thumb|250px|right|Esclusa de un canal ubicado en Francia; se considera que este tipo de estructuras se inventaron en China durante la dinastía Song.

La dinastía Song (960-1279 d. C.) aportó significativos avances científicos y tecnológicos en la historia de China, muchos de los cuales fueron fruto del trabajo de funcionarios estatales talentosos, reclutados por el gobierno a través de los llamados exámenes imperiales.

La capacidad inventiva en materia de ingeniería mecánica avanzada en China contaba ya con una larga tradición histórica; el ingeniero Su Song escribió que su trabajo y el de sus contemporáneos se apoyaba en los logros de inventores anteriores, como los del astrónomo e inventor Zhang Heng (78-139), considerado como uno de los pioneros en el uso de herramientas mecánicas.Needham, vol. 4, 2ª parte, 466 El empleo de tipos móviles en la impresión fue una evolución del sistema de impresión xilográfica ya ampliamente extendido en la educación y entretenimiento de las masas y de los estudiantes confucionistas. De forma semejante, el aprovechamiento de la pólvora para el desarrollo de nuevas armas de fuego, como cañones, permitió a la dinastía Song repeler a sus enemigos militarizados —las dinastías Liao y Jin, así como el Imperio de Xi Xia— hasta colapsar frente a la invasión del ejército mongol de Kublai Kan en el .

Durante este período se llevaron a cabo notables avances en áreas como la ingeniería civil, la navegación y la metalurgia, además de introducirse en la región los molinos de viento y el papel 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.

Polímatas e ingeniería mecánica

Polímatas thumb|left|200px|El diagrama original del libro de Su Song, elaborado en 1092, donde se aprecia el mecanismo interno de su torre del reloj, junto con el tanque de clepsidra, un molino hidráulico con cangilones y un escape,En los relojes mecánicos, el escape es un dispositivo que convierte el movimiento de rotación continua en una oscilación o movimiento de vaivén, lo cual produce el conocido sonido de tictac del reloj. la cadena de transmisión, una esfera armilar en lo más alto y la rueda que activaba un mecanismo de timbres, gongs y tambores cada hora transcurrida.Needham, vol. 4, 2ª parte, 165 y 455.

El desarrollo tecnológico y científico durante la dinastía Song estuvo marcado por la contribución de personalidades polímatas, como Shen Kuo (1031-1095) y Su Song (1020-1101), que son reconocidas como impulsores de los primeros conocimientos empíricos y avances tecnológicos en esta era.

Shen es famoso por descubrir el concepto de norte verdadero y la declinación magnética hacia el Polo Norte al realizar cálculos más precisos del meridiano astronómico, y arreglar los cálculos de la posición de la estrella polar, que cambiaba durante los siglos.Sivin, III, 22. Esto permitió a los marineros navegar los mares con una mayor precisión, usando la brújula magnética de agujas, descrita de igual forma en primera instancia por Shen. Asimismo, este polímata logró notoriedad por su descripción escrita de Bì Shēng, el inventor de los tipos móviles de imprenta. Interesado en la geología, Shen formuló una teoría de geomorfología y cambio climático a través del tiempo después de hacer observaciones sobre fenómenos naturales inusuales.Sivin, III, 23.Needham, vol. 3, 618. A partir de los conocimientos contemporáneos sobre eclipses solares y lunares, teorizó que el Sol y la Luna tenían forma esférica, no plana, expandiendo así los razonamientos de astrónomos chinos anteriores.Needham, vol. 3, 415s. Junto con su compañero Wei Pu, en el Consejo de Astronomía, Shen utilizó hipótesis cosmológicas para describir las variaciones de las órbitas planetarias, incluyendo la retrogradación.Sivin, III, 16.Sivin, III, 19. 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.Sivin, III, 18-19.

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 tratado farmacéutico en 1070, conocido como Bencao Tujing, que incluía diversas notas de botánica, zoología, metalurgia y mineralogía.Unschuld, 60.Wu, 5. Igualmente, describía diversas aplicaciones medicinales, incluyendo el uso de la efedrina como droga farmacéutica.Needham, vol. 4, 2ª parte, 446. A Su Song también se le atribuye la elaboración de un atlas celestial que reunía cinco mapas estelares,Needham, vol. 4, 3ª parte, 569. mientras que su extenso e ilustrativo trabajo en cartografía contribuyó a la resolución de una acalorada disputa entre la dinastía Song y su vecino Kitán, de la dinastía Liao.Wright, 213. No obstante, su trabajo más notable fue la construcción de un reloj astronómico hidráulico, con una esfera armilar en su superficie, que había sido erigido en la capital de Kaifeng en el año 1088.Sivin, III, 31-32. Para la torre de ese reloj, empleó un mecanismo de escape que solo dos siglos más tarde sería aplicado a los relojes de todo el continente europeo.Needham, vol. 4, 2ª parte, 445.Needham, vol. 4, 2ª parte, 448. Además, el reloj se destacó por ser la primera edificación en todo el mundo en utilizar una transmisión por cadena de circuito continuo, tal y como se describe en el tratado horológico de Su Song, redactado en 1092.Needham, vol. 4, 2ª parte, 111.

thumb|250px|Uno de los cinco mapas estelares publicados en el tratado horológico de Su Song, mostrando la corrección de la ubicación de la estrella polar según Shen Kuo, como también una proyección cilíndrica similar a la proyección de Mercator.

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 las matemáticas, la geografía, la geología, la economía, la ingeniería, la medicina, la crítica de arte, la arqueología, la estrategia militar y la diplomacia, entre otras.Ebrey, 162.Ebrey, Cambridge Illustrated History of China, 148. En una misión de la corte para inspeccionar una región fronteriza, Shen Kuo elaboró un mapa con relieve en madera y aserrín mojado 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 un juego de mesa y, 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 del reloj de agua con el propósito de lograr una interpolación más eficiente, así como por el diseño de la esfera armilar, el gnomon y el tubo de observación astronómica, al cual incrementó el ancho para mejorar la observación de la estrella polar y de otros cuerpos celestes,Sivin, III, 17. Shen Kuo experimentó adicionalmente con la cámara oscura, solo unas décadas después de que Ibn al-Haytham (965-1039) lo hiciera por primera vez.Needham, vol. 4, 1ª parte, 98.

El odómetro y el carro que apunta hacia el Sur Además de Shen Kuo y Su Song, muchas otras figuras contribuyeron al desarrollo tecnológico de este período. Aunque el odómetro (instrumento que se usa para medir la distancia recorrida por un vehículo y que acoplaban a la tracción de un carro) ya era conocido en China desde la época de la dinastía Han, el Song Shi (una compilación de documentos oficiales publicada en el año 1345)Unbounded Loyalty, Frontier Crossings in Liao China, Naomi Standen - Google libros 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 larga disertación realizada por el chambelán Lu 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 del carro que apunta al Sur, inventado por el antiguo ingeniero mecánico chino Ma Jun (200-265). Este aparato consistía en un vehículo con ruedas que hacía uso de un complejo sistema de engranajes diferenciales, utilizados en los automóviles actuales para aplicar cantidades iguales de torsión a 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 una brújula, 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 tratado Song Shi.Sivin, III, 31. Esto no resulta sorprendente, puesto que Yan era de alguna forma un polímata, al igual que Shen Kuo y Su Song. Yan mejoró el reloj de agua, escribió sobre la teoría matemática de la armonía, teorizó sobre las mareas, etc. Sin embargo, el texto del Song Shi registra 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.

Estanterías giratorias thumb|left|240px|Monasterio de Longxing, que alberga la estantería giratoria mecánica más antigua conservada.