رونغ (79-166 ميلادي)، وفي كتابات كونغ رونغ (153-208 ميلادي). ^{[ 63 ]}   

في كتابه "الخطاب المتوازن " ( لونهينغ )، كان الفيلسوف وانغ تشونغ أول من وصف في الصين مضخة السلسلة ذات المنصة المربعة المستخدمة لرفع الماء (وغيره من المواد). ^{[ 64 ]} ورغم أن بعض النماذج كانت تُشغَّل يدويًا بدواسات القدم، إلا أن بعض مضخات السلسلة كانت تعمل بواسطة عجلة مائية أفقية تُدير تروسًا مسننة كبيرة وعارضة محورية أفقية. ^{[ 65 ]} وكان استخدامها الأساسي هو رفع الماء إلى قنوات الري، ولكن استُخدمت مضخات السلسلة أيضًا في مشاريع الأشغال العامة ، كما حدث عندما كلف تشانغ رانغ (توفي عام 189) مهندسًا ببناء عدد منها لرفع الماء إلى أنابيب تُزوِّد العاصمة لويانغ وقصورها بالمياه النظيفة. ^{[ 66 ]}

أثناء توليه منصب مدير نانيانغ في عام 31  ميلادي، اخترع دو شي جهازًا تردديًا يعمل بالطاقة المائية لتشغيل منفاخ الفرن العالي وفرن القبة في صهر الحديد؛ قبل هذا الاختراع، كان تشغيل المنفاخ يتطلب جهدًا يدويًا مكثفًا. ^{[ 67 ]}

على الرغم من وجود الكرة الفلكية ذات الحلقات (التي تمثل الكرة السماوية ) في الصين منذ القرن الأول قبل الميلاد، إلا أن عالم الرياضيات وعالم الفلك في البلاط، تشانغ هنغ، زوّدها بالطاقة المحركة باستخدام ضغط الماء الثابت لساعة مائية لتدوير عجلة مائية تعمل على مجموعة من التروس . ^{[ 68 ]} وكان تشانغ هنغ أيضًا أول من عالج مشكلة انخفاض ضغط الماء في الساعة المائية (التي كانت تُبطئ ضبط الوقت تدريجيًا ) من خلال إنشاء خزان إضافي بين الخزان الرئيسي وخزان الماء الداخل. ^{[ 69 ]}

كانت بلاط أسرة هان مسؤولة عن الجهود الرئيسية للإغاثة في حالات الكوارث الطبيعية، كالزلازل، التي كانت تُلحق دمارًا كبيرًا بحياة عامة الناس. ^{[ 70 ]} وللاستعداد الأمثل للكوارث، اخترع تشانغ هنغ جهاز قياس الزلازل عام 132  ميلادي، والذي كان يُنذر السلطات في العاصمة لويانغ فورًا بوقوع زلزال في موقع مُحدد باتجاه رئيسي أو فرعي . ^{[ 71 ]} ورغم عدم الشعور بأي هزات في العاصمة عندما أبلغ تشانغ البلاط بوقوع زلزال في الشمال الغربي، إلا أن رسالة وردت بعد ذلك بوقت قصير تُفيد بوقوع زلزال بالفعل على بُعد 400 إلى 500 كيلومتر (250 إلى 310 أميال) شمال غرب لويانغ (في ما يُعرف اليوم بمقاطعة قانسو ). ^{[ 72 ]} أطلق تشانغ على جهازه اسم "أداة قياس الرياح الموسمية وحركات الأرض" (Houfeng didong yi 候风地动仪)، وقد سُمي بذلك لأنه هو وآخرون اعتقدوا أن الزلازل كانت على الأرجح ناجمة عن الضغط الهائل للهواء المحبوس. ^{[ 73 ]}  

كما ورد في كتاب هان اللاحقة ، كان هيكل جهاز قياس الزلازل عبارة عن وعاء برونزي مقبب على شكل جرة نبيذ ، على الرغم من أن قطره كان 1.8 متر (5.9 قدم) ومزينًا بمشاهد للجبال والحيوانات. ^{[ 74 ]} كانت آلية التشغيل عبارة عن بندول مقلوب (يُطلق عليه كتاب هان اللاحقة اسم "العمود المركزي")، والذي إذا ما تأثر بالهزات الأرضية للزلازل القريبة أو البعيدة، فإنه يتأرجح ويضرب أحد الأذرع الثمانية المتحركة (التي تُمثل الاتجاهات الثمانية)، كل منها مزود بذراع تدوير وآلية إمساك. ^{[ 75 ]} يقوم ذراع التدوير ورافعة بزاوية قائمة برفع أحد رؤوس التنانين المعدنية الثمانية الموجودة على السطح الخارجي، مما يؤدي إلى إخراج كرة معدنية من فمها تسقط في فم أحد الضفادع المعدنية الثمانية الموجودة أسفلها والمرتبة على شكل نقاط بوصلة ، مما يُشير إلى اتجاه الزلزال. ^{[ 75 ]} يذكر كتاب هان اللاحقة أنه عندما تسقط الكرة في أي من أفواه الضفادع الثمانية، فإنها تُصدر صوتًا عاليًا يلفت انتباه من يراقبون الجهاز. ^{[ 76 ]} بينما قبل وانغ تشندو ( بالصينية :王振铎) فكرة أن مقياس الزلازل الخاص بتشانغ كان يحتوي على مقابض وأذرع تتأثر بالبندول المقلوب، جادل معاصره أكيتسون إمامورا بأن البندول المقلوب ربما كان يحتوي على دبوس في الأعلى، والذي عند تحركه بفعل اهتزازات الأرض، يدخل في إحدى الفتحات الثمانية ويطرد الكرة بدفع منزلق. ^{[ 77 ]} بما أن كتاب هان اللاحقة يذكر أن رؤوس التنانين السبعة الأخرى لن تُطلق الكرات العالقة في فكوكها بعد سقوط الكرة الأولى، فقد أكد إمامورا أن دبوس البندول كان سيُقفل في الفتحة التي دخلها، وبالتالي يُعطل الجهاز حتى يُعاد ضبطه. ^{[ 75 ]}  

