北京聯(lián)合大學(xué)-中國傳統(tǒng)文化-古代的科學(xué)技術(shù)課件

中國傳統(tǒng)文化概論第九講

中國古代的

科學(xué)技術(shù)

廣義的科學(xué)是指反映自然、社會、思維等的客觀規(guī)律的分科的知識體系，狹義的科學(xué)則專指關(guān)于自然現(xiàn)象和規(guī)律的分科的知識體系。譬如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、生物學(xué)等。

北京古觀象臺本講主要談四個(gè)問題:

1.中國古代科學(xué)的偉大成就；2.中國古代技術(shù)的偉大成就；3.中國古代科技的特點(diǎn)；4.中國近代科技發(fā)展落后的原因。一中國古代科學(xué)的偉大成就（1）天文學(xué)1天象記錄

我國古代的天象記錄有三個(gè)特點(diǎn)，那就是記錄的連續(xù)性、完備性和準(zhǔn)確性。觀星臺（河南登封）

據(jù)《漢書·五行志》載，漢元帝永光元年（前43），日黑居仄，大如彈丸。這是我國第一次太陽黑子的記錄。又漢成帝河平元年（前28），日出黃，有黑氣大如錢，居日中央。兩次記錄僅相差15年?！稘h書·五行志》的記錄太陽黑子爆發(fā)前的聚集

據(jù)《山海經(jīng)·大荒東經(jīng)》：一日方至，一日方出，皆載於烏。神話說，太陽無論升起還是降落，都有一只烏運(yùn)載它。烏的顏色是黑的。那時(shí)人們已經(jīng)觀察到太陽有黑子，才聯(lián)想到烏鴉在運(yùn)載太陽。

日中三足烏（西漢畫像石雕）

甲骨文日字的形體是圓的，圓中加一個(gè)圓點(diǎn)就是太陽黑子。說明人們造字時(shí)，已經(jīng)觀察到太陽中有黑子。甲骨文日字

西晉武帝時(shí)出土的《竹書紀(jì)年》（《汲冢紀(jì)年》）記載了周昭王十九年（前1034年）有星孛於紫微。這是我國最早彗星記錄?！洞呵铩の氖哪辏ㄇ?13）》記載秋七月，有星孛入於北斗。這是我國對哈雷彗星最早的記錄。彗星歐洲最早的記錄彗星是公元前11年，比中國晚1000多年。最早記錄哈雷彗星是公元66年，比中國晚670多年。從春秋到清末，我國記錄彗星500多次，記錄哈雷彗星31次。哈雷彗星

《漢書·天文志》載，漢武帝元光元年（前134）六月，客星見於房?？托怯纸袝盒牵布葱滦?。新星是在短時(shí)間內(nèi)亮度突然增大數(shù)千倍或數(shù)萬倍、再逐漸回降到原來亮度的恒星。這是我國最早記錄的新星。新星的誕生

這顆新星西方國家也有記錄，稱為依巴谷新星，但沒有月份和方位，遠(yuǎn)不如我國簡明準(zhǔn)確。法國科學(xué)家比奧在19世紀(jì)編纂《新星匯編》時(shí)，把中國的發(fā)現(xiàn)列為世界第一顆。依巴谷（希臘）隱藏在仙女星云中的新星系（深棕色的星團(tuán)）超新星1987A爆發(fā)前后的圖片大麥哲倫星云中的超新星遺跡

古希臘、羅馬、巴比倫都沒有新星或超新星的記錄。中世紀(jì)歐洲編年史里也極為罕見。中國記錄新星和超新星的資料，是古代恒星觀測方面?zhèn)ゴ蟪删?，對現(xiàn)代天文學(xué)探索新星、超新星與銀河系射電源的對應(yīng)關(guān)系具有重要的意義。紫微垣星象圖（唐）

我國天象記錄很重要內(nèi)容就是對日食月食的記錄。偽《尚書·胤征》記載：羲和湎淫，廢時(shí)亂日，胤往征之?？追f達(dá)注認(rèn)為亂日就是不知道日食?！渡袝非蹇?/p>

殷商甲骨文也發(fā)現(xiàn)五次日食記錄。如貞，日有食。

庚申，月有食。《春秋》記錄日食共37次，最早一次是公元前720年2月22日的日全食，比古希臘記錄的日食早135年。殷墟遺址甲骨文關(guān)于日食的記錄←日全食日偏食→月全食→←月偏食

《春秋·莊公七年（前687）》記載：夏四月辛卯夜，恒星不見，夜中星隕如雨。這是世界上關(guān)于天琴星座流星雨的最早記錄。天琴座流星雨天琴星座2001年獅子座流星雨2004年雙子座流星雨

