中國古代科技思想與實踐

中國古代在天文歷法、地學(xué)、數(shù)學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)和人文科學(xué)的許多領(lǐng)域，都做出過獨(dú)特的貢獻(xiàn)。殷商時期的甲骨文中就有日月之食的記載。從秦代到清末的2100多年間，哈雷彗星出現(xiàn)27次，中國都有記錄。漢代張衡發(fā)明了測定方位的地動儀和演示日月星辰的渾天儀。先秦的數(shù)學(xué)家提出了勾股定理。南北朝的祖沖之算出圓周率為3．1415926。中國的絲織、制瓷、冶金、造船技術(shù)很早就達(dá)到世界的先進(jìn)水平。明代朱載堉首創(chuàng)十二平均律，后來被定為世界通行的標(biāo)準(zhǔn)音調(diào)。中國的醫(yī)藥學(xué)在世界上獨(dú)樹一幟。特別是中國的造紙術(shù)、火藥、印刷術(shù)、指南針?biāo)拇蟀l(fā)明曾經(jīng)改變了世界的面貌。直到15世紀(jì)以前，中國的科學(xué)技術(shù)在世界上保持了千年的領(lǐng)先地位。中國人的這些發(fā)明創(chuàng)造，體現(xiàn)了人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展、科學(xué)精神與道德理想相結(jié)合的理性光輝。

江澤民《增進(jìn)相互了解，加強(qiáng)友好合作——在美國哈佛大學(xué)的演講》

（《中國青年報》1997年11月2日）第1課中國傳統(tǒng)文化主流思想的演變（1-4）第2課中國古代科學(xué)技術(shù)第3課中國古代文學(xué)第4課中國古代書畫和戲曲

第三單元古代中國的思想文化第二課

中國古代科學(xué)技術(shù)

北京二中李建紅

第三單元古代中國的思想文化從騾子說起FrancisBacon

（1561—1626）

這三種東西已經(jīng)改變了世界的面貌。第一種在文學(xué)上，第二種在戰(zhàn)爭上，第三種在航海上。由此又引起了無數(shù)的變化。這種變化如此之大，以致沒有一個帝國、沒有一個宗教教派、沒有一個赫赫有名的人物，能比這三種發(fā)明在人類的事業(yè)中產(chǎn)生更大的力量和影響。——［英］弗蘭西斯·培根

《新工具》一、古代科技的里程碑

——四大發(fā)明

造紙術(shù)活字印刷指南針火藥簡牘帛書造紙術(shù)問世前人類的書寫材料

古埃及紙草：易斷裂，難以保存希臘羊皮：昂貴巴比倫泥板：笨重印度樺樹皮：不易保存中國：甲骨；青銅；竹木簡；絲絮西漢時有個叫東方朔的人，想給漢武帝提安邦定國的建議，就用竹簡寫奏章，因為有滿肚子的話要說，一下子就用了3000來根竹簡。東方朔面對這3000根竹簡發(fā)了愁，因為他手無縛雞之力，無法拿動這么龐大的奏章，最后只好請了兩位大力士抬進(jìn)宮里去。據(jù)《史記·滑稽列傳》說，漢武帝花了兩個月的時間才看完那一大堆竹簡。戰(zhàn)國時有個思想家叫惠施，人稱他博學(xué)多才、學(xué)富五車。原來，他旅行時也愛學(xué)習(xí)，隨車裝著愛看的書。其實這些書是一捆一捆的竹簡和木牘，一共裝了5輛車，“學(xué)富五車”的成語就是這么來的。不過，要用現(xiàn)代的眼光看，這5輛車竹簡上的字?jǐn)?shù)加起來，頂多也不過我們現(xiàn)在閱讀的幾本書的字?jǐn)?shù)。甘肅放馬灘出土1986年出土，碳十四測定大約制造于公元前179－141年，是西漢麻紙。

蔡倫字敬仲，桂陽人也。……倫乃造意，用樹膚、麻頭及敝布、魚網(wǎng)以為紙。元興元年奏上之，帝善其能，自是莫不從用焉，故天下咸稱“蔡侯紙”?！逗鬂h書·蔡倫傳》東漢蔡侯紙漢代造紙流程示意圖古代造紙生產(chǎn)流程圖