يُعد كتاب الأعداد والحساب ( سوان شو شو ) أحد أقدم الرسائل الرياضية الباقية من الصين القديمة ، وهو جزء من نصوص الخيزران من عهد أسرة هان في تشانغجياشان، والتي يعود تاريخها إلى الفترة ما بين 202 و186  قبل الميلاد، وقد عُثر عليها في مقاطعة جيانغ لينغ ، هوبي . ^{[ 78 ]} ومن النصوص الرياضية الأخرى التي جُمعت خلال عهد أسرة هان كتاب الحساب الكلاسيكي للجنيمن والمسارات الدائرية للسماء ( تشوبي سوانجينغ )، والذي لا يعود تاريخه إلى ما قبل القرن الأول قبل الميلاد (ربما من تأليف عدة مؤلفين)، ويحتوي على مواد مشابهة لتلك التي وصفها يانغ شيونغ في عام 15 قبل الميلاد، ومع ذلك لم تُذكر مدرسة تشوبي للرياضيات صراحةً حتى تعليق تساي يونغ في عام 180. ^{[ 79 ]} أُضيفت مقدمة إلى النص بواسطة تشاو شوانغ ( بالصينية :趙爽) في القرن الثالث. ^{[ 80 ]} وكان هناك أيضًا كتاب الفصول التسعة في الفن الرياضي ( جيوتشانغ سوانشو ). عُثر على عنوانها الكامل على معيارين برونزيين يعود تاريخهما إلى عام 179 ميلادي (مع وجود تكهنات بأن مادتها كانت موجودة في كتب سابقة تحت عناوين مختلفة)، وقد أُضيف إليها شرح مفصل من قِبل ليو هوي (الذي ازدهر في القرن الثالث الميلادي) عام 263 ميلادي. ^{[ 81 ]} ومن الجدير بالذكر في هذا السياق أن العديد من الوثائق التي تم التنقيب عنها من مواقع تشين وهان تحتوي على أدلة على الرياضيات العملية التي استخدمها المسؤولون في عمليات الجرد والضرائب، وكذلك في حساب العمالة اللازمة لمشاريع الأشغال العامة، تمامًا كما هو موضح في الرسائل الرياضية. ^{[ 82 ]}

يُقدّم كتاب " سوان شو شو" مسائل وحلولًا رياضية أساسية. ويُرجّح أنه كان دليلًا للمعاملات التجارية اليومية أو شؤون الإدارة الحكومية. ^{[ 83 ]} يحتوي الكتاب على مسائل وحلول لقياسات مساحة الحقول ، وأسعار الصرف النسبية للدخن والأرز ، والتوزيع النسبي ، والقسمة العرضية، والفائض والعجز. ^{[ 84 ]} تظهر بعض المسائل الواردة في " سوان شو شو" في كتاب "جيوتشانغ سوانشو" اللاحق ؛ وفي خمس حالات، تتطابق العناوين تمامًا. ^{[ 84 ]} ومع ذلك، وعلى عكس " جيوتشانغ سوانشو" ، لا يتناول " سوان شو شو" مسائل المثلثات القائمة الزاوية، والجذور التربيعية ، والجذور التكعيبية ، وطرق المصفوفات ، مما يُظهر التقدم الكبير الذي أحرزته الرياضيات الصينية بين كتابة هذين الكتابين. ^{[ 85 ]}

يهتم كتاب "تشوبي سوانجينغ" بتطبيق الرياضيات على علم الفلك . في إحدى المسائل التي سعت إلى تحديد ارتفاع الشمس عن الأرض وقطرها ، يوجه تشن زي ( بالصينية: 陳子) رونغ فانغ ( بالصينية :榮方) إلى الانتظار حتى يصبح ظل المزولة التي يبلغ ارتفاعها 8 تشي 6 تشي ( كان التشي الواحد في عهد أسرة هان يعادل 33 ​​سم)، بحيث يمكن إنشاء مثلث قائم الزاوية 3-4-5 حيث تبلغ قاعدته 60000 لي ( كان اللي الواحد في عهد أسرة هان يعادل 415 مترًا أو 1362 قدمًا)، ويبلغ طول وتره المتجه نحو الشمس 100000 لي ، ويبلغ ارتفاع الشمس 80000 لي . ^{[ 86 ]} على غرار كتاب جيوتشانغ سوانشو ، يقدم كتاب تشوبي سوانجينغ أيضًا برهانًا رياضيًا لـ "نظرية غوغو" ( بالصينية :勾股定理؛ أي حيث c هو طول الوتر و a و b هما طولا الضلعين الآخرين على التوالي، a² ⁺ b² ⁼ c² ⁾ ، والتي تُعرف في الغرب باسم نظرية فيثاغورس نسبةً إلى عالم الرياضيات اليوناني فيثاغورس (الذي عاش في القرن السادس قبل الميلاد). ^{[ 87 ]}      

ربما كان كتاب "جيو تشانغ سوانشو" الأكثر ابتكارًا بين الرسائل الثلاث الباقية من عهد أسرة هان. فهو أول كتاب معروف يُظهر الأعداد السالبة ، إلى جانب مخطوطة باخشالي (200؟  - 600؟ م) من الهند وكتاب عالم الرياضيات اليوناني ديوفانتوس الذي كُتب حوالي عام 275  م. ^{[ 88 ]} ظهرت الأعداد السالبة على شكل قضبان عد سوداء ، بينما ظهرت الأعداد الموجبة على شكل قضبان عد حمراء . ^{[ 89 ]} على الرغم من وجود النظام العشري في الصين منذ عهد أسرة شانغ ( حوالي 1600 - حوالي 1050 قبل الميلاد )، فإن أقدم دليل على وجود كسر عشري (أي أن المقام هو قوة من قوى العدد عشرة) هو نقش على وعاء قياس حجم قياسي يعود تاريخه إلى عام 5 ميلادي، وكان يستخدمه عالم الرياضيات والفلك ليو شين (46 قبل الميلاد - 23 ميلادي). ^{[ 90 ]} مع ذلك، كان كتاب "جيوتشانغ سوانشو" أول كتاب يُدرج الكسور العشرية كوسيلة لحل المعادلات وتمثيل القياسات. ^{[ 90 ]} عُرفت طريقة الحذف الغاوسي ، وهي خوارزمية تُستخدم لحل المعادلات الخطية ، باسم قاعدة المصفوفة في كتاب "جيوتشانغ سوانشو" . ^{[ 91 ]} بينما استخدم الكتاب الكسور المستمرة لإيجاد جذور المعادلات ، بنى ليو هوي على هذه الفكرة في القرن الثالث عندما زاد عدد الكسور العشرية لإيجاد الجذر التكعيبي للعدد 1,860,867 (مما أسفر عن الإجابة 123)، وهي نفس الطريقة المستخدمة في مخطط هورنر الذي سُمي على اسم ويليام جورج هورنر (1786-1837). ^{[ 92 ]}  