《春秋·僖公十六年（前644）》記載：春王正月戊申朔，隕石於宋，五。這是最早的隕石記錄。流星墜落吉林1號隕石（1976年）2天體測量

天文學(xué)中，最古老、最基本的分支就是天體測量。天體測量的任務(wù)是確定天體的位置和天體到達(dá)某個(gè)位置的時(shí)間。在五六千年前的葛天氏、黃帝、堯、舜時(shí)代，中國就創(chuàng)制了世界上最早的測天儀器——渾儀。渾儀（1437年仿制）渾儀

宋代天文學(xué)蘇頌設(shè)計(jì)建造的水運(yùn)儀象臺尤其受到國際上高度評價(jià)，認(rèn)為它可能是后來歐洲中世紀(jì)天文鐘的直接祖先。水運(yùn)儀象臺（模型）蘇頌塑像

宋代沈括簡化結(jié)構(gòu)，改綜合型為分工型，開辟了渾儀發(fā)展的新途徑。沈括（北宋）

元代郭守敬在1276年對沈括的渾儀進(jìn)行改造，制成簡化的渾儀——簡儀，領(lǐng)先世界300多年，1598年丹麥天文學(xué)家第谷發(fā)明的儀器才能和他相比。郭守敬（元）簡儀（1437年仿制）

早在五六千年以前，我們的先民就開始把天體黃道、赤道附近的恒星分為28個(gè)星區(qū)。每個(gè)星區(qū)都確定一個(gè)主星，這就是二十八宿。大約在春秋以后，中國的二十八宿經(jīng)中亞傳入印度，再傳入波斯、阿拉伯等地。二十八宿銅鏡（唐）古星圖二十八宿星象圖（宋）敦煌星圖︵唐︶

戰(zhàn)國天文學(xué)家石申著《天文》（《石氏星經(jīng)》）三卷，除二十八宿外，還記錄了121顆恒星的赤道坐標(biāo)的位置。這是世界上最古老的星表，比希臘天文學(xué)家依巴谷在公元前2世紀(jì)測編的星表早200年。石申用的赤道坐標(biāo)系，丹麥天文學(xué)家第谷在1598年制造渾儀時(shí)才首次使用。北斗星（東漢畫像石）

秦漢以前，中國就有了星圖。三國時(shí)期吳國太史令陳卓畫的星圖已有恒星283組，1464顆。日月合璧（東漢畫像石）

蘇州的石刻天文圖是1190年依據(jù)宋代元豐年間觀測結(jié)果所繪（10781085），有恒星1434顆。歐洲在文藝復(fù)興之前觀測的恒星數(shù)只有1022顆。

北京古觀象臺蒼龍星座蘇州石刻天文圖

唐代最有成就的天文學(xué)家一行和尚創(chuàng)制黃道游儀來觀測日、月、五星的位置和運(yùn)動情況，最早發(fā)現(xiàn)了恒星位置移動的現(xiàn)象，比英國天文學(xué)家哈雷1718年提出恒星自行的觀點(diǎn)早近1000年。一行（唐）

一行和尚發(fā)起在全國二十四個(gè)地方測量北極高度和冬夏二至、春秋二分的日影長度，并設(shè)計(jì)了一種名為復(fù)矩圖的儀器，這是世界上用科學(xué)方法進(jìn)行的第一次子午線實(shí)測。北京古觀象臺璣衡撫辰儀

1276年，元代天文學(xué)家郭守敬在全國各地設(shè)立了26個(gè)觀測所，進(jìn)行了一次規(guī)模空前的天文觀測，其中測定黃道和赤道的交角以及二十八宿距度的數(shù)據(jù)精確度，都代表了當(dāng)時(shí)世界最先進(jìn)的水平。黃道和赤道的交角

長沙馬王堆三號漢墓出土帛書繪有29顆彗星圖象，并標(biāo)明名稱。彗星的彗尾或長或短，或?qū)捇蛘蛑被蚯?，彗尾的條數(shù)或多或少，彗頭有的畫成圓圈或圓點(diǎn)，有的在圓圈中又畫有圓圈或圓點(diǎn)，說明當(dāng)時(shí)人們已注意到彗頭的結(jié)構(gòu)層次。哈雷彗星的彗尾長沙馬王堆三號漢墓帛書彗星圖帛書彗星圖摹本3歷法

我國自古以來，就使用十個(gè)天干和十二個(gè)地支相互搭配的方法來計(jì)日。這是我國歷法的開始。甲骨文天干地支表

我國在殷商時(shí)期就開始使用四分歷。所謂四分歷，就是一個(gè)太陽年的長度取365又1/4天，零數(shù)是1/4，故叫四分歷。殷商時(shí)期一年為365.25天，這是當(dāng)時(shí)世界上最精密的數(shù)值。希臘是西方最早使用四分歷的，但比中國晚了1000多年。殷墟遺址（河南安陽）

