За този „технологически скок” допринесли главно два фактора: първият бил икономическото развитие с все по-широкото навлизане на парите в обръщение. Вторият бил организираната цивилна бюрокрация на китайската държава, която се стремяла активно да подобри и повиши продуктивността във всеки един аспект от обществения живот.
Земеделие
Земеделието винаги е било и до ден днешен заема най-голямата и важна част от китайската икономика. Всяко нововъведение в областта на селското стопанство задължително се отразява на нивото на социално благоденствие. Интензификацията на различни икономически дейности довела и била резултат от многостранния прогрес в редица икономически и технологични сфери. Като основа на икономиката, селскостопанската продукция била не само решаващ фактор за социално благополучие, но също така и за данъчните постъпления на държавата. Изключително важна тема от литературата, посветена на земеделието, подобно на книгата Nongshu 農書 – „За земеделието” написана от Chen Fu била темата за наторяването.
Важни иновации в данъчната система били предприети за кратко време при управлението на Wang Anshi 王安石, който бил първи министър. На селените били отпускани държани кредити с цел да бъдат избавени от необходимостта да взимат заеми с високи лихви от частни кредитори или големи земевладелци. Прецизното изчисляване на поземлените данъци и прекратяването на ангарията (принудителен труд като форма на задължение към държавната хазна) свалили голям товар от плещите на селяните и допринесли за ускореното развитие на капацитета на добивите. Също така, дългите периоди на мир със съседите от север оказали своето благотворно влияние върху селското стопанство.
На огромни територии били засяти нови култури: от юг идвал памукът (mian 棉),а от север – пшеницата (mai 麥). Хранителният режим също бил подобрен с въвеждането на нови продукти като (doufu 豆腐) (бяла субстанция, извличана от соята и подобна на сиренето, която се използвала като заместител на месото).
Наторяването, приложено правилно, било важен механизъм при увеличаване продуктивността на всякакъв вид почви. По това време били познати над 10 вида обогатяващи вещества като се започне от човешки и животински ескременти и се стигне до пепел, различни минерали, соли и речни наноси.
Особено в гъсто населените райони като долното течение на р. Яндзъ 長江, било необходимо използването на няколко вида торове едновременно – за да могат да се отгледат няколко последователни реколти за година. По време на управлението на династия Сун (宋朝) съществували дори професионални продавачи на тор. Той бил съхраняван в специални съдове (fenwu 糞屋), защитен от слънцето, дъжда и от изсъхване.
Техниките за култивиране на културите при управлението на Южна Сун били вече доста напреднали. В определени райони в южен Китай било възможно да се отгледат до три реколти от мокър ориз (shuidao 水稻), но обикновено след втората, на сухите полета бил засяван боб, сусам или коноп. В по-безводните региони, пшеницата (xiaomai 小麥) ставала все по-разпространена. На юг обработваемите земи били използвани на ротационен принцип като мокри и сухи площи. Конопът бил засяван заедно с черничеви храсти – растения, чиито корени били с различна дължина и експлоатирали почвата на различна дълбочина. Разсадът бил отглеждан в лехи с течаща вода. В северен Кирай дъждовната есен била добро време за оран и развитите плугове geng 耕 позволявали образуването на кора, която предпазвала почвата от пълно засушаване през лятото.
В сравнение с предишните исторически епохи, хората от времето на династия Сун (宋朝) разполагали с възможност да консумират много по-голямо количество плодове и зърнени култури. Хранителният режим станал много по-разнообразен. Не само разсадът бил засаждан в предватително подготвената за това почва, а все повече и повече растения били отглеждани в отделни лехи (qi 畦), като захарната тръстика (zhe 蔗), памукът (mian 棉),черниците (sang 桑) и разбира се оризът (dao 稻; mifan 米飯 като храна). Разсаждането се осъществявало чрез втикването на издънките в земята (yatiaofa 壓條法), които да пуснат свои собствени корени, чрез втикването на отрязани издънки или заравянето на ствола в земята (chatiaofa 插條法),от който излизали издънки или млади клончета (maitiaofa 埋條法). През периода на династия Сун (宋朝) селяните култивирали повече от 30 вида зеленчуци както и много нови плодове, между тях били различни видове цитрусови плодове.