لعدة قرون، كان الصينيون يُقدّرون قيمة باي بـ 3 تقريبًا، إلى أن قدّرها ليو شين بـ 3.154 في الفترة ما بين عامي 1 و5 ميلادي، مع أن الطريقة التي استخدمها للوصول إلى هذه القيمة غير معروفة. ^{[ 93 ]} كما أظهرت أواني القياس المعيارية التي تعود إلى عهد وانغ مانغ (9-23 ميلادي) تقديرات لباي عند 3.1590 و3.1497 و3.167. ^{[ 94 ]} يُعد تشانغ هنغ ثاني عالم رياضيات معروف من سلالة هان يُقدّر قيمة باي تقريبًا. أدرك علماء رياضيات هان أن نسبة مساحة المربع إلى مساحة الدائرة المحيطة به تُقارب 4 :3، كما أدركوا أن نسبة حجم المكعب إلى حجم الكرة المحيطة به تُقارب ⁴ : ³ . ^{[ 94 ]} إذا كان D هو القطر و V هو الحجم، فإن D³ ^: V = 16:9 أو V = ^{9 /} 16 _D³ ، وهي صيغة وجد تشانغ فيها عيبًا ^، إذ أدرك أن قيمة القطر غير دقيقة، وأن الاختلاف يكمن في القيمة المستخدمة للنسبة. ^{[ 95 ]} ولتصحيح ذلك، أضاف تشانغ 1 / 16 D³ إلى الصيغة، فأصبح V = 9 / 16 D³ + 1 / 16 D³ = 5 / 8 D³ ^. وبما _أنه وجد أن ^{نسبة حجم} المكعب _إلى حجم الكرة ^{المحيطة} به _هي 8 : ⁵ ، _فإن ^{نسبة مساحة} المربع إلى مساحة الدائرة المحيطة به هي √8 : √5 . ^{[ 96 ]} باستخدام هذه الصيغة، تمكن تشانغ من تقريب قيمة باي إلى الجذر التربيعي لـ 10 ، أي 3.162 . ^{[ 97 ]} بعد عهد أسرة هان، قدّر ليو هوي قيمة باي ^بـ 3.14159، بينما قدّر عالم الرياضيات زو تشونغتشي (429-500) قيمة باي بـ 3.141592 (أو ^355/113 )، وهو أدق تقدير توصل إليه الصينيون القدماء. _[ ^{98 ]}

استُخدمت الرياضيات أيضًا في ضبط الآلات الموسيقية ونظرية الموسيقى . وقد حدد كتاب "هواينانزي" الذي يعود تاريخه إلى القرن الثاني  قبل الميلاد ، والذي جمعه ثمانية علماء برعاية الملك ليو آن (179-122 قبل الميلاد)، استخدام اثنتي عشرة نغمة على السلم الموسيقي . ^{[ 99 ]} قام جينغ فانغ (78-37 قبل الميلاد)، وهو عالم رياضيات ونظرية موسيقية، بتوسيع هذه النغمات لإنشاء سلم موسيقي من 60 نغمة. ^{[ 99 ]} وأثناء قيامه بذلك، أدرك جينغ فانغ أن 53 خُمسًا تُقارب 31 أوكتافًا . ^{[ 100 ]} بحساب الفرق عند 177147 / 176776 ، توصل جينغ إلى القيمة نفسها ⁵³ للتوزيع المتساوي التي اكتشفها عالم الرياضيات الألماني نيكولاس ميركاتور (1620-1687) (أي 353 / 284 ، والمعروفة بفاصلة ميركاتور ⁾ . ^{[ 100 ]} لاحقًا، اكتشف الأمير تشو زايو (1536-1611) في الصين ^خلال عهد أسرة مينغ، ^وسيمون ستيفن ( 1548-1620) من منطقة فلاندرز في أوروبا ، في الوقت نفسه (ولكن بشكل منفصل) ، الصيغة الرياضية للتوزيع المتساوي . ^{[ 101 ]}  

أجرى الصينيون القدماء ملاحظات دقيقة للأجرام السماوية والظواهر، إذ استُخدمت ملاحظات الكون في التنجيم والتنبؤ. ^{[ 102 ]} وكان الفلكي غان دي (الذي ازدهر في القرن الرابع قبل الميلاد) من ولاية تشي أول من أقر بأن البقع الشمسية ظواهر شمسية حقيقية (وليست أقمارًا طبيعية تحجب الرؤية كما كان يُعتقد في الغرب بعد ملاحظة إينهارد  عام 807 ميلادي)، بينما حدث أول رصد دقيق للبقع الشمسية في الصين في 10 مايو 28 قبل الميلاد، خلال عهد الإمبراطور تشنغ من سلالة هان (حكم من 33 إلى 7 قبل الميلاد). ^{[ 103 ]} من بين نصوص ماوانغدوي الحريرية التي يعود تاريخها إلى ما لا يتجاوز عام 168  قبل الميلاد (عندما تم ختمها في مقبرة بموقع مقابر ماوانغدوي هان ، تشانغشا ، مقاطعة هونان )، توضح مخطوطة " قراءات متنوعة للأنماط الكونية وصور الروح " ( تيانوين تشي شيانغ زازان ) من خلال الكتابة والرسومات بالحبر ما يقرب من 300 سمة مناخية وفلكية مختلفة، بما في ذلك السحب والسراب وقوس قزح والنجوم والأبراج والمذنبات . [ 104 ^{] ويذكر نص} حريري آخر من الموقع نفسه أوقات ومواقع شروق وغروب الكواكب في سماء الليل من عام 246 إلى 177 قبل الميلاد. ^{[ 105 ]}