殷商時(shí)期的歷法以76年為一個(gè)周期安排大小月，西方國家在公元前334年才由希臘提出此法，要比中國晚1000多年。商湯

從春秋末年到太平天國，共出現(xiàn)102種歷法。南宋寧宗慶元五年（1199），楊忠輔在《統(tǒng)天歷》中把歲實(shí)精確到365.2425天。北京古觀象臺正方案

元代郭守敬1280年編定《授時(shí)歷》，采用此數(shù)值。此數(shù)值比地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周的實(shí)際時(shí)間只差26秒，3320年才相差1天，和現(xiàn)在世界通用的格里歷完全相同。格里歷是1582年制定的，比《統(tǒng)天歷》將近400年，比《授時(shí)歷》晚300年。郭守敬紀(jì)念館（北京）

明朝末年，天文學(xué)家邢云路把圭表加高到20米，進(jìn)一步測得歲實(shí)為365.24219天，僅比運(yùn)用現(xiàn)代理論推算的當(dāng)時(shí)應(yīng)有的數(shù)值小0.00027天。其精確度之高遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)時(shí)歐洲的水平。

北京古觀象臺銅制圭表（2）數(shù)學(xué)

數(shù)學(xué)號稱科學(xué)之王，因?yàn)樗且磺锌茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。一個(gè)國家的數(shù)學(xué)水平的高低，往往直接反映出這個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平的高低。我國古代數(shù)學(xué)家在古代數(shù)學(xué)這塊領(lǐng)域內(nèi)，鍥而不舍，前赴后繼，創(chuàng)造了世界第一流水平的研究成果。1十進(jìn)位值制

中國古代數(shù)學(xué)對世界文化的貢獻(xiàn)，應(yīng)當(dāng)排在首位。商代甲骨文已完整使用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、萬等13個(gè)數(shù)字記數(shù)。

《尚書》可以看到億兆、兆民的提法。十萬為億，十億為兆。三國魏人徐岳在《數(shù)學(xué)記遺》中說：黃帝為法，數(shù)有十等。說明我國至少在四五千年以前就已經(jīng)使用十進(jìn)位值制。黃帝歐洲古代一直使用羅馬的累計(jì)法，這樣笨拙的記數(shù)方法在歐洲一直使用到12世紀(jì)。古巴比倫和中美洲的瑪雅人雖然也采用位值制，但巴比倫采用的是六十進(jìn)位，瑪雅人采用的是二十進(jìn)位。印度到公元6世紀(jì)末才開始使用十進(jìn)位值制。黃帝陵（陜西黃陵）

西方后來所習(xí)見的印度數(shù)字的背后，位值制早已在中國存在兩千年了。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(gè)統(tǒng)一化的世界。

——李約瑟李約瑟（英）2《九章算術(shù)》與魏晉南北朝的算學(xué)

古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得的數(shù)學(xué)名著《幾何原本》風(fēng)靡全球，我國古代也有這樣一本數(shù)學(xué)名著，就是公元1世紀(jì)成書的《九章算術(shù)》。此書早在先秦就已產(chǎn)生，后又經(jīng)多次增補(bǔ)?！毒耪滤阈g(shù)》宋刊本

此書系統(tǒng)地總結(jié)了我國先秦到東漢初的數(shù)學(xué)成果。全書共九章，討論了246個(gè)數(shù)學(xué)問題，記載了當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的分?jǐn)?shù)四則運(yùn)算和比例算法，還有對面積和體積的各種算法以及應(yīng)用勾股定理進(jìn)行測量的方法。︽周髀算經(jīng)︾弦圖

書中所用開平方、開立方和在此基礎(chǔ)上求解一元二次方程、聯(lián)立一次方程的方法，引入負(fù)數(shù)概念和正負(fù)數(shù)的加減運(yùn)算法則，都比歐洲早1500多年。劉徽（三國魏）

魏晉南北朝時(shí)期出現(xiàn)了兩位大數(shù)學(xué)家，一是三國魏人劉徽，一是南朝齊人祖沖之。祖沖之（南齊）

劉徽在注釋《九章算術(shù)》時(shí)，第一次提出了極限思想，并創(chuàng)造使用割圓術(shù)，由圓內(nèi)接正192邊形計(jì)算出圓周率為3.1416，提出圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)無限增加，其周長就越接近圓周長。︽周髀算經(jīng)︾關(guān)于勾股定理的記載