Водни съоръжения
Неспокойните времена от късен Tang 唐 и периода на петте династии 五代 допринесли за спешна необходимост от реконструкция на повечето водни съоръжения в северен Китай. Особено покрай столицата Kaifeng 開封, където каналите по река Bian 汴河 се нуждаели от спешна реконструкция, тъй като едни от най-големите градове по това време в света се нуждаели от доставка на пшеница от по-богатите райони на север от р. Яндзъ. През 1070г. били реконструирани значителна част на малките канали и бентове, за да се предпазят от наводнения (fanghong 防洪) хората. На Жълтата река 黃河, която често наводнявала цели региони в северен Китай и централната равнина, се обръщало специално внимание по времето на изгражданията на водните съоръжения. Система от диги (zhengdi 正堤, yaodi 遙堤, lüdi 縷堤) е трябвало да спре тези наводнения. Масивни конструкции от дърво, камъни и въжета (sao 埽) е трябвало да усилят устойчивостта на дигите. Основна роля в системата от диги били бентовите конструкции (dukou 堵口), които регулирали дренажа на речните води.
Примери за водни съоръжения на юг били каналите на 木蘭阪, които контролирали водния резерв както и язовирът Dujiang 都江堰, откъдето започвали канали павирани с камък (shiba 石壩, shifa 石筏). От периода на южна Сун и преместването на столицата в Hangzhou 杭州 регионът по долното течение на река Яндзъ започнал да става все по-значим. Части от езерото Taihu 太湖 започнали да стават региони, където интензивно са се строили водни съоръжения, копаели са се канали (junhe 浚河), конструирали се укрепления (yu 圩) и се строили шлюзове за кораби. По бреговата линия на Liangzhe-Dong 兩浙東 били насипани множество камъни (shitang 石塘), които служели като преграда на силите на океана.
В северен Китай били изкопани система от ровове, които предпазвали от нападение от китаните 契丹 от империята Лиао 遼 на север. Тази система на национална отбрана включвала канали с обща дължина 800 км.
Книгопечатанe
Изобретяването на подвижна печатаща преса (huozi yinshua 活字印刷) допринесло много за разпространението на литературата, знанието и образованието. Изобретателят на тази преса бил Bi Sheng 畢昇. Подвижните печатарски преси от времето на Сун се правели от глина, а по-късно и от дърво. По-евтините книги били по-широкодостъпни за обществеността и така броят на библиотеките нарастнал. Една от първите книги напечатана с преносима машина била будисткият канон – Dazangjing 大藏經 от 983г. Много други книги с литературно или научно съдържание напечатани по времето на династия Сун (宋朝) са запазени и до днес. Характерните особености на печатарското дело от Сунския период се запазил за дълги векове напред и даже се прилагат и до днес (Songti 宋體).
Печатането се базирало на калиграфическия стил на Ouyang Xun 歐陽詢, Yan Zhengqing 顏真卿 и Liu Gongquan 柳公權. В съседните държави kитаните, джуржените и тунгусите създали свой собствен стил имитирайки стила на китайските йероглифи, печатали книги написани на техния език, използвайки собствената си писменост. Хартиените пари и разменните чекове (jiaozi 交子) били печатани с новите методи изобретени по времето на Северна Сун.
Миньорство и металургия
Копаенето на руди и изследването на мини е било разрешено да бъде частен бизнес през по-голямата част от периода на северна Сун. Само топенето на руди и продукцията от метал се следели от държавни представители, които веднага облагали готовата продукция. Желязото и стоманата се произвеждали главно в префектурите Cizhou 磁州, Xingzhou 刑州 и Xuzhou 徐州, тъй като северът на Китай бил окупиран от джуржените女真, империята на Дзин 金 след 1129г. Цветните метали като медта (tong 銅), калая (xi 錫) и оловото (qian 鉛), които се използвали за производството на монети, идвали основно от южен Китай. Златото (jin 金) се добивало в Шандун, а среброто (yin 銀) на югозапад. Медните руди се промивали с вода съдържаща син витриол (danfan 膽礬).
