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  古代中国的科学技术         ★★★ 【字体:
古代中国的科学技术
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:1587    更新时间:2010-4-12    
      我们的祖国也是世界上最古老的文明发源地之一。大约公元前22~前21世纪,奴隶制国家在中原地带形成,经夏、商、周三朝,于公元前5世纪逐渐被封建制所取代。公元前221年秦始皇建成我国第一个统一的封建制中央集权国家──秦朝,以后历经汉、晋、南北朝、隋、唐、宋、元、明、清等许多朝代。两千多年里,封建社会由盛变衰,至1840年鸦片战争以后,终于沦为半封建半殖民地。中国古代史至此终结。         
      在奴隶制社会时期,中国科学技术发展水平总的来说不如其他文明古国。但中国进入封建社会后,科技的发展产生了飞跃。从汉代以后,科学技术总水平就迅速地跃居世界前列,并在宋代达到了发展高峰。有些方面超过其他国家数百年以至上千年之久,许多科技成就对世界科技的发展产生了重大影响。从明代开始,中国科学技术从总体上看出现了停滞状态,相对于同时期西方近代科学技术的迅速进步,越来越明显地落后了。
      一、古代中国科学技术的成就         
      古代中国人民创造了丰富多彩而又独具特色的科学技术成就构成这一独特科技文明的主要支桂有天文学、数学、医药学、农学四大学科和陶瓷、丝织、建筑三大技术,以及世界闻名的造纸、印刷术、火药、指南针四大发明。
      (一)古代中国的四大学科
      1.天文学         
      中国古代天文学的成就主要表现在天文观测和历法。中国古代天文观测的连续性、资料保存的完整性是世界绝无仅有的。《汉书·五行志》上的太阳黑子记录,早于欧洲800多年,自春秋至清初我国日食记录约1000次,月食记录约900次,新星和超新星记录60多颗,极光记录300多次。世界上最早的星表出自公元前4世纪中叶战国时期的甘德和石申两人之手,他们各自记录了数百颗恒星的方位。现存绘制于1190年的苏州石刻天文图,有星1434颗。而西方17世纪望远镜发明之前没有一幅星图载星超过1100颗。公元前3~前2世纪的行星观测已能相当精确地得出木星、土星和金星的位置表以及它们的会合周期。精密的仪器是精确观测天象的基础,我国古代天文仪器也达到了很高水平。如东汉张衡(78~139)发明的水运浑天仪、唐代僧一行(683~727)等人研制的黄道游仪和浑天铜仪都是同时期世界上第一流的天文观测仪器。宋代苏颂(1020~1101)建造的"水运仪象台",集观测、计时和表演功能于一身。元代郭守敬(1231~1316)创制的简仪,其设计和制造水平在世界上领先了300多年。         
      中国古代天文观测的主要目的在于制定较好的历法,我国天文历法之多为世界第一。为追求与天象观测更为符合,前后共制有100多种历法。商代时即有置闰的方法;包括年月日、节气、日月五星位置、日月食预报等内容的阴阳历体系,在汉代就已形成。南北朝何承天(370~447)制定的"元嘉历"定一个朔望月为29.530585日,与现代测值29·530588日相比,误差极小。南宋时的"统天历"回归年长365.2425日,比欧洲人达到此精确度早了近400年。         
      中国古代关于宇窗结构的理论,在公元1~2世纪时先后出现了盖天说、浑天说和宣夜说三派。盖天说主张"天圆如张盖,地方如棋局";浑天说认为"浑天如鸡子,天体如弹丸,地如鸡中黄";宣夜说则提出"天无形质"、"高远无极",日月星辰都是悬浮在空中的观点.这三派曾展开过激烈争论。但中国古代一直没有形成较完整的宇宙模型。
      2.数学         
      估计最迟在商代中国就已采用10进制记数,位值法以及分数概念大约在春秋战国时期就有了。零的符号大约与印度同时或稍晚点(8世纪)出现。战国时的《墨经》中提出了点、线、方、圆等几何概念的定义。公元前1世纪的《周髀》是我国最早的天文数学著作,其中已有勾股定理和比较复杂的分数运算。成书于公元1世纪东汉初年的《九章算术》是中国古代数学体系形成的标志,书中载有246个应用题及其解法专涉及算术、、代数、几何等方面的内容。其中的分数四则运算、比例算法、用勾股定理解决一些测量问题,以及负数概念和正负数加减法则的提出,联立一次方程的解法等,都达到当时世界最高水平。《九章算术》在古代一直作为我国数学的典范,其影响犹如欧几里德《几何原本》之于西方数学。中国古代数学家在圆周率的研究上取得了重大成就。如三国时期刘徽(约225~295)在注释《九章算术》时创造了割圆术,提出初步的极限概念南北朝的祖冲之(429~500)求得π值在3.1415926至3.1415927之间,或为355/113,比欧洲人提出相同的精确度的π值早近一千年.         