لاحظ الصينيون في عهد أسرة هان مرور المذنب نفسه الذي شوهد في بلاد فارس بمناسبة ولادة ميثريداتس الثاني ملك بارثيا عام 135  قبل الميلاد، والمذنب نفسه الذي رصده الرومان قرب اغتيال يوليوس قيصر عام 44  قبل الميلاد، ومذنب هالي عام 12  قبل الميلاد، والمذنب نفسه الذي ذكره المؤرخ الروماني كاسيوس ديو ( حوالي 155 - حوالي 229 ميلادي ) عام 13 ميلادي، وما يُعرف الآن بأنه مستعر أعظم عام 185 ميلادي . ^{[ 106 ]} وبالنسبة لمختلف المذنبات التي نوقشت في كتب التاريخ في عهد أسرة هان، مثل "سجلات المؤرخ الكبير" و "كتاب هان" ، فقد ذُكرت تفاصيل عن موقعها في السماء واتجاه حركتها، ومدة ظهورها، ولونها، وحجمها. ^{[ 107 ]}  

كما وضع الصينيون في عهد أسرة هان فهارس للنجوم ، مثل كتاب المؤرخ سيما تشيان (145-86 قبل الميلاد) "دراسة عن المسؤولين السماويين " ( تيانغوانشو )، وفهرس تشانغ هنغ للنجوم في القرن الثاني الميلادي، والذي ضمّ ما يقارب 2500 نجم و124 كوكبة. ^{[ 108 ]} ولإنشاء تمثيل ثلاثي الأبعاد لهذه الملاحظات، ^{[ 109 ]} أضاف الفلكي غينغ شوتشانغ ( بالصينية :耿壽昌) حلقة استوائية إلى كرته الفلكية في عام 52 قبل الميلاد. وبحلول عام 84 ميلادي، أُضيفت الحلقة الإهليلجية إلى الكرة الفلكية، بينما أضاف نموذج تشانغ هنغ لعام 125 حلقة الأفق السماوي وحلقة خط الزوال . ^{[ 110 ]}  

استخدم الصينيون من عرقية الهان الدراسات الفلكية بشكل أساسي لبناء تقويمهم وتحديثه . وعلى عكس التقويم اليولياني (46 قبل الميلاد) والتقويم الغريغوري (1582) الغربيين (ولكن على غرار التقاويم الهيلينية في اليونان القديمة )، فإن التقويم الصيني هو تقويم قمري شمسي ، أي أنه يعتمد على حركة الشمس والقمر بدقة لتحديد الوقت على مدار السنة. ^{[ 111 ]} خلال فصلي الربيع والخريف من القرن الخامس قبل _{الميلاد} ، وضع الصينيون تقويم سيفن (古四分历)، الذي قاس السنة الاستوائية بـ 365 ^وربع يوم ( مثل التقويم اليولياني الروماني). ^{[ 112 ]} استبدل الإمبراطور وو هذا التقويم بتقويم تايتشو الجديد ( بالصينية :太初历) عام 104 قبل الميلاد، والذي قاس السنة المدارية بـ 365.385 ^يومًا / ₁₅₃₉ يومًا، والشهر القمري بـ 29.43 ^يومًا / ₈₁ يومًا. ^{[ 112 ]} ولأن تقويم تايتشو أصبح غير دقيق على مدى قرنين من الزمان، أوقف الإمبراطور تشانغ من سلالة هان (حكم من 75 إلى 88 ميلاديًا) استخدامه وأعاد العمل بتقويم سيفين. ^{[ 113 ]} وبعد أكثر من ألف عام، حدد عالم الفلك غو شوجينغ (1233-1316) السنة المدارية بـ 365.2425 يومًا لتقويمه شوشي ( بالصينية :授時曆)، وهي القيمة نفسها المستخدمة في التقويم الميلادي. ^{[ 114 ]} بالإضافة إلى استخدام التقويم لتنظيم الممارسات الزراعية على مدار الفصول، فقد استُخدم أيضًا لتحديد التواريخ المهمة في الدورة الستينية - التي تتكون من جذوع سماوية ( غان ) وفروع أرضية ( تشي )، ويرتبط كل فرع منها بحيوان من الأبراج الصينية . ^{[ 115 ]} 

ناقش الصينيون في عهد أسرة هان إضاءة وأشكال الأجرام السماوية: هل كانت مسطحة ودائرية، أم مستديرة وكروية؟ كتب جينغ فانغ في القرن الأول قبل الميلاد أن علماء الفلك في عهد أسرة هان اعتقدوا أن الشمس والقمر والكواكب كروية الشكل مثل الكرات أو رصاصات القوس والنشاب . ^{[ 116 ]} وكتب أيضًا أن القمر والكواكب لا تُصدر ضوءًا من تلقاء نفسها، ولا يمكن رؤيتها من قِبل سكان الأرض إلا لأنها مُضاءة بالشمس، وأن الأجزاء غير المُضاءة بالشمس ستكون مظلمة من الجانب الآخر. ^{[ 116 ]}

في كتابه "الخطاب المتوازن " ( لونهينغ )، كتب وانغ تشونغ أن بعض مفكري أسرة هان كانوا يعتقدون أن المطر يهطل من السماء (أي من حيث تقع النجوم). ^{[ 117 ]} جادل وانغ بأنه على الرغم من أن المطر يهطل من الأعلى، إلا أن هذه النظرية الشائعة خاطئة. ^{[ 117 ]} واتفق مع نظرية أخرى تنص على أن السحب تتشكل من تبخر الماء على الأرض، وبما أن السحب تُشتت المطر، فإن السحب والمطر في الواقع شيء واحد؛ وبذلك، وصف دورة الماء بدقة . ^{[ 117 ]}