收集主要原料一．搗碎，蒸煮.二、自然變白三．發(fā)酵，制漿四．抄成紙張五．曬干一、古代科技的里程碑

——四大發(fā)明

1、造紙術(shù)*西漢前期已有紙*105年，東漢蔡倫制成“蔡侯紙”——書寫材料的一次革命

（十世紀(jì)前后的歐洲）粗野和無知是社會上層階級的共性，騎士通常是不識字的，連自己的名字都不會寫……廣大的農(nóng)民和手工業(yè)者則全是文盲……但在11～14世紀(jì)，情況有所變化……歐洲紙廠的建立為科學(xué)、文化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。與之相適應(yīng)，世俗學(xué)校紛紛出現(xiàn)，逐步演變成教授學(xué)生多學(xué)科知識的大學(xué)……這些都是在歐洲有了造紙業(yè)之后發(fā)生的…

——潘星吉《中國古代四大發(fā)明源流、外傳及世界影響》在印刷術(shù)發(fā)明前，人們用手抄書，既費(fèi)時耗力，又易出錯。到隋唐，從印章和拓石中受啟發(fā)，把字雕刻在木板上，使它成為反的凸字。然后刷上墨，鋪上紙，一張一張地就印成了。印刷術(shù)

雕版印刷術(shù)——隋唐之際出現(xiàn)，宋代達(dá)到高峰。971年在成都刻印的《大藏經(jīng)》，共1046部，5048卷，雕版達(dá)13萬塊，費(fèi)時12年。唐咸通九年（868年）印制《金剛經(jīng)》唐咸通九年（868年）印制《金剛經(jīng)》現(xiàn)藏于大英博物館宋版刻書

活字印刷-北宋畢升版印書籍，唐人尚未盛為之。自馮瀛王始印五經(jīng)，后世典籍皆為版本。慶歷中有布衣畢昇又為活版……——沈括《夢溪筆談》泥活字版清代木活字銅活字轉(zhuǎn)輪排字盤里的木活字

印刷術(shù)的發(fā)明以及商業(yè)發(fā)展的迫切需要，不僅改變了只有僧侶才能讀書寫字的狀況，而且也改變了只有僧侶才能受較高級的教育的狀況。

——恩格斯

如果沒有從中國引進(jìn)造紙術(shù)和印刷術(shù)，歐洲可能要長期地停留在手抄本的狀況，書面文獻(xiàn)不可能如此廣泛流傳。

——美國著名學(xué)者羅伯特一、古代科技的里程碑

——四大發(fā)明

2、印刷術(shù)*隋唐時期雕版印刷*北宋畢升發(fā)明活字印刷

火藥的發(fā)明，與古人煉丹制藥的長期實踐有關(guān)。在煉制“仙丹”的過程中，煉丹家發(fā)現(xiàn)硫磺、木炭和硝石按一定比例混合在一起加熱極易燃燒和爆炸，從而“無意”地發(fā)明了火藥。煉丹爐鼎（明代）煉丹爐（仿漢品）煉丹引爆圖火藥用于軍事突火槍和火箭

元代銅火銃

唐中期丹書《真元妙道要略》中已有火藥配方。唐末用于軍事，宋朝廣泛使用。一、古代科技的里程碑

——四大發(fā)明

3、火藥*唐中期煉丹家發(fā)明火藥*唐末開始用于軍事*宋朝廣泛用于軍事

司南由青銅地盤與磁勺組成。地盤內(nèi)圓外方，中心圓面下凹；圓外盤面分層次鑄有十天干、十二地支、四卦，標(biāo)示24個方位。磁勺是用天然磁體磨成，置于地盤中心圓內(nèi)，勺頭為N，勺尾為S，靜止時，因地磁作用，勺尾指向南方。羅盤針

指南針用于航海方家以磁石磨針鋒，則能指南。然常微偏東，不全南也?！蚶ā秹粝P談》

舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，晦陰觀指南針。——北宋朱彧《萍洲可談》

風(fēng)雨晦冥時，惟憑針盤而行……毫厘不敢差誤，蓋一舟人命所系也。

——南宋吳自牧《夢梁錄》一、古代科技的里程碑

——四大發(fā)明

4、指南針*戰(zhàn)國“司南”*北宋羅盤針用于航海四大發(fā)明外傳對世界的影響火藥、羅盤針、印刷術(shù)－這是預(yù)兆資產(chǎn)階級社會到來的三項偉大發(fā)明。火藥把騎士階層炸得粉碎，羅盤針打開了世界市場并建立了殖民地，而印刷術(shù)卻變成新教的工具，總的來說，變成科學(xué)復(fù)興的手段，變成對精神發(fā)展創(chuàng)造必要前提的最強(qiáng)大的杠桿。