Най-важните леарници от Сунския период били в: Handan 邯鄲, Linsui 林歲, Tongbai 桐柏, Anyang 安陽 в Hebei, Acheng 阿城 в Heilongjiang. Съществували дори преносими пещи. Въпреки че дървените въглища (mutan 木炭) били широко разпространени, все по-често се използвали минералните въглища (meitan 煤炭) като горивен материал. Процесът на произвеждане на стомана (gang 鋼) от желязо (tie 鐵) вече бил почти дефиниран.
Копаенето на въглища в регионите Shanxi, Shaanxi and Henan постепенно станал доходен бизнес за държавата. Производството се увеличила значително, когато през 12 в. бил открит коксът (jiaotan 焦炭). Галериите за въглища били дълги до 500м., но кладенците за въглища (meijing 煤井) били с дълбочина приблизително 6м. и това било нормално за онова време .
Солта (yan 鹽) се добивала в специални кладенци за сол (yanjing 鹽井). Най-добре развит на добив на сол бил регионът в Съчуан. По времето на династия Сун (宋朝) била открита нова технология за откриването на такива кладенци.
Оръжия
Важна иновация във военната технология било откриването на барута (huoyao 火藥), който бил открит по времето на династия Tан, но станал приложим по времето на династия Сун (宋朝) . През 11в. огнестрелното оръжие вече било широко разпространено при сунските войски, китаните 契丹 и джурджените女真. Такива оръжия били катапултите (paoshiji 抛石機), които изстрелвали бомби (huoyaobao 火藥包) и гранати (jili huoqiu 蒺藜火球), някои напълнени с отровни изпарителни материали. В началото на 12 в. топовете (pao 砲) били произвеждани от барели направени от бамбукови пръчки съединени с железни пръстени. Но все още огнестрелните оръжия не се използвали широко, тъй като не могли ефективно да заместят лъка (nu 弩). По времето на Северна Сун Wang Ruoqin 王若欽 написал военна енциклопедия Wang Ruoqin 王若欽 – “Най-важното при военното изкуство”.
Порцелан и керамика
Въпреки че порцеланът бил изобретен преди Сунския период, по времето на династия Сун (宋朝) можем да говорим за качествен порцелан, който е бил произвеждан в специални пещи за изпичане (yao 窯). Постепенно порцеланът започнал да се използва във всекидневния живот дори от социални групи по-ниски от аристокрацията. Магазините и ресторантите използвали порцелана (ciqi 瓷器) на мястото на грубата керамика (ciqi 瓷器) . Порцеланът от династия Сун (宋朝) имал много различни цветове, полировка (емайлировка) (youse 釉色), структура и форма, и почти всяка пещ е била известна със специалния си начин на изпичане, оцветяване и орнаменти. Един от факторите за повишаване равнището на използване на порцелан била забраната за използване на бронзови съдове във всекидневието.
Порцеланът имал много предимства пред бронза – не корозирал, имал леко тегло, притежавал изключителна красота и бил с ниска цена. Друг фактор за широкото разпространение на порцелана са били търговските отношения, които достигнали огромни размери по времето на Сунския период. Порцеланът се използвал като валута в чужбина – заедно с коприната, броката и лака. Огромната продукция на порцелан била много разпространена и някои пещи са могли да изпичат до 20 000 продукта. Най-важните и значими пещи в империята Сун са били тези в Dingzhou 定州, Ruzhou 汝州, Yaozhou 耀州, Cizhou 磁州, Junzhou 鈞州/Henan, Longquan 龍泉/Zhejiang, Jian’ou 建甌/Fujian, Jizhou 吉州/Jiangxi, и известната пещ в Jingdezhen 景德鎮/Jiangxi основана по времето на властването на периода Jingde (1004-1007). Предпочитаните цветове на Сунския порцелан са били белият, (baiyou 白釉), светло синьо-зеленият (qingyou 青釉, qingbaiyou 青白釉), и черно-кафевият цвят (heiyou 黑釉, jiangyou 醬釉). На изпечената основа е могло да се добавят допълнителни цветове (jiacai 加彩), и продукта се изпичал наново (caishao 彩燒). Някои от пещите били управлявани от държавата (guanyao 官窯) .