في القرن الثاني الميلادي، أجرى تشانغ هنغ مقارنة مشابهة لتشبيه جينغ، حيث قال إن الشمس كالنار والقمر والكواكب كالماء، فالنار تُصدر الضوء والماء يعكسه. ^{[ 118 ]} كما كرر تعليق جينغ بأن جانب القمر الذي لا تُضيئه الشمس يبقى في الظلام. ^{[ 118 ]} ومع ذلك، لاحظ تشانغ أن ضوء الشمس لا يصل دائمًا إلى القمر لأن الأرض تحجب أشعة الشمس أثناء خسوف القمر . ^{[ 118 ]} وأشار أيضًا إلى أن كسوف الشمس يحدث عندما يتقاطع مسارا القمر والشمس، فيحجبان ضوء الشمس عن الوصول إلى الأرض. ^{[ 118 ]}

يصف تعليق تشاو شانغ، الذي يعود إلى القرن الثالث الميلادي، في كتاب "تشوبي سوانجينغ" نظريتين فلكيتين: الأولى تُصوّر السماء على شكل قبة نصف كروية تمتد فوق الأرض، بينما تُشبّه الثانية الأرض بصفار البيضة ، حيث تُصوّر السماء على شكل كرة سماوية تحيط بالأرض. ^{[ 80 ]} وقد ذكر يانغ شيونغ النظرية الفلكية الأخيرة في كتابه " أقوال نموذجية" ( فايان )، وشرحها تشانغ هنغ في كتابه " الدستور الروحي للكون " ( لينغشيان ) الذي يعود إلى عام 120  ميلادي. ^{[ 119 ]}

كان الخشب المادة الرئيسية للبناء في عمارة أسرة هان. ^{[ 120 ]} استُخدم في بناء قاعات القصور الفخمة، والأبراج متعددة الطوابق، والمساكن متعددة الطوابق، والمساكن المتواضعة. ^{[ 120 ]} مع ذلك، ونظرًا لتلف الخشب بمرور الوقت وقابليته للاشتعال، فإن أقدم المباني الخشبية التي عُثر عليها في الصين (مثل العديد من قاعات معابد جبل ووتاي ) لا يعود تاريخها إلى ما قبل عهد أسرة تانغ (618-907). ^{[ 121 ]} يصف المؤرخ المعماري روبرت ل. ثورب ندرة الآثار المتبقية من عهد أسرة هان، فضلًا عن المصادر الأدبية والفنية غير الموثوقة في كثير من الأحيان التي استخدمها المؤرخون للحصول على أدلة حول عمارة غير موجودة في عهد أسرة هان. ^{[ 122 ]} ما تبقى من عمارة أسرة هان هو أطلال جدران من الطوب والطين المدكوك (بما في ذلك أسوار المدن فوق الأرض وأسوار المقابر تحت الأرض)، ومنصات من الطين المدكوك للمذابح والقاعات المتدرجة، وبوابات جنائزية من الحجر أو الطوب على شكل أعمدة، وبلاط خزفي متناثر كان يزين قاعات خشبية. ^{[ 123 ]} لا تزال أجزاء من سور الصين العظيم المبني من الطين المدكوك في عهد أسرة هان موجودة في مقاطعة قانسو ، إلى جانب أطلال حدود هان التي تضم ثلاثين برجًا للمراقبة وقلعتين محصنتين بأسوار مسننة . ^{[ 124 ]} كانت أسوار هان في المدن الحدودية والحصون في منغوليا الداخلية تُبنى عادةً من الطوب الطيني المختوم بدلاً من الطين المدكوك. ^{[ 125 ]}

كانت الأسقف المصنوعة من القش أو القرميد تُدعّم بأعمدة خشبية، إذ لم تكن جدران هذه القاعات المبنية من الطوب أو الطين المدكوك أو الطين تدعم السقف فعليًا. ^{[ 120 ]} كما استُخدم الحجر والجص في العمارة المنزلية. ^{[ 120 ]} بُنيت أفاريز قرميدية بارزة للخارج لإبعاد مياه الأمطار عن الجدران؛ وكانت تُدعّم بأقواس خشبية كانت تُزيّن أحيانًا بزخارف مُتقنة. ^{[ 120 ]} عادةً ما كانت تُزيّن نهايات بلاط السقف بتصاميم مُشكّلة، كما هو واضح في النماذج الفنية للمباني وفي قطع البلاط المتبقية. ^{[ 126 ]}

يمكن العثور على أدلة قيّمة حول العمارة في عهد أسرة هان في الأعمال الفنية التي تعود لتلك الحقبة، من نماذج خزفية ولوحات وطوب منحوت أو مختوم، والتي عُثر عليها في المقابر ومواقع أخرى. ^{[ 120 ]} كما بُنيت مقابر هان على غرار المنازل تحت الأرض، على غرار مشاهد منازل الفناء الموجودة على طوب المقابر وفي النماذج ثلاثية الأبعاد. ^{[ 120 ]} احتوت منازل هان على فناء (وبعضها احتوى على أفنية متعددة) مع قاعات مرتفعة قليلاً فوقه ومتصلة بسلالم. ^{[ 120 ]} شملت المباني متعددة الطوابق قاعات الإقامة الرئيسية ذات الأعمدة المبنية حول الأفنية، بالإضافة إلى أبراج المراقبة . ^{[ 120 ]} بُنيت القاعات بعوارض متقاطعة وأعمدة خشبية، وعادةً ما كانت تُنحت بزخارف؛ أما السلالم والجدران فكانت تُطلى عادةً بالجص للحصول على سطح أملس، ثم تُدهن. ^{[ 127 ]}

