vignette|Lampe à huile en bronze doré de la forme d'une servante, datant du , découverte dans la tombe de , femme du prince Han (d. - 113). Son volet coulissant permet des ajustements dans la direction et la luminosité de la lumière alors qu'elle piège également la fumée dans le corps. Patricia Ebrey de l'université de Washington et l'archéologue Wang Zhongshu jugent donc sa conception comme anti-polluante. La période de la dynastie chinoise des Han ( - 220 du calendrier grégorien) est une période charnière dans l'histoire prémoderne des sciences et des technologies en Chine, puisqu'elle a été le cadre d'avancées majeures dans ces domaines.

En matière de métallurgie, les innovations de la période de la dynastie Zhou sont améliorées et la période Han connaît l'essor de l'usage de l'acier et du fer forgé grâce à l'usage de l'acier naturel et du puddlage. En parvenant à forer toujours plus profondément dans la terre, les Han ne se contentent pas d'utiliser uniquement des derricks pour remonter de la saumure pour leur production de sel, mais ils élaborent aussi des pipeline en bambou afin d'acheminer du gaz naturel directement vers les fours. Les techniques de fonte sont améliorées grâce à l'invention de soufflets actionnés par des roues à eau. La diffusion d'outils en fer permet ainsi d'accroître la productivité agricole et par extension la croissance démographique. Les systèmes d'irrigation sont améliorés avec l'invention de pompes mécaniques actionnées par des roues à eau ou des animaux, ce qui permet de transporter l'eau vers des terrains plus élevés. Par ailleurs, les roues à eau servent à actionner des martinets pour moudre le grain, mais également pour faire tourner des sphères armillaires représentant la sphère céleste autour de la Terre.

Les inventions Han permettent d'améliorer sensiblement la qualité de vie des Chinois. Auparavant, les écrit étaient conservés sur des rouleaux de bambous, mais l'invention du processus de fabrication du papier permet de créer un nouveau support d'écriture moins onéreux et plus facile à produire. L'invention de la brouette permet de déplacer de lourdes charges. Les jonques maritimes à l'arrière desquelles un gouvernail est monté permettent aux Chinois de s'aventurer au-delà des eaux calmes des lacs et rivières pour explorer la mer. Les Hans inventent aussi à cette époque les cartes graduées et en relief.

En médecine, de nouveaux remèdes à base d'herbes sont élaborés afin de guérir les maladies. La généralisation de la pratique d'exercice physique et des régimes régulés permettent en parallèle de réduire les maladies. Les autorités de la capitale sont prévenues de la direction des séismes grâce à l'invention d'un sismomètre, qui est actionné par un mécanisme à pendule. Pour marquer le passage des saisons et les occasions particulières, les han utilisent deux versions de calendrier lunaires, qui sont établis grâce aux efforts entrepris en astronomie et mathématiques. Les avancées en matière de mathématiques à cette époque incluent la découverte de la racine carrée, de la racine cubique, du théorème de Pythagore, de l'élimination de Gauss-Jordan, de la méthode de Ruffini-Horner, l'amélioration du calcul de pi et les nombres négatifs. Des centaines de nouvelles routes et de nouveaux canaux sont construits pour faciliter le transport, le commerce, la collecte des taxes, la communication et le mouvement des troupes militaires. Les han utilisent également différents types de ponts pour enjamber les voies d'eau ou les précipices, comme les ponts à poutres, les ponts en arc, les ponts de singe et les ponts flottants. Les murs défensifs des villes fortifiés sont fabriqués en briques ou en terre battue et pour certains toujours debout aujourd'hui.

Perspectives modernes sur la science et les technologies sous les Han vignette|Poêle de chauffage du vin fabriqué en bronze, daté des Han occidentaux. Jin Guantao, professeur à l'Institut des études chinoises à l'université chinoise de Hong Kong, Fan Hongye, chercheur à l'Académie chinoise des sciences, et Liu Qingfeng, professeur à l'Institut de la culture chinoise de l'université chinoise de Hong Kong, affirment que la fin du règne de la dynastie Han constitue une période unique dans l'histoire de la science et de la technologie prémoderne chinoise. Ils la comparent au rythme incroyable de la croissance scientifique et technologique de la dynastie Song (960-1279). Toutefois, ils soutiennent que sans l'influence des préceptes proto-scientifiques de l'ancienne philosophe du moïsme, la science chinoise ne serait pas parvenue à trouver sa structure définitive.

Joseph Needham (1900-1995), ancien professeur à l'université de Cambridge et auteur de la série d'ouvrages Science and Civilization in China, affirme que Il note les avancées faites durant les Han en matière d'astronomie et de calcul des calendriers, le mais également du scepticisme philosophique et des pensées rationalistes concrétisées dans des ouvrages tels que le lunheng du philosophe Wang Chong (27-).

Imprimerie

vignette|gauche|Livre traditionnel en bambou déplié (册) de L'Art de la guerre de Sun Tzu. Copie datant de la dynastie Qing. Avant la période Han, les fouilles archéologiques permettent de déterminer que le principal véhicule d'écriture sont les carapaces et les os, ainsi que les bronzes. Au début de la période Han, le bambou est principalement utilisé pour conserver les écrits, tout comme les tablettes en argile et les rouleaux de soie. Tous ces supports sont alors sécurisés et fermés par un sceau. Sur les lattes de bambous, les sinogrammes sont disposés en colonnes.