祖沖之在劉徽的基礎(chǔ)上再接再厲，確定圓周率在3.1415926到3.1415927之間，精確到小數(shù)點(diǎn)后七位。1000多年后，阿拉伯和法國數(shù)學(xué)家才先后打破祖沖之的紀(jì)錄，求出更為準(zhǔn)確的圓周率。劉徽割圓術(shù)的記載︽九章算術(shù)︾中

同時(shí)，祖沖之還進(jìn)一步求出圓周率的密率為355/113，這是分子、分母在1000以內(nèi)的最佳值。歐洲直到16世紀(jì)才由德國和荷蘭的數(shù)學(xué)家求得這一數(shù)值，比祖沖之晚了1000多年。

《九章算術(shù)》中劉徽陽馬術(shù)的記載3宋元算學(xué)

11世紀(jì)上半葉，北宋著名數(shù)學(xué)家賈憲在《黃帝九章細(xì)草》中提出指數(shù)為正整數(shù)的二項(xiàng)式定理系數(shù)表，又稱為賈憲三角，可以求出任意高次方程的數(shù)值解，比歐洲的阿皮納斯系數(shù)表早400年?！对斀饩耪滤惴ā逢P(guān)于賈憲三角的記載開方作法本源圖︵賈憲三角︶

1247年，南宋數(shù)學(xué)家秦九韶在《數(shù)學(xué)九章》中提出大衍求一術(shù)（即一次同余式解法）和正負(fù)開方術(shù)（即高次方程求正根法），遙遙領(lǐng)先于世界。大衍求一術(shù)被國際數(shù)學(xué)界稱中國剩余定理。歐洲的研究比秦九韶晚500多年。秦九韶（南宋）《數(shù)書九章》關(guān)于秦九韶正負(fù)開方術(shù)的記載

南宋數(shù)學(xué)家楊輝著有《詳解九章算法》等專著，在《乘除通變算寶》中，他列出了九歸口訣（即籌算或珠算從一到九的一位除數(shù)的除法口訣，經(jīng)后人整理，現(xiàn)在用于珠算），介紹了籌算乘除的各種簡捷算法。象牙算籌（西漢）

南宋李冶的《測圓海鏡》提出天元術(shù)（一元高次方程），比歐洲的研究提前三個(gè)世紀(jì)?！稖y圓海鏡》最早的手抄本（清）

元代朱世杰在《四元玉鑒》中進(jìn)一步創(chuàng)四元術(shù)（四元高次方程組），提出與現(xiàn)代基本一致的消元解法。歐洲直到1775年才討論高次方程組的消元法問題?！端脑耔b》關(guān)于朱世杰四元術(shù)的記載

朱世杰把計(jì)算近似值的招差術(shù)運(yùn)用于高等級數(shù)計(jì)算的高次招差法，比英國牛頓等人早近400年。秦九韶、李冶、楊輝、朱世杰號稱宋元四大數(shù)學(xué)家。中國古代數(shù)學(xué)模型（3）醫(yī)學(xué)

在中國古代科學(xué)各分支中，沒有被近現(xiàn)代科學(xué)所融匯的，而且至今仍有強(qiáng)烈生命力的，是中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)。原因在于中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)擁有自己的理論、方法和內(nèi)容，已形成完善的科學(xué)體系。1中醫(yī)學(xué)

中醫(yī)學(xué)以理論體系系統(tǒng)完整、博大精深而著稱于世。春秋戰(zhàn)國時(shí)期成書的《黃帝內(nèi)經(jīng)》就已經(jīng)全面奠定中醫(yī)理論的基礎(chǔ)，中醫(yī)學(xué)有五大核心理論：陰陽五行學(xué)說、臟象學(xué)說、經(jīng)絡(luò)學(xué)說、形神學(xué)說和天人學(xué)說，均由這部醫(yī)學(xué)經(jīng)典開創(chuàng)的。

陰陽五行學(xué)說貫穿了中醫(yī)理論體系的一切方面。黃帝

陰陽學(xué)說確定了人體臟腑組織部位的上下、前后、內(nèi)外、表里，說明人體功能活動與物質(zhì)基礎(chǔ)之間種種內(nèi)存的關(guān)系。西漢帛畫導(dǎo)引圖

五行學(xué)說揭示人體內(nèi)部各重要臟器、組織之間以及人體內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境各重要因素之間的功能結(jié)構(gòu)。仿古九針

臟象學(xué)說闡述人體臟腑活動規(guī)律。清代彩繪內(nèi)經(jīng)圖

經(jīng)絡(luò)學(xué)說則研究經(jīng)脈和絡(luò)脈的循行部位、生理功能、病理變化及其與臟腑之間的聯(lián)系。形神學(xué)說研究心理與生理、病理的關(guān)系。針灸銅人（北宋）