لا تزال أطلال أسوار تشانغآن ، أول عاصمة لسلالة هان، قائمة حتى اليوم بارتفاع 12 مترًا (39 قدمًا) وعرض قاعدة يتراوح بين 12 و16 مترًا (39 إلى 52 قدمًا) . ^{[ 128 ]} وقد أثبتت الدراسات الأثرية الحديثة أن طول السور الشرقي كان 6000 متر (20000 قدم) ، وطول السور الجنوبي 7600 متر (24900 قدم) ، وطول السور الغربي 4900 متر (16100 قدم) ، وطول السور الشمالي 7200 متر (23622 قدمًا). ^{[ 128 ]} بلغ الطول الإجمالي للأسوار 25,700 متر (84,300 قدم) ، وشكّلت تخطيطًا مربعًا تقريبًا (مع أن أجزاءً من الجدارين الجنوبي والشمالي كانت متعرجة بسبب اعتبارات تضاريسية: فقد وُجدت تضاريس وعرة على طول الجدار الجنوبي، بينما أعاق مجرى نهر وي المسار المستقيم للجدار الشمالي). ^{[ 128 ]} كان خندق المدينة بعرض 8 أمتار (26 قدمًا) وعمق 3 أمتار (9.8 قدمًا) ؛ وقد عُثر على بقايا جسور خشبية على طول الخندق. ^{[ 129 ]} احتوت تشانغآن على 12 بوابة تؤدي إلى المدينة، ثلاث بوابات لكل جانب من جوانب السور، وكانت بمثابة نقاط نهاية للشوارع الرئيسية. ^{[ 130 ]} احتوت كل بوابة على ثلاثة مداخل، عرض كل منها 6 أمتار (20 قدمًا) ؛ وزعم كتّاب عهد أسرة هان أن كل مدخل كان يتسع لحركة مرور أربع عربات تجرها الخيول في آن واحد. ^{[ 130 ]} شمل نظام الصرف الصحي العديد من فتحات التصريف المحفورة أسفل هذه البوابات والمبطنة بالطوب الذي يشكل أقواسًا، حيث عُثر على أنابيب مياه خزفية كانت متصلة في السابق بالخنادق المبنية على طول الشوارع الرئيسية. ^{[ 131 ]} لم يتبق من قصور المدينة الإمبراطورية الفخمة سابقًا سوى بعض أجزاء الجدران وأساسات المنصات. ^{[ 132 ]} وبالمثل، تم اكتشاف الأساسات الحجرية لمستودع الأسلحة، لكن هيكله الخشبي اختفى منذ زمن طويل. ^{[ 132 ]}                   

لا تزال بعض أجزاء من أطلال سور لويانغ، ثاني عاصمة لسلالة هان، قائمةً بارتفاع 10 أمتار (33 قدمًا) وعرض 25 مترًا (82 قدمًا) عند القاعدة. ^{[ 133 ]} كان طول السور الشرقي 3900 متر (12800 قدم) ، والغربي 3400 متر (11200 قدم) ، والشمالي 2700 متر (8900 قدم) ، إلا أن السور الجنوبي جرفته مياه نهر لو عندما غيّر مجراه قبل قرون. وباستخدام نقطتي نهاية السورين الشرقي والغربي، يُقدّر المؤرخون أن طول السور الجنوبي كان 2460 مترًا (8070 قدمًا) . ^{[ 134 ]} شكّل السور المحيط بالمدينة شكلًا مستطيلًا، مع وجود بعض الانحناءات غير المنتظمة نتيجةً للعوائق الطبوغرافية. ^{[ 134 ]} على غرار تشانغآن، كان لمدينة لويانغ اثنا عشر بوابة، ثلاث بوابات على كل جانب من السور، ولكل بوابة ثلاثة مداخل تؤدي إلى الشوارع الرئيسية داخل المدينة. ^{[ 135 ]} لا تزال المنصات الترابية المدكوكة للمذابح الدينية والشرفات قائمة حتى اليوم خارج محيط لويانغ المسور، وهي مخصصة لعبادة الآلهة ومكان إقامة القرابين الرسمية. ^{[ 136 ]} كان الوصول إليها يتم عبر منحدرات طويلة، وكانت تعلوها في السابق قاعات خشبية مع شرفات في الطوابق السفلية. ^{[ 136 ]}            

مطرقة باب برونزية من العصر الغربي لسلالة هان على شكل رأس حيواني؛ كما تم العثور على مطارق أبواب في أعمال هان الفنية، مثل النماذج الخزفية للبوابات المؤدية إلى ساحات الطوابق السفلية للأبراج متعددة الطوابق وعلى أبواب المقابر الحجرية تحت الأرض.

باب قبر منحوت من الحجر على طراز أسرة هان الشرقية، مزين بمطرقة باب دائرية ، من قبر في لويانغ

بحلول ثمانينيات القرن العشرين، تم اكتشاف أكثر من عشرة آلاف مقبرة هان تحت الأرض مبنية من الطوب والحجر في جميع أنحاء الصين. ^{[ 137 ]} كانت المقابر الصينية القديمة التي تعود إلى فترة الممالك المتحاربة عبارة عن حفر محفورة عموديًا ومبطنة بجدران خشبية. ^{[ 138 ]} عند حفر مواقع المقابر، كان عمال هان يبنون أولًا حفرًا عمودية ثم يحفرون أفقيًا، ومن هنا جاء اسم "الحفر الأفقية" لمقابر هان ؛ وقد استُخدمت هذه الطريقة أيضًا لمواقع المقابر المحفورة في جوانب الجبال. ^{[ 137 ]} بُنيت جدران معظم مقابر هان الغربية من طوب مجوف كبير، بينما ظهر نوع الطوب الأصغر حجمًا وغير المجوف الذي ساد عمارة مقابر هان الشرقية (مع بعض المقابر المصنوعة من الحجر) في أواخر عهد هان الغربي. ^{[ 139 ]} كان نوع الطوب الأصغر حجمًا أكثر ملاءمة لأقواس مقابر هان عند المداخل، والغرف المقببة ، والأسقف المقببة . ^{[ 140 ]} لم تكن الأقبية والقباب تحت الأرض بحاجة إلى دعامات، إذ كانت تُثبّت في مكانها بواسطة حفر ترابية. ^{[ 141 ]} استخدام الأقبية والقباب المبنية من الطوب في مباني هان فوق الأرض غير معروف. ^{[ 141 ]}