      宋元时期中国古代数学发展到了顶峰。北宋贾宪)生卒年代不详)约在公元1050年左右提出了求任意高次寨正根的增乘开方法,他还列出了指数为正整数的二项式定理系数表,这两项成果均早于欧洲人6~7百年.南宋秦九韶)约1202~1261)发展了增乘开方法,他在《数书九章》一书中提出了高次方程的数值解法和一次同余式理论。这些研究都达到了当时的世界先进水平。宋元间的李治(1192~1279)和元代的朱世杰相继在代数学尤其在解高次方程的研究方面作出了突出的贡献。到了明代,我国古代数学发展的势头消失,宋元时期重要的数学典籍几乎全部散候,实为科学史上的憾事。
      3.医药学         
      中国古代医药学著作居各门科技著作之首,现存约8000多种仅文献丰富、分科齐全,而且医理独特,形成了完整的理论体系.春秋战国时成书的《黄帝内经》,是我国第一部最重要的医学著作.
      该书总结了先秦医学实践和理论知识,强调人体的整体观念,运用阴阳五行的自然哲学思想,形成了一套脏腑和经络学说,成为影响我国古代医学的传统特色。东汉张仲景)约150~219)的《伤寒杂病论》把《内经》的理论与临床实践更具体、紧密地结合起来,确立了"辨证施治"的临床医学理论基础。汉代时出现的《神农本草经》是现存最早的药学专著,载有365种药物。以后历代医药学家继续进行药物学研究,形成"本草学"。明代李时珍(1518~1593)的《本草纲目》载药1892种,方剂11000个,内容涉及生物、化学矿物、天文等多种学科,是世界科技史上的名著之一。         
      针炙是中医独特的治疗方法。战国时的名医扁鹊(约公元前401~前310)就以精通针炙而著称于世。晋代皇甫谧(215~282)著《甲乙经》,是最早的针炙著作。中国针炙17世纪时传到欧洲,在世界上有很大影响,至今不衰。外科学方面中国古代也有不少独创,如汉末华陀(?~208)曾以"麻佛散"作全身麻醉进行外科手术,这在当时是很杰出的成就。
      4.农学         
      中国古代农业发达,农业技术发展全面,无论是耕作技艺、品种改良、水肥管理,还是各种农具的发明和改进,都达到古代世界的先进水平。在不同的历史时期,都有一些学者和官员重视对农业生产技术的概括和总结,撰写了大量的农学著作。我国古代农学著作之多,为世界各国之冠,共有370多种。现存最早的农学著作是公元前3世纪后期的《吕氏春秋》一书的《上农》、《任地》、《辨土》和《审时》4篇。主要论述了农业生产的重要性和因时因地制宜,充分发挥人的主观能动性问题,在理论上有重要价值。公元6世纪北魏贾思勰(约480~550)所著《齐民要术》,是世界现存的最早、最完整系统的农学著作。全书共92篇,包括农作物栽培育种、果树林木育苗嫁接、家畜饲养和农产品加工等内容。书中所载一些农学和生物学知识在世界上保持领先地位达1000多年。此外,汉代的《记胜之书》、南宋陈濛(1076~1156)的《农书》、元代王祯(1271~1368)的《王祯农书》和明代徐光启(1562~1633)的《农政全书》等都是我国古代著名的农学著作。
      (二)古代中国的三大技术
      1.陶瓷技术         
      据考古发现,早在1万年前中国人就已制造陶器。4千多年前的商代我国出现了以高岭土制成的白陶,以后逐渐发展成为瓷。瓷器的发明也是我国对世界科技的独特贡献。东汉时期制瓷技术已渐趋成熟。唐宋时期的青姿称盛一时,有"青如天、明如镜、薄如纸、声如罄"的美誉。宋元时期制瓷工艺技术达到了新的更高的水平,无论在瓷器的胎质、釉料、纹饰,还是在瓷窑结构和烧制技术等各方面,都有很大提离。明清时期是制瓷业高度发展的阶段,精致白釉烧制"窑变"袖色,以及各种彩瓷的制造是这一时期制瓷技术的重大成就,推出了大量精品和传世之宝。中国的瓷器早在隋唐时期即远销国外,10世纪以后制瓷技术陆续传到亚洲一些国家。欧洲人则是在15世纪下半叶学会制瓷的。