Порцеланът от царство Liao бил по-груб в сравнение със Сунския. Повечето пещи в царство Liao били разположени близо до главните градове на империята. Когато династия Jing окупирала северната част на царство Сун, те превзели пещите в Dingzhou, Yaozhou and Junzhou.
Астрономия
По времето на цялата китайска история астрономията винаги е била съществена и значима наука. Сунският астроном Han Xianfu 韓顯符 пресметнал точното време на възлизането на Полярната звезда (chijingcha 赤經差). През 1034г. нови наблюдения на звездното небе били записани в книгата Jingyou qianxing xinshu 景佑乾像新書 – ”Нова книга на небето от периода Дзин Иоу ”. Десет години по-късно, Zhou Cong 周琮 открил 28 нови съзвездия (xiu 宿), с помощта на еклиптически инструменти (huangdaoyi 黃道儀). Wang Anli 王安禮 внесъл корекции в позицията на фиксираните звезди (hengxing 恆星), пресметнати от Yu Jicai 庾季才още през 6 в. Астрономическите изчисления по времето на династия Сун (宋朝) се използвали до 14 в. Последното точно изчисление било направено от Yao Shunfu 姚舜輔 през 1105г. и е обяснено в неговата книга Jiyuanli 紀元曆. Всички тези изчисления били записани на карти и били изключително точни. В Suzhou 蘇州/Jiangsu карта на звездното небе с повече от 1400 звезди е била издълбана на каменни пластини.
Нови калкулации на календара (lifa 曆法) са били превени повече от 20 пъти през Сунския период.
Сферата (hunyi 渾儀) била най-важният инструмент за небесни наблюдения и такива инструменти по времето на периода на Северен Сун са били не само огромни, но и много точни. Друг инструмент наречен небесен глобус (hunxiang 渾象), показвал движенията на небесните тела около Земята. През 1092г. Su Song и Han Gonglian 韓公廉 начертали скица на огромен задвижван от вода механизъм, който можел да служи като сфера, небесен глобус и часовник (shuiyun yixiang tai 水運儀像臺), със звънчета и барабанчета .
Времето било изчислявано чрез воден часовник (louke 漏刻). Yan Su 燕肅 бил първият, който решил чрез сложни механизми изтичането на вода и нарекъл своя воден часовник „Лотусов воден часовник” (lianhualou 蓮花漏). Shen Kua 沈括 бил известен със своята антология Mengqi bitan 夢溪筆談, където описал друг воден часовник (fulouyi 浮漏儀), трети модел на воден часовник бил изобретен от Sun Fengji 孫逢吉 (tonghu loujian zhidu 銅壺漏箭制度).
География и картография
Картографите от времето на династия Сун (宋朝) допринесли много за развитието на географията като цяло. Те описали значителен брой географски и природни явления. Много известни картографи написали книги изучаващи релефа и особеностите на дадени ареали. Le Shi 樂史 написал Taiping huanyu ji 太平寰宇記, Wang Cun 王存 написал Yuanfeng jiuyu zhi 元豐九域誌, Ouyang Min 歐陽忞 написал Yudi fangji 輿地方志, Wang Xiangzhi 王象之 написал Yudi jisheng 輿地記勝, Zhu Mu 祝穆 написал Fangyu shenglan 方輿勝覽. .