天人學(xué)說探究天地四時(shí)對人體機(jī)能的影響，總結(jié)氣候陰晴變化、四季寒暑循環(huán)、日夜晦明更替、地域燥濕寒溫、環(huán)境幽曠雅噪等，作用于人體腠理開合、氣血趨向、陰陽消長、脈象沉浮的規(guī)律。已具備現(xiàn)代環(huán)境醫(yī)學(xué)和時(shí)間醫(yī)學(xué)的雛形。西漢針灸陶俑

西方近代醫(yī)學(xué)對人體生理病理研究取得很大成就，但整體系統(tǒng)思維遠(yuǎn)不及中國醫(yī)學(xué)。西方醫(yī)學(xué)把人看作機(jī)器，復(fù)雜的生命活動被簡單地歸結(jié)為機(jī)械運(yùn)動或物理、化學(xué)的變化。

《黃帝內(nèi)經(jīng)》

19世紀(jì)以后，在三大發(fā)現(xiàn)的推動下，開始出現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)模式，就是從生理、病理的角度看待人的健康與疾病。1943年，世界衛(wèi)生組織才通過憲章，確認(rèn)健康是身體、精神和社會上的完滿狀態(tài)，建立起生物——心理——社會的醫(yī)學(xué)模式。

這種整體和系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)理論，兩千多年前的《黃帝內(nèi)經(jīng)》就已經(jīng)深入闡述，并不斷得到發(fā)揮和發(fā)展。中國醫(yī)學(xué)不僅認(rèn)為健康需要身、心、社會三者的統(tǒng)一，還強(qiáng)調(diào)天人之間即機(jī)體與整個(gè)宇宙之間的和諧，表現(xiàn)出我們的先民認(rèn)識能力的卓絕與系統(tǒng)理論的博大精微。

東漢張仲景《傷寒雜病論》提出四診、六經(jīng)辯證、八綱辯證等原則方法，闡述汗、吐、下、和、溫、清、補(bǔ)、消等治療八法，奠定了中醫(yī)臨床醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)。張仲景（東漢）

《傷寒雜病論》經(jīng)后人整理，變成《傷寒論》《金匱要略》兩部書，與《黃帝內(nèi)經(jīng)》《神農(nóng)本草經(jīng)》并稱中醫(yī)學(xué)四大經(jīng)典。《傷寒論》《金匱要略》

東漢華陀發(fā)明全身麻醉劑麻沸散，能實(shí)施外科大手術(shù)。獨(dú)特的針灸療法適應(yīng)癥廣泛，內(nèi)、外、婦、兒、五官等科都可使用，療效迅速顯著，操作簡便，費(fèi)用經(jīng)濟(jì)，沒有副作用，還可協(xié)同其他療法進(jìn)行綜合治療。華陀（東漢）2中藥學(xué)

漢代的《神農(nóng)本草經(jīng)》是中國第一部藥物學(xué)專著，書中收錄了各類藥物365種，對每種藥物主治疾病、性味、產(chǎn)地和采集方法都有詳細(xì)記述。神農(nóng)壇《神農(nóng)本草經(jīng)》

唐高宗顯慶四年（659），唐王朝組織蘇敬等人編寫的《新修本草》，收錄藥物9類844種，是中國第一部藥典。西方國家最早的藥典是意大利在1494年編寫的，比《新修本草》晚835年?！缎滦薇静荨啡毡居俺?/p>

中國古代藥物學(xué)最高成就是明代李時(shí)珍的《本草綱目》。李時(shí)珍雕像

明神宗萬歷六年（1578）完成，總共52卷，190萬字，收錄藥物1892種，醫(yī)方11096首，插圖1162幅，全面系統(tǒng)地總結(jié)了16世紀(jì)以前中國藥物學(xué)的成就，涉及動物、植物、礦物、化學(xué)、地質(zhì)、農(nóng)學(xué)、天文、地理等許多科學(xué)領(lǐng)域?！侗静菥V目》

1647年《本草綱目》第一次被譯成拉丁文，以后又被譯成英、日、德、俄等多種文字，在世界各地流傳，被譽(yù)為東方醫(yī)學(xué)巨典，達(dá)爾文高度評價(jià)它是中國古代的百科全書?！侗静菥V目》（乾隆三十二本）二中國古代技術(shù)的偉大成就（1）火藥

早在商周時(shí)代，人們冶煉金屬時(shí)已廣泛使用木炭。春秋戰(zhàn)國時(shí)期，人們又認(rèn)識了硝石和硫磺的性能。道教產(chǎn)生后，隨著煉丹術(shù)的推廣，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了火藥。