كان تصميم المقابر المحفورة في سفوح الجبال يتألف عادةً من غرفة أمامية وغرف جانبية وغرفة خلفية، مصممة لمحاكاة مجمع من القاعات فوق سطح الأرض. ^{[ 138 ]} لم تقتصر مقبرة الملك ليو شنغ (توفي عام 113 قبل الميلاد) في مقاطعة خبي على قاعة أمامية مزودة بستائر نوافذ ومقتنيات جنائزية، وعربات وخيول في الغرفة الجانبية الجنوبية المنفصلة، ​​ومخزون من البضائع في الغرفة الجانبية الشمالية، بل احتوت أيضًا على بقايا منازل خشبية حقيقية ذات أسقف قرميدية (إلى جانب منزل مبني من ألواح حجرية وبابين حجريين في الغرفة الخلفية). ^{[ 138 ]} وقد عُثر على أبواب مصنوعة بالكامل من الحجر في العديد من مقابر أسرة هان، وكذلك في مقابر السلالات اللاحقة . ^{[ 142 ]}

نجا ما مجموعه تسعة وعشرون بوابة عمودية ضخمة منحوتة من الطوب أو الحجر ( تُسمى " كيو" ) من عهد أسرة هان، ويمكن العثور عليها في المناطق الظاهرة حول مواقع مقابر وأضرحة هان. ^{[ 143 ]} غالبًا ما كانت تُشكل جزءًا من الجدران الخارجية، وعادةً ما تُحيط بالمدخل، ولكن أحيانًا في زوايا الأسوار. ^{[ 144 ]} على الرغم من افتقارها إلى المكونات الخشبية والخزفية، إلا أنها تتميز بتقليد بلاط الأسقف، والأفاريز، والشرفات، والدرابزينات . ^{[ 145 ]}

تُصوّر النقوش البارزة المصنوعة من الطوب على جدران مقابر هان في مقاطعة سيتشوان مشاهدَ لحفر الآبار لأغراض التعدين . ^{[ 146 ]} تُظهر هذه النقوش أبراجًا شاهقة ترفع المحلول الملحي السائل عبر أنابيب من الخيزران إلى السطح، ليتم تقطيره في أحواض تبخير فوق حرارة الأفران وإنتاج الملح . ^{[ 146 ]} كانت الأفران تُسخّن بالغاز الطبيعي الذي يُنقل عبر أنابيب الخيزران، من عمق 610 أمتار (2000 قدم) تحت سطح الأرض. ^{[ 146 ]} كان فريق من الرجال يُشغّل مثقاب حفر الآبار بالقفز على عارضة خشبية، بينما تُدار أداة الحفر بواسطة حيوان جرّ، عادةً ما يكون ثورًا أو جاموسًا . ^{[ 147 ]} كانت آبار هان المحفورة لجمع المحلول الملحي تصل إلى مئات الأمتار (الأقدام) تحت سطح الأرض. ^{[ 148 ]} تم العثور على مناجم تعود إلى عهد أسرة هان، تصل أعماقها إلى مئات الأمتار (الأقدام) تحت سطح الأرض، وتضم غرفًا واسعة تحت الأرض مبنية بهياكل خشبية، بالإضافة إلى سلالم وأدوات حديدية متروكة. ^{[ 149 ]}  

توجد إشارات أدبية من عهد أسرة هان إلى الأبراج الشاهقة التي كانت تُوجد في العواصم؛ وغالبًا ما كانت تُستخدم كأبراج مراقبة ومراصد فلكية ومراكز دينية لجذب رضا الآلهة . ^{[ 150 ]} وقد ثبّط الخصيان تشاو تشونغ وتشانغ رانغ الإمبراطور لينغ (حكم من 168 إلى 189 ميلاديًا) عن الصعود إلى الطوابق العليا من الأبراج الشاهقة (زاعمين أن ذلك سيجلب سوء الحظ)، وذلك لإخفاء القصور الفخمة الضخمة التي بناها الخصيان لأنفسهم في لويانغ عنه. ^{[ 151 ]} ليس من المعروف على وجه اليقين ما إذا كانت النماذج الخزفية المصغرة للأبراج السكنية وأبراج المراقبة التي عُثر عليها في مقابر أسرة هان تمثل تمثيلات دقيقة تمامًا لتلك الأبراج الخشبية، إلا أنها تكشف عن أدلة مهمة حول فن العمارة الخشبية المفقودة. ^{[ 152 ]}

لا يوجد سوى عدد قليل من النماذج الخزفية للأبراج متعددة الطوابق من عصور ما قبل هان وعصر هان الغربي؛ أما غالبية الأبراج التي عُثر عليها حتى الآن، والتي يبلغ عددها المئات، فقد صُنعت خلال عهد هان الشرقي. ^{[ 152 ]} كان من الممكن حرق نماذج الأبراج كوحدة واحدة في الفرن أو تجميعها من عدة قطع خزفية مختلفة لتكوين البرج الكامل. ^{[ 153 ]} لا يوجد برج مطابق تمامًا للآخر، ومع ذلك تشترك هذه الأبراج في سمات مشتركة. ^{[ 153 ]} غالبًا ما كانت تحتوي على فناء مسور في الأسفل، وشرفة مزودة بدرابزين ونوافذ لكل طابق، وبلاط سقف يُغطي عوارض السقف ويخفيها ، وتماثيل بشرية تُطل من النوافذ أو تقف على الشرفات، ومطارق أبواب ، وحيوانات أليفة مثل الكلاب في الفناء السفلي. ^{[ 154 ]} ولعلّ أكثر الأدلة المباشرة التي تُشير إلى أن نماذج الأبراج الخزفية المصغرة تُمثل تمثيلًا دقيقًا لأبراج هان الخشبية الحقيقية هي أنماط البلاط. ^{[ 155 ]} الأنماط الفنية الموجودة على البلاطات الدائرية التي تغطي نهايات الأفاريز في النماذج المصغرة هي مطابقة تمامًا للأنماط الموجودة على بلاطات أسطح هان الحقيقية التي تم التنقيب عنها في مواقع مثل القصور الملكية في تشانغآن ولويانغ، وحتى بلاطات معبد الحصان الأبيض الأصلي . ^{[ 155 ]}