Des cartes dessinées à l'encre sur des étoffes en soie sont découvertes dans la tombe de la marquise de Dai, enterrée en à Mawangdui, dans la province du Hunan. Toutefois, les premières cartes en papier trouvées datent de 179 à et sont situées à (près de Tianshui, province du Gansu). Il s'agit de plus de la plus ancienne pièce de papier connue à ce jour. Toutefois, le papier en chanvre des Han occidentaux et du début des Han orientaux est de piètre qualité et utilisé principalement comme papier d'emballage. Le processus de fabrication du papier n'est pas formalisé avant que l'eunuque Cai Lun (50-121) de la cour des Han orientaux ne crée un processus en 105 au cours duquel de l'écorce de mûrier, du chanvre, d'anciens linges et des filets de poissons sont bouillis ensemble afin de créer une pulpe qui est pilonnée, lavée à l'eau et ensuite trempée dans un tamis en bois, où elle est ensuite secouée, séchée et façonnée en forme de feuilles. La plus ancienne pièce de papier contenant un écrit est trouvée dans les ruines d'un mirador chinois, situé à Tsakhortei, dans la Ligue d'Alxa, en Mongolie-Intérieure. Il date de , le moment auquel les garnisons Han abandonnent les lieux à la suite de l'attaque des nomades Xiongnu. À partir du , le papier devient le support d'écriture principal en Chine.

Céramiques

L'industrie céramique de la dynastie Han est détenue par des entreprises privées mais également par des agences du gouvernement local. Les céramiques sont utilisées au quotidien mais également pour la confection de matériaux de construction tels que des tuiles et des briques.

La poterie grise de la dynastie Han doit sa couleur à l'argile qui est utilisée pour la fabriquer. Celle-ci est supérieure en qualité à la poterie grise des précédentes périodes chinoises. Pour cela, les Han utilisent des tourailles, de plus longs tunnels de cuisson et des cheminées améliorées. Les tourailles de la dynastie Han utilisés pour la poterie grise permettent d'atteindre des températures de cuisson proches de . Toutefois, la poterie fabriquée dans le Sud avec une argile naturellement plus dense demande une cuisson à des températures plus élevées. La poterie glacée des dynasties Shang et Zhou est également cuite à des hautes températures, mais au milieu de la période des han occidentaux, un type de poterie glacée brune est produite à des températures inférieures à . Peu de temps après, une poterie glacée verte est mise au point et deviendra très populaire sous les Han orientaux.

Wang Zhongshu affirme que le grès vert-clair connu sous le nom de céladon n'existe qu'à partir de la période des Trois Royaumes (220-265), mais il soutient que les tessons de céramique trouvés sur des sites des Han orientaux dans la province du Zhejiang peuvent être considérés comme du céladon. Toutefois, Richard Dewar affirme pour sa part que le vrai céladon n'a pas été créé en Chine avant la dynastie Song (960-1279), lorsque les tourailles chinoises ont été capables d'atteindre la température minimale de cuisson de , avec une préférence pour les températures situées entre et .

Métallurgie

vignette|gauche|Lame de Ji (une arme d'hast chinoise) en fer datant de la dynastie Han

Fours et techniques de fusion Un bas fourneau permet de convertir le minerai de fer en une loupe de fer, qui une fois fondue dans un four (comme un cubilot) devient une fonte. Les premières traces de fonte découvertes en Chine remontent au , à la Période des Printemps et Automnes, alors que les fours les plus anciens qui ont été trouvés datent du La grande majorité des fours ainsi découverts sont postérieurs au règne de l'empereur Han Wudi, ce dernier ayant établi le monopole de l'État sur l'industrie métallurgique en -117.

À cette époque, le minerai de fer est transformé directement en fonte brute dans des hauts fourneaux, mais le métal est rarement coulé directement dans des moules. La fonte brute est généralement refondue dans un cubilot afin d'obtenir de la fonte. Ces cubilots sont soufflés par un vent froid qui est amené aux tuyères par des conduites passant au-dessus du gueulard. L'air récupère ainsi une partie de la chaleur perdue au sommet du haut fourneau : ce vent chaud améliore le rendement de l'installation.

vignette|Lampe à huile en forme de tripode en bronze datant des Han occidentaux, vignette|Paire de ciseaux en fer des Han orientaux. vignette|Soc en fer de la dynastie Han.

Plutôt que de produire du fer forgé à partir de la loupe issue d'un bas fourneau, les Han sont capables de le fabriquer à partir de la fonte issue du haut fourneau, et développent les méthodes d'affinage des métaux. La plus ancienne preuve d'utilisation de ces pratiques remonte au à Tieshengguo, près du Mont Song, dans la province du Henan. Ces fours sont constitués en bas par des murs semi-enterrés de briques en matériau réfractaire et en partie supérieure d'argile réfractaire. En dehors de charbon de bois, Wang Zhongshu affirme qu'un autre combustible est utilisé dans les fours : les Il s'agit d'un mélange de poudre de charbon, d'argile et de quartz.

Utilisation de l'acier, du fer et du bronze