東周古礦井遺址（湖北大冶銅綠山）

唐朝初年醫(yī)學(xué)家孫思邈和唐朝中葉煉丹家清虛子，分別采用伏硫磺法和伏火鞏法，有意識地對硝石、硫磺、木炭的混合物實(shí)施控制，避免它們劇烈燃燒。孫思邈坐像

唐中葉丹書《真元妙道要略》載，用硫磺、硝石、木炭混合燃燒會爆發(fā)烈焰。唐末一些將領(lǐng)跟煉丹家學(xué)會配制硫磺、硝石、木炭的混合物，并做成火箭、火球、火蒺藜用在戰(zhàn)場上。不過他們只是利用混合物的燃燒性而已。煉丹爐煉丹起火圖

直到宋朝，火藥武器才真正出現(xiàn)在戰(zhàn)場上。北宋仁宗慶歷四年（1044），曾公亮、丁度的《武經(jīng)總要》，首次記載毒藥煙球、蒺藜火球和火炮等火器火藥配方?！段浣?jīng)總要》關(guān)于火藥配方的記載《武經(jīng)總要》記載的三種火藥配方

北宋末年，宋軍在抗金戰(zhàn)爭中，把燃燒性火器改造成爆炸性火器，創(chuàng)造霹靂炮。南宋理宗紹定五年（1232），金人在抗擊蒙古人的進(jìn)攻時(shí)，使用了震天雷。霹靂火球和毒藥火球

《金史·赤盞合喜傳》記載：炮起火發(fā)，其聲如雷，聞百里外，火爇圍半畝之上，火點(diǎn)著甲鐵皆透。一窩蜂火箭模型

管狀的火器——火槍也在這時(shí)產(chǎn)生。元代開始使用銅或鐵鑄造成筒式火炮——火銃。元代火銃元代火銃元代火銃

宋元之際出現(xiàn)了火藥箭，是利用火箭燃燒時(shí)噴射氣體產(chǎn)生的反作用力，把箭頭射向敵方，原理和現(xiàn)代火箭相同。明人茅元儀的《武備志》收錄不少火箭圖。宋代火箭神火飛鴉模型

明代還創(chuàng)造自動爆炸的地雷、水雷和定時(shí)炸彈。有一種叫火龍出水的火箭，利用四個(gè)大火箭筒燃燒噴射的反作用力把龍形筒射出去，當(dāng)四個(gè)火箭筒里火藥燒完，又會引燃里面的神機(jī)火箭。這同今天兩極火箭的原理很接近。

明代火炮圖（《天工開物》）

出水火龍（2）指南針

指南針是一種利用磁針制成的用來指示方向的儀器?！豆茏印さ?cái)?shù)》說：上有慈石者，下有銅金?！秴问洗呵铩そ?jīng)通》說：慈石召鐵，或引之也。說明我們的先民早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，就已經(jīng)了解磁鐵的性能。指南車復(fù)原模型

《韓非子·有度》：先王立司南以端朝夕。東漢學(xué)者王充的《論衡·是應(yīng)》說，司南是用天然磁石磨制而成，形狀如同勺子，底圓，放在平滑的地盤上，勺柄會自動轉(zhuǎn)向南方。這是世界上最早的指南針。司南

真正利用磁鐵的性能制作指示方向的儀器是在北宋年間。這種儀器一產(chǎn)生，馬上就被應(yīng)用到航海業(yè)上。專門用于航海的羅盤在南宋創(chuàng)制出來，指南針在航海中的地位更加重要。指南魚（北宋）︽夢溪筆談︾關(guān)于指南針的紀(jì)錄《夢溪筆談》記載制作指南針的四種方法

指南龜復(fù)原模型宋代懸法指南針

元代時(shí)，航海已完全依靠羅盤引航，并有專門為海上航行而編制的由針位標(biāo)示的航線——羅盤針路。航海羅盤（清）明代鄭和航海圖（3）造紙術(shù)

我們的先民先后使用過龜甲、獸骨、銅器、石頭、竹簡、木簡、縑帛等進(jìn)行書面交流，這些載體都不是理想的書寫用品。紙是用植物纖維制作的書寫用品，它的發(fā)明是人類文字載體的一次革命。

龜甲、帛書和竹簡

1957年，西安灞橋出土了西漢初期的麻紙，說明中國在公元前2世紀(jì)就已經(jīng)發(fā)明造紙術(shù)。西漢麻紙（新疆樓蘭遺址出土）居延金關(guān)紙（甘肅。公元前52年）

公元105年，蔡倫完成造紙技術(shù)的重大革新，采用樹皮、麻頭、破布、漁網(wǎng)等東西做原料，不僅擴(kuò)充造紙?jiān)蟻碓?，降低造紙成本，也提高了紙的質(zhì)量。這種紙很快得到推廣，人們稱它為蔡侯紙。蔡倫（東漢）