Администрацията на такава обширна империя като Китай се нуждаела от точни географски карти. Първата голяма карта на цялата Северна Сунска империя е била завършена през 993г.- Chunhua tianxia tu 淳化天下圖 – „Световна карта от периода Чун Хуа”. Изгравирана на каменна плоча, картата Huayitu 華夷圖 – „Карта на Китай и отвъд” била създадена в края на 11в. В конфуцианския храм в Суджоу се съхранява карта Dilitu 地理圖 от времето на династия Сун (宋朝). Картата е от 1180г. И била създадена от Huang Shang 黃裳. Много от картите от времето на Сун са изгубени, обаче са се съхранили много карти на различни провинции (lu 路). Някои картографи дори са направили физически карти с моделирани планини по тях. Градските карти на Suzhou 蘇州 и Guilin 桂林 много добре са се съхранили. В картите (Yujitu 禹跡圖) ни се представят различни места (Xi’an 西安/Shaanxi, Zhenjiang 鎮江/Jiangsu, Jishan 稷善縣/Shanxi), като върху тях са начертани квадратчета, служещи като мащаб като всяко квадратче отговаряло на сто li 里 (приблизително 50 км.). Картографският теоритик Cheng Dachang 程大昌 написал Yugonglun 禹貢論, първият критичен коментар и описание на най-старите китайски картографски изследвания.
Fan Dacheng 范大成 написал три книги с ценно картографско знечение – Lanpeilu 攬轡錄 „Контролиране на корабното въже“, Canluanlu 驂鸞錄 „Храбрият феникс“ и Wuchuanlu 吳船錄 „Корабите на Суджоу“. Song Minqiu 宋敏求 написал географски описания за Chang’an старата столица на Хан и Тан (Chang’anzhi 長安志), провинция Henan (Henanzhi 河南志) и Kaifeng (Dongjingji 東京記). Важно описание на чуждите държави била книгата на Zhao Rushi 趙汝適 – Zhufanzhi 諸藩志 – „Всичко за варварите”. Подобна книга била Lingwai daida 嶺外代答 „Отговор за чуждите държави” от Zhou Qufei 周去非.
Навигация и корабостроене
Северен Китай е бил окупиран от няколко царства, които блокирали достъпа на Цунски Китай до вътрешно азиатските търговски пътища. И затова не е учудващо, че морската търговия значително се е разраснала по време на Сунския период.
Висящата игла-компас (zhinanzhen 指南針), инструмент жизнено важен за точната навигация, е бил изобретен от Shen Kua 沈括, и към края на 11в. компасът (zhenpan 針盤) вече се е използвал. Първата книга описваща морските пътища е описанието на Xu Jing 徐競 за неговото пътуване до Корея – Xuanhe fengshi Gaoli tujing 宣和奉使高麗圖經.
Корабостроенето постепенно и естествено достигнало до високо развитие. В южен Китай корабите се строили в специални докове (ganchuanwu 乾船塢). Zhang Zhongyan 張中彥 прекосил Жълтата река с помощта на (fuqiao 浮橋). Постепенно определени модели на кораби се строили по еднакъв начин и се наложили в корабостроенето.
Много известно изобретение от Сунския период били водоустойчивите преградни стаи (shuimi gecang 水密隔艙) конструирани в самия кораб. Корпусът бил стабилизиран чрез специални части, а не чрез въжета или кил. Морските кораби имали триъгълна форма, а речните търговски кораби имали плоско дъно.
За военни цели Feng Zhi 馮制 изобретил нов вид военни кораби, комбинирайки различни части от други видове кораби. Най-големият от тези кораби е могъл да носи топове. По време на битки, дори кораби задвижвани от гребла (chechuan 車船) все още са се използвали.
Бреговата линия на Китай постоянно се е променяла през вековете, особено залива Бохай Bohai 渤海, където наносите от Жълтата река 黄河 го избутали напред. Много учени от периода Сун предполагали, че бреговата линия на Бохайския залив е била на запад чак до планината Taihang.
Чрез придобитите умения корабоплавателите от династия Сун (宋朝) могли по-точно да предсказват ветровете и времето в океана, ритъмът на вълните (chaoxi 潮汐) също могъл да се предвиди много точно.