      2.丝织技术
      中国是最早养蚕和织造丝绸的国家。商代的丝织物已有斜纹、花纹等一些复杂纹样。西汉时丝织技术提高到新的水平,织物品种有绢、罗纱、锦、绣、缔等;制作方法有织、绣、绘等;颜色和图形也多种多样,极为丰富。此时已发明提花织机,其功能是可以按事先设计好的程序使经纬线交错变化而织出预定的图样来。唐宋时期丝绸印染和印花工艺进一步发展,并织造出"织锦"和"缂丝"等新的高级丝织品。元代发展出了"织金锦",明清两代又发展出了"妆花"。我国的丝织物在公元前4世纪就远销国外,公元5~6世纪间波斯曾派专人来我国学习,其后丝织技术才又传到欧洲。
      3.建筑技术         
      中国古代建筑技术在奴隶制时代与一些文明古国相比是落后的。战国时期以后,我国的建筑物逐渐形成了自己的独特风格,留下了许多不朽的杰作。万里长城是世界建筑奇迹之一。唐代长安城,明清两代的北京城,其建筑的宏伟、规划的严整,代表了我国古代都市建设与宫殿建筑的高超水平。我国古代建筑以木构架结构为主要特点,山西应县宋代木塔,高达67.31米,经历近千年的风雨和多次地震,仍完好屹立,是世界现存最高的木构架结构建筑。我国古代许多桥梁和水利设施的建设也表现出了形式多样、构思精巧、结构合理的高水平建筑技术。如隋代工匠李春设计的河北赵州桥,采用了"敞肩拱"桥形,比国外要早1200多年。北宋时期福建泉州建洛阳桥,先抛石入海筑堤,又种妨以固基,建成长为834米的大桥使用至今。战国时李冰父子带领修建的四川都江堪,在总体布局、堤坝修筑、水道疏浚、就地取材、灌溉与防洪兼顾等方面,都相当完善,相当科学。北宋时李诫(?~1110)编著的《营造法式》是一部重要的建筑技术专著,该书全面地总结了古代建筑经验,对设计和规范、技术和生产管理等都有系统论述,是世界建筑史上的珍贵文献。
      (三)古代中国的四大发明
         造纸、印刷术、火药和指南针的发明,是古代中国科学技术的伟大业绩,对世界近代文明作出了无法估量的贡献。         
      造纸术最早出现在西汉时期,以大麻、芒麻纤维为原料,纸质粗糙,不便书写。东汉宦官蔡伦(?~121)于105年制成了质量较好的纸,人称"蔡侯纸"。造纸术首先传到朝鲜和越南,7世纪传入日本,8世纪传入阿拉伯,12世纪由阿拉伯人又传至欧洲。纸的发明极大地推动了人类的信息传播和文化交流。         
      雕板印刷约发明于6世纪的隋唐之际,唐宋时期大量应用于印刷佛经、农书、医书和字帖等。北宋庆历年间(1041~1048)平民毕升发明了胶泥活字印刷术,使印刷技术产生了一个飞跃。毕升之后活字印刷术不断改进,元代王祯发明了木活字,以后还出现过磁活字、锡活字、铜活字。欧洲最早仿照中国活字印刷的是德国人古腾堡(约1394~1468),他于1450年制成铅合金活字。全火药是唐代炼丹术士在炼丹过程中偶然发现的。北宋时火药已开始用于战争,制成了火箭、火球、火羡黎等武器。南宋时(1259年)发明的"突火枪"已是以火药爆力射出"子窠"的管形火器了。
      明代以后更是发展出手榴弹、地雷、水雷、定时炸弹、子母炮等新型火药兵器,火箭已有了多种类型。但这些火器并未用于普遍装备军队。火药和火药兵器是通过战争传到国外去的。欧洲人于13世纪从阿拉伯人那里知道了火药,于14世纪中期制造出了火药兵器。         
      春秋战国时期