唐宋兩代造紙業(yè)又有了重大發(fā)展，特別是宣紙，可謂異軍突起，獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。清代的宣紙不僅紙色潔白光艷，久不變色，而且韌性極強(qiáng)，久折不斷，有紙壽千年的盛譽(yù)。東漢造紙工藝示意圖東漢造紙工藝流程圖

中國的造紙術(shù)約在公元3世紀(jì)傳播國外。1150年，西班牙建立了歐洲第一家造紙廠，此時(shí)距蔡倫造紙已有1000多年。（4）印刷術(shù)

早在晉代，人們受古代印璽和石刻的啟發(fā)，發(fā)明了墨拓技術(shù)。所謂墨拓，就是在有文字或圖形的物體上蒙上一層薄紙，拍打使凹凸分明，然后上墨，顯出文字圖形來。墨拓

隋朝時(shí)，人們在墨拓技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)明了雕版印刷。所謂雕版印刷，就是在木板上刻上文字或者圖形，作為印刷的底版。雕版印刷

敦煌發(fā)現(xiàn)的唐懿宗咸通九年（868）印刷的《金剛經(jīng)》，雕刻精美，圖文渾樸凝重，墨色濃厚勻稱，說明當(dāng)時(shí)印刷技術(shù)水平相當(dāng)高。這是世界上最早印刷品，歐洲最早印刷品晚近600年。宋版佛經(jīng)唐印本《金剛經(jīng)》

北宋仁宗慶歷年間（10411048），畢昇發(fā)明活字印刷術(shù)。他用膠泥做成一個(gè)個(gè)塊狀物，在上面刻上字，用火燒硬，把這些單字拼湊一起就可印刷。印完書，這些單字可拆下，以后再用。這是印刷史上又一次重大技術(shù)革命。畢昇（北宋）畢昇泥活字板（仿制）翟氏活泥字模（19世紀(jì)）活字印刷檢字拼版圖（清）

元代在畢昇的基礎(chǔ)上，又發(fā)明了木活字、錫活字、銅活字，這些錫活字和銅活字是世界上最早的金屬活字。元人還發(fā)明了轉(zhuǎn)輪排字架，以字就人，大大減輕工人的體力消耗。泥活字版（仿制）活字版韻轉(zhuǎn)輪排字架轉(zhuǎn)輪排字盤示意圖

中國的活字印刷術(shù)在14世紀(jì)傳到朝鮮和日本，15世紀(jì)傳到歐洲。1456年德國人在古登堡出版《圣經(jīng)》，是歐洲人使用活字印刷術(shù)印刷的第一部作品，比畢昇晚400多年?！秹粝P談》關(guān)于畢昇發(fā)明活字印刷的記載三中國古代科學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)（1）實(shí)用性

中國古代政治結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一是宗法制度，一是專制主義，這就決定了中國的科學(xué)技術(shù)只能在宗法制度和專制主義的框架下進(jìn)行，必須為政治服務(wù)，必須在統(tǒng)治階級的控制下進(jìn)行。中國古代科學(xué)技術(shù)的實(shí)用性，主要體現(xiàn)在為統(tǒng)治者的需要開展科學(xué)技術(shù)活動。跽坐人漆繪燈（戰(zhàn)國）

中國古代天文學(xué)非常發(fā)達(dá)，是因?yàn)榻y(tǒng)治者認(rèn)為天象直接聯(lián)系著國家的命運(yùn)。歷法準(zhǔn)確與否被看做一個(gè)王朝是否順應(yīng)天意的標(biāo)志，所以特別受到重視。北京古觀象臺

中國是農(nóng)業(yè)國，統(tǒng)治者重視天文歷法工作也是為了維護(hù)封建國家的利益。要制訂準(zhǔn)確的歷法，就要準(zhǔn)確地測天，準(zhǔn)確地測天就得精確地計(jì)算，數(shù)學(xué)也因此得到格外重視。《孫子算經(jīng)》宋刻本

《周髀算經(jīng)》就是為解決天文學(xué)計(jì)算問題而創(chuàng)作的?！秾O子算經(jīng)》的剩余定理，唐代一行、南宋秦九韶、元代郭守敬都是在解決天文歷法的計(jì)算問題時(shí)取得數(shù)學(xué)方面的突破。《周髀算經(jīng)》宋刻本

中國古代的地理學(xué)很發(fā)達(dá)，因?yàn)橹袊鶈T遼闊，人口眾多，中央集權(quán)的政府為了有效地管理國家，歷來重視掌握地方疆域沿革的情況，地理學(xué)的研究自然能夠提到議事日程上來。徐霞客墓（江蘇江陰）