إلى جانب الأبراج، تكشف نماذج خزفية أخرى من عهد أسرة هان عن تنوع في أنواع المباني. يشمل ذلك مخازن متعددة الطوابق مثل أهوار الحبوب ، ومنازل فناء ذات قاعات متعددة الطوابق، وأكشاك ، وأبراج بوابات مسورة، وطواحين، ومصانع وورش عمل ، وحظائر حيوانات، ومراحيض خارجية ، وآبار مياه. ^{[ 156 ]} حتى نماذج بيوت المزارع ذات الطابق الواحد تُظهر قدرًا كبيرًا من التفاصيل، بما في ذلك الأسقف القرميدية، والساحات، والسلالم المؤدية إلى الممرات، وساحات المزارع ذات الأحواض والمصارف، والأسوار، والمراحيض. ^{[ 157 ]} كانت نماذج أهوار الحبوب والمخازن ذات أسطح قرميدية، ودعامات خشبية ، ونوافذ، ودعامات ركائز ترفعها فوق مستوى سطح الأرض. ^{[ 158 ]} تتميز نماذج آبار المياه من عهد أسرة هان أحيانًا بأسقف قرميدية صغيرة مدعومة بعوارض تحتوي على بكرة الحبل المستخدمة لرفع الدلو. ^{[ 159 ]}

بهدف تسهيل التجارة والاتصالات، وتسريع عملية تحصيل الضرائب ونقل القوات العسكرية، رعت حكومة هان بناء طرق وجسور وقنوات مائية جديدة . ^{[ 160 ]} وشمل ذلك أعمال إصلاح وتجديد نظام دوجيانغيان للري في سيتشوان وقناة تشنغقو في شنشي ، وكلاهما بنتهما دولة تشين السابقة . ^{[ 38 ]} واستجابةً لاقتراح ني كوان ، كلف الإمبراطور وو في عام 111  قبل الميلاد إر بقيادة مشروع إنشاء امتدادات لقناة تشنغقو لري الأراضي المجاورة المرتفعة فوق القناة الرئيسية. ^{[ 161 ]} نظرًا لتراكم كميات كبيرة من الطمي بمرور الوقت في قاع قناة تشنغقو (مما تسبب في حدوث فيضانات)،  فقد بدأ في عام 95 قبل الميلاد مشروع آخر لاستغلال مياه الري من أعالي نهر جينغ، مما استلزم تجريف قناة جديدة بطول 100 كيلومتر (62 ميلًا) تتبع خط الكنتور فوق قناة تشنغقو. ^{[ 161 ]} كما حافظت دولة هان على نظام من السدود لحماية الأراضي الزراعية من الفيضانات الموسمية. ^{[ 162 ]}  

كانت الطرق والجسور الخشبية ومحطات البريد ومحطات التقوية تُرمم بين الحين والآخر، بينما أُنشئت العديد من المرافق الجديدة المشابهة. ^{[ 163 ]} وكما ذكر مؤلفو عهد أسرة هان، فقد دُكّت الطرق التي بُنيت خلال عهدهم بمدكات معدنية، إلا أن هناك غموضًا حول المواد المستخدمة؛ إذ يرجّح جوزيف نيدهام أنها كانت من الأنقاض والحصى. ^{[ 164 ]} وتراوحت عروض الطرق من ممرات ضيقة لا تتسع إلا لمرور حصان أو ثور واحد في المرة الواحدة، إلى طرق سريعة واسعة تتسع لمرور تسع عربات تجرها الخيول جنبًا إلى جنب. ^{[ 165 ]} بُنيت طرق هان المحصنة غربًا حتى شانشان ( لولان ) بالقرب من صحراء لوب ، بينما استخدمت قوات هان طرقًا تعبر شمال صحراء تاكلامكان باتجاه كاشغر . ^{[ 166 ]} خلال عهد أسرة هان، تم توطيد شبكة واسعة من الطرق والممرات المحصنة والجسور الخشبية المبنية فوق السيول المتدفقة في الوديان شديدة الانحدار لجبال تشين ، والمعروفة باسم طرق المعارض . ^{[ 167 ]} خلال عهد الإمبراطور وو، تم بناء طرق لربط الأراضي التي تم فتحها حديثًا فيما يُعرف الآن بيونان في أقصى الجنوب الغربي، وكذلك شبه الجزيرة الكورية في أقصى الشمال الشرقي. ^{[ 168 ]}

كان جسر العوارض الخشبية أحد أكثر أنواع الجسور شيوعًا في عهد أسرة هان ، وقد وصفته المصادر الأدبية وظهر في نقوش بارزة على طوب المقابر. ^{[ 169 ]} أما الأدلة على وجود الجسور المقوسة فهي شحيحة: يُزعم أن جسرًا خارج البوابة الجنوبية لمدينة تشنغدو يعود إلى عهد أسرة هان، بينما كان الجسر الذي بناه ما شيان ( بالصينية :馬賢) (ازدهر عام 135 ميلاديًا) جسرًا عوارضًا بلا شك. ^{[ 170 ]} يُظهر نقش بارز من مقبرة تعود إلى عهد أسرة هان في مقاطعة سيتشوان جسرًا مقوسًا بانحناء تدريجي، مما يوحي بأنه جسر قطاعي، على الرغم من أن استخدام هذا النوع من الجسور لم يُؤكد بشكل كامل. ^{[ 171 ]} على الرغم من وجود إشارات نادرة إلى الجسور المعلقة البسيطة في مصادر عهد أسرة هان، إلا أنها لم تُذكر إلا في سياق رحلات إلى بلدان أجنبية في جبال الهيمالايا وهندو كوش وأفغانستان ، مما يدل على قدم اختراعها هناك. ^{[ 172 ]} بُنيت الجسور العائمة المصنوعة من القوارب والمثبتة بسلاسل حديدية خلال عهد أسرة هان (بعضها يمتد فوق نهري الأصفر واليانغتسي )، وكانت تُستخدم في الغالب لأغراض عسكرية نظرًا لسهولة تركيبها وتفكيكها. ^{[ 173 ]}