Медицина и фармация
Два източника поставили основата на развитието на китайската медицина по времето на династия Сун (宋朝). Първият бил изобретението на преносимата печатаща преса, а вторият бил реинтерпретацията на вселената от неоконфуцияните, съдържаща в себе си като понятие qi 氣, явяващо се жизненоважен елемент в медицината. В Hanlin 翰林學院 е имало медицински департамент yiguan yaoju 醫官藥局 и императорите били заинтересовани на следят медицинските изследвания, както и да канят известни медици в императорския дворец. Реформаторът Wang Anshi 王安石 основал Великия Медицински департамент taiyiju 太醫局, където са се изучавали следните науки: вътрешна медицина dafangmai 大方脈, апоплексия fengke 風科, педиатрия xiaofangmai 小方脈, офталмология yanke 眼科, зъболечение kouchi 口齒, акупунктура zhenjiuke 針灸科 и други. През 1057г. Традиционните китайски книги като Suwen 素問, Nanjing 難經, Shanghanlun 傷寒論, Jinkui yaolüe 金匱要略, Maijing 脈經, Zhubing yuanhou lun 諸病源候論, Qianjin yaofang 千金要方 били отново коментирани и публикувани. Били създадени нови компендии като Shenyi pujiao fang 神醫普校方 „Основни рецепти от божествените „, написана от Jia Huangzhong 賈黃中, Taiping shenghui fang 太平聖惠方 написана от Wang Huaiyin’s 王懷隱 и Zhenghe shengji zonglu 政和聖濟總錄. Освен тези официално признати медицински книги много други хора са писали за медицината и фармацията. Такива книги били Jingshi zhenglei beiji bencao 經史證類備急本草 написана от Tang Shenwei 唐慎微, Bencao yanyi 本草衍義 написана от Kou Zongshi 寇宗奭 и много други.
Диагнозата на пулса е била повратна точка в клиническата медицина. Но сунските лекари вече били започнали да изследват анатомията на мъртвите тела. Инфекциите били много добре познати на учените от сунския пероид и те много добре знаели кои инфекции причиняват патогенезис. Също така Космосът влияел на медицината – петте фази wuxing 五行, и шестте положения на въздуха liuqi 六氣 били от съществено значение. Най-известните лекари през периода Сун били Pang Anshi 龐安時, Zhu Gong 朱肱, Xu Shuwei 許叔微, Qian Yi 錢乙, Chen Yan 陳言, Wang Shuo 王碩, Yan Yonghe 嚴用和, Chen Ziming 陳自明, Zhang Yuansu 張元素, Li Gao 李杲, Liu Wansu 劉完素, and Zhang Congzheng 張從政.
Математика
Управителите от Северна Сун основали академично поделение (suanxueke 算學科) отговарящо за математическите открития и изчисления. Десет стари математически книги били препечатани и издадени. Най-важните сунски математици били Jia Xian 賈憲, Yang Hui 楊輝, Shen Kua 沈括, Qin Jiushao 秦九韶. Последният написал Shushu jiuzhang 數書九章 „Математическа книга в 9 глави“. Jia Xian избретил числово решение на уравненията използвайки метод подобен на триъгълника на Паскал. Старият метод на решаване на алгебрични уравнения kaifangshu 開方術 бил разработен като решение за успешното решаване на уравненията при мултипликацията. Метода на използване на непознати цифри tianyuan 天元 за решаване на уравнение бил представен по времето на династия Сун (宋朝) от Li Ye 李冶 , който описал тези метод в Ceyuan haijing 測圓海鏡. Yang Hui написал Xiangjie jiuzhang suanshu 詳解九章算術 „Точни коментари на изкуството на математиката в 9 глави“, коментирайки по-стари и съвременни математически методи и уравнения. Книгата – Chengchu tongbian benmo 乘除通變本末 „Умножение и деление, разработени от основите “ служела като учебник, а в Xugu zhaiqi suanfa 續古摘奇算法 се описвали различни математически упражнения.