——馬克思《經(jīng)濟(jì)學(xué)手稿》四大發(fā)明外傳對世界的影響。歐洲文藝復(fù)興初期四種偉大發(fā)明的傳入流播，對現(xiàn)代世界的形成，曾起重要的作用。造紙術(shù)和印刷術(shù)，替宗教改革開了先路，并使推廣民眾教育成為可能?；鹚幍陌l(fā)明，消除了封建制度，創(chuàng)立了國民軍制。指南針的發(fā)明導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)美洲，因而使全世界，而不再是歐洲成為歷史的舞臺——卡特《中國印刷術(shù)的發(fā)明和它的西傳》

“外國用火藥制造子彈御敵，中國卻用它做爆竹敬神；外國用羅盤針航海，中國卻用它看風(fēng)水；外國用鴉片醫(yī)病，中國卻拿來當(dāng)飯吃?！?/p>

——魯迅《電的利弊》

王者易姓受命，必慎始初，改正朔，易服色，推本天元，順承厥意。

——《史記·歷書》

中國古代天文學(xué)發(fā)達(dá)的原因——政府重視①皇帝認(rèn)為天象直接聯(lián)系著皇家命運(yùn)②農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的需要二、天文學(xué)成就1、天文學(xué)發(fā)達(dá)的原因*帝王認(rèn)為天象關(guān)系皇家命運(yùn)，歷法準(zhǔn)確與否直接關(guān)系一姓王朝是否順應(yīng)天意*農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的需要

“日有蝕”

“月有蝕”

魯莊公七年夏四月辛卯夜，恒星不見，夜中星隕如雨?！蹲髠鳌?/p>

魯文公十四年（公元前613年）“秋七月，有星孛入于北斗”?！洞呵铩の墓哪辍?/p>

日出黃，有黑氣大如錢，居日中央?！稘h書·五行志》二、天文學(xué)成就2、天文觀測成就商代——日、月食記錄春秋——流星雨、彗星的記錄漢——太陽黑子記錄張衡字平子（78-139）地動儀復(fù)原圖

（王振鐸模型）水運(yùn)渾象儀

渾象儀，也叫“渾象”、“渾天儀”，表示天象運(yùn)轉(zhuǎn)的儀器，類似現(xiàn)代的“天球儀”。它用漏壺滴水發(fā)動齒輪，帶動渾象繞軸旋轉(zhuǎn)，并使渾象的轉(zhuǎn)動與地球的周日運(yùn)動相等，從而將天象準(zhǔn)確而直觀地表示出來。水運(yùn)渾象儀示意圖簡儀郭守敬字若思(1231-1316)

郭守敬富有創(chuàng)造性地制造了簡儀，簡儀從復(fù)雜的環(huán)圈交錯中解放了出來，簡化了儀器的結(jié)構(gòu)，比歐洲發(fā)明同類儀器要早300多年。現(xiàn)存簡儀是明朝依照元代簡儀原樣制造的，原置北京觀象臺上，1935年遷至南京紫金山天文臺。其設(shè)計與制造者是元郭守敬。簡儀突破了渾儀環(huán)圈交錯不便觀測的缺點(diǎn)，將環(huán)組分別構(gòu)架，裝置簡便，效用更廣。在人類歷史上有兩個7月4日，要永遠(yuǎn)載入史冊。一個是1776年7月4日美國的獨(dú)立，另一個是1054年7月4日中國天文學(xué)家記錄了金牛星座超新星的爆發(fā)。

——曾任歐洲物理學(xué)會主席韋斯科夫1054年北宋天文官在金牛星座發(fā)現(xiàn)一顆耀眼的新星，詳細(xì)記錄下來這一異常的天象。直到1731年，一位英國天文愛好者用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)金牛星座旁邊有塊霧斑，后來人們稱之為“蟹狀星云”。1837年法國蓋爾發(fā)明照相技術(shù)后天文學(xué)家給“蟹狀星云”拍照。1921年美國天文學(xué)家鄧肯比較了相隔12年的兩幅照片，發(fā)現(xiàn)“蟹狀星云”的邊緣在移動?？茖W(xué)家根據(jù)其擴(kuò)張速度推算，星云是在900年前從一個中心點(diǎn)生成的。然而他們西方的文獻(xiàn)中查不到相關(guān)記載，最后在中國古代天文記錄中證實了他們推算的結(jié)果。現(xiàn)代科學(xué)研究證明：天上的恒星會滅亡，在滅亡前會發(fā)生劇烈的熱核反應(yīng)，放出巨大的光和熱，并拋出大量塵埃，這時從前肉眼看不到的恒星就會驟然變亮。1054年北宋天文官觀察到的正是一顆恒星發(fā)生爆炸，在天文學(xué)上稱為“超新星”，“超新星”爆炸后留下一片殘骸，就是現(xiàn)代天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的“蟹狀星云”。具有確切生成年代的“蟹狀星云”是當(dāng)今科學(xué)家從事研究最理想的“空中實驗室”。他們在那里已經(jīng)取得了射電源、脈沖星、中子星等一系列重大的科研成果。二、天文學(xué)成就3、天文學(xué)著作和儀器*戰(zhàn)國的《石氏星表》*東漢張衡發(fā)明水運(yùn)渾象儀和地動儀*唐代僧一行測定子午線長度*元代郭守敬的簡儀