在中國古代，幾乎所有的科學(xué)家都是朝廷官員。獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)沒有，獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究的科學(xué)家非常少見。明代太子太保文淵閣大學(xué)士徐光啟（2）整體觀

西方科學(xué)家注重分析。中國傳統(tǒng)科學(xué)注重綜合，喜歡從整體上把握事物，非常關(guān)注事物的結(jié)構(gòu)、功能和聯(lián)系。在研究任何具體事物時(shí)，總是居高臨下，把具體事物放到一個(gè)更大的環(huán)境系統(tǒng)中進(jìn)行考察。

中國古代的天文學(xué)認(rèn)為天的運(yùn)動法則規(guī)范著世間的一切變化，人類的一切活動只有效法上天。因此，他們把莊稼的收成、災(zāi)情疫情的起落、社會的治亂以及人事的浮沉和天文學(xué)融為一個(gè)整體進(jìn)行思索。日月星宿圖（東漢畫像石）

中醫(yī)學(xué)最能體現(xiàn)中國科技的整體觀。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，人體是一個(gè)有機(jī)的整體。具有各自不同生理功能的臟器、器官和組織，是統(tǒng)一的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上不可分割。中醫(yī)學(xué)的整體觀已經(jīng)引起國際醫(yī)學(xué)界的極大興趣。軒轅廟（陜西黃陵）

素樸的整體觀念集中反映了中國人宏觀把握世界的高度智慧，構(gòu)成了中國傳統(tǒng)科學(xué)技術(shù)獨(dú)特的理論模式。鐵藥輾三中國近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展落后的原因（1）傳統(tǒng)科學(xué)思維的局限

中國傳統(tǒng)的科學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)就是實(shí)用性和整體觀。然而這兩個(gè)特點(diǎn)也恰恰是中國科學(xué)技術(shù)的弱點(diǎn)和缺點(diǎn)。

由于過分講究實(shí)用性，科學(xué)技術(shù)經(jīng)過一定的發(fā)展之后，很難產(chǎn)生飛躍，進(jìn)入新的水平。中國古代除了醫(yī)學(xué)建立了博大的理論體系外，其他各領(lǐng)域都缺乏系統(tǒng)的科學(xué)基礎(chǔ)理論的建樹?！段浣?jīng)總要》（北宋）

中國古代天文學(xué)雖精于天象觀測和天體測量，雖頻頻改進(jìn)歷法，受實(shí)用性的限制，便無法進(jìn)入哲理推理和科學(xué)抽象的殿堂。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)以實(shí)用為前提，成了天文、農(nóng)業(yè)等的附庸，重計(jì)算，輕邏輯，沒有形成嚴(yán)密的演譯體系。《天工開物》插圖

中國傳統(tǒng)科學(xué)擅長綜合，卻忽略對個(gè)別物質(zhì)實(shí)體、物質(zhì)內(nèi)部深層結(jié)構(gòu)的獨(dú)立研究，不能深入事物實(shí)體，被思維的蒙眬性和認(rèn)識的不精確性籠罩著。實(shí)證和分析是科學(xué)研究的基本方法。中國古代科學(xué)技術(shù)在高度發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)上，沒有踏上這個(gè)途徑，仍舊習(xí)慣于整體的定性的綜合，沒有實(shí)驗(yàn)分析，也沒有定量研究，終于敗下陣來。

重實(shí)際應(yīng)用，輕理論研討，重整體綜合，輕個(gè)案分析的研究方法和思維方式，限制了中國科技從傳統(tǒng)形態(tài)向近代形態(tài)的轉(zhuǎn)化。銅車馬（秦）（2）封建政治理念的束縛

中國古代的政治結(jié)構(gòu)決定了中國是一個(gè)文化政治化傾向非常強(qiáng)烈的國家。在國家全部事務(wù)中，政治始終是壓倒一切的重要事情。失臘法鑄造模型

在中國，凡與軍國要務(wù)沒直接關(guān)系的學(xué)問，就不會得到人們的重視。重政治，輕科技，這種理念統(tǒng)治中國幾千年。在漫長的封建時(shí)代，很多重要的科學(xué)著作往往因?yàn)闊o人問津，以致絕版。文官俑（南宋）

中國最早數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》北宋就已失傳。南朝齊人祖沖之《綴術(shù)》，明人宋應(yīng)星《天工開物》，因與功名進(jìn)取無關(guān)而失傳。李時(shí)珍《本草綱目》獻(xiàn)給朝廷后被束之高閣。營造法式

中國古代科學(xué)技術(shù)還受傳統(tǒng)倫理觀念的限制和束縛。中國古代學(xué)術(shù)思想一向有重道輕器的傳統(tǒng)。中國古代圣賢對