元至元十八年（公元1281年），頒布《授時歷》。

《授時歷》推算出一回歸年長度為365.2425日，這個數(shù)據(jù)與地球?qū)嶋H繞太陽一周的周期只相差26秒……

與現(xiàn)在通行的格里高利歷相同?！畼渲尽秶犯乓?/p>

注：格里高利歷是1582年羅馬教皇格里高利十三世頒布的。二、天文學(xué)成就4、歷法:郭守敬的《授時歷》三、數(shù)學(xué)成就第一章“方田”：田畝面積計算；第二章“粟米”：谷物糧食的按比例折換；第三章“衰分”：比例分配問題；第四章“少廣”：

第五章“商功”：土石工程、體積計算；第六章“均輸”：合理攤派賦稅；第七章“盈不足”：即雙設(shè)法問題；第八章“方程”：一次方程組問題；第九章“勾股”：利用勾股定理求解。已知面積、體積、求其一邊長和徑長等；

《九章算術(shù)》是數(shù)學(xué)知識的光輝的集成。它支配著中國計算人員一千多年的實踐……土地的丈量、倉谷的容積、堤壩和河渠的修建、稅收、兌換率——這些似乎都是重要的實際問題?！盀閿?shù)學(xué)而數(shù)學(xué)”的場合極少。這并不意味著中國計算人員對真理不感興趣，但他們感興趣的不是希臘人所追求的那種抽象的、系統(tǒng)化的學(xué)院式真理。——［英］李約瑟《中國科學(xué)技術(shù)史》三、數(shù)學(xué)成就1、東漢的《九章算術(shù)》

數(shù)學(xué)體系的基本形成當(dāng)時最先進(jìn)的應(yīng)用數(shù)學(xué)著作十進(jìn)位值記數(shù)法

如果沒有這種十進(jìn)位制，就幾乎不可能出現(xiàn)我們現(xiàn)在這個統(tǒng)一化的世界了。——［英］李約瑟《中國科學(xué)技術(shù)史》三、數(shù)學(xué)成就2、南北朝祖沖之與圓周率

圓周率：3.1415926＜π＜3.1415927（429年─500年）漢代的象牙算籌

1861三、數(shù)學(xué)成就3、計算工具的發(fā)展*算籌*算盤（珠算，明清普及）

中國古代四大農(nóng)書*《氾勝之書》（西漢）*《齊民要術(shù)》（北魏，賈思勰）*《農(nóng)書》（元朝，王禎）*《農(nóng)政全書》（明朝，徐光啟）賈思勰北魏（386～534）分為10卷，共92篇，11萬字；書前有“自序”、“雜說”各一篇；其中正文約7萬字，注釋約4萬字。卷一：耕田、收種、種谷各1篇；

卷二：谷類、豆、麥、麻、稻等13篇；

卷三：種葵（蔬菜）、蔓菁等12篇；

卷四：園籬、栽樹各1篇，果樹栽培12篇；

卷五：栽桑養(yǎng)蠶1篇，榆、白楊、竹以及染料作物10篇、伐木1篇；

卷六：畜、禽及養(yǎng)魚6篇；

卷七：貨殖、涂甕各1篇、釀酒4篇；

卷八、九：釀造醬、醋，奶酪、儲存22篇，煮膠、制墨各1篇；

卷十：非中國（北魏以外）物產(chǎn)者1篇。（種植）（谷物）（蔬菜）（園藝）（林業(yè)）（養(yǎng)殖）（加工）（附錄）（南朝）四、農(nóng)學(xué)成就1、南北朝賈思勰《齊民要術(shù)》*現(xiàn)存最早、最完整、最系統(tǒng)的農(nóng)書*北方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗的總結(jié)耕鋤不以水旱息功，必獲豐年之收。濕耕澤鋤，不如歸去。元代

王禎《農(nóng)書》

全書約13萬余字。內(nèi)容包括3個部分：*《農(nóng)桑通訣》6集，作為農(nóng)業(yè)總論，體現(xiàn)了作者的農(nóng)學(xué)思想體系。*《百谷譜》11集，為作物栽培各論，分述糧食作物、蔬菜、水果等的栽種技術(shù)。*《農(nóng)器圖譜》20集，占全書80％的篇幅，幾乎包括了傳統(tǒng)的所有農(nóng)具和主要設(shè)施，后代農(nóng)書中所述農(nóng)具大多以此書為范本。水磨轆轤《農(nóng)書》中所繪載的水排王禎發(fā)明的轉(zhuǎn)輪排字盤（《農(nóng)書》插圖）四、農(nóng)學(xué)成就2、元代王禎《農(nóng)書》*融合南北方的農(nóng)業(yè)經(jīng)驗*重點(diǎn)在農(nóng)業(yè)、手工業(yè)工具的改革和總結(jié)“中國近代科學(xué)先驅(qū)”徐光啟，字子先（1562－1633）《農(nóng)政全書》全書分為12目，包括農(nóng)本3卷；田制2卷；農(nóng)事6卷；水利9卷；農(nóng)器4卷；樹藝6卷；蠶桑4卷；蠶桑廣類2卷；種植4卷；牧養(yǎng)1卷；制造1卷；荒政18卷。共60卷，50余萬字。四、農(nóng)學(xué)成就3、明代徐光啟的農(nóng)政全書》*系統(tǒng)總結(jié)歷代經(jīng)驗，吸收西方自然科學(xué)知識*古代農(nóng)學(xué)的集大成者編撰于戰(zhàn)國成書于西漢“陰陽五行學(xué)說”“脈象學(xué)說”“藏象學(xué)說”“經(jīng)絡(luò)學(xué)說”“病因?qū)W說”“病機(jī)學(xué)說”“病癥”“診法”“養(yǎng)生學(xué)”“運(yùn)氣學(xué)”

中醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)理論五行學(xué)說：金、木、水、火、土藏象學(xué)說：五臟六腑經(jīng)絡(luò)學(xué)說：十二經(jīng)脈、奇經(jīng)八脈運(yùn)氣學(xué)說：自然界天文、氣象、氣候變化對人體健康和疾病的影響五、醫(yī)藥學(xué)成就1、《黃帝內(nèi)經(jīng)》*戰(zhàn)國編撰，西漢成書。中醫(yī)學(xué)奠基之作。中醫(yī)學(xué)的基本診法望、聞、問、切。張仲景（約150～215年）五、醫(yī)藥學(xué)成就2、東漢張仲景和《傷寒雜病論》*系統(tǒng)論證“四診法”，創(chuàng)造性提出辯癥施治*奠定中醫(yī)臨床學(xué)的理論基礎(chǔ)華佗（約145—208）

人體欲得勞動，但不當(dāng)使極爾。動搖則谷氣得消，血脈流通，病不得生，譬猶戶樞不朽是也。是以古之仙者，為導(dǎo)引之事?！逗鬂h書·華佗傳》五禽戲熊虎猿鹿鳥普施行之，年九十余，耳目聰明，齒牙完堅?！逗鬂h書·華佗傳》

若疾發(fā)結(jié)于內(nèi)，針?biāo)幩荒芗罢?，乃令先以酒服麻沸散，既醉無所覺，因刳破腹背，抽割積聚。——《后漢書華佗傳》五、醫(yī)藥學(xué)成就3、華佗的麻沸散和五禽戲李時珍（1518-1593）《本草綱目》52卷，分為16部、60類，約190萬字;載有藥物1892種（其中新藥374種）；方劑11096個（其中8000余個是李時珍自己收集和擬定的）；收集醫(yī)方11096個；繪制了1111幅精美的插圖。每種藥物分列釋名（確定名稱）、集解（敘述產(chǎn)地）、正誤（更正過去文獻(xiàn)的錯誤）、修治（炮制方法）、氣味、主治、發(fā)明（分析藥物的功能）、附方（收集民間藥方）等項。李時珍把植物分為草部、谷部、菜部、果部、本部五部，又把草部分為山草、芳草、溼草、毒草、蔓草、水草、石草、苔草、雜草等九類?！侗静菥V目》

毫無疑問，明代最偉大的科學(xué)成就，是李時珍那部在本草著作中登峰造極的著作《本草綱目》。李時珍作為科學(xué)家，達(dá)到了同伽利略、維薩留斯的科學(xué)活動隔絕的任何人所能達(dá)到的最高水平?！罴s瑟《中國科學(xué)技術(shù)史》五、醫(yī)藥學(xué)成就4、明朝李時珍和《本草綱目》*系統(tǒng)總結(jié)16世紀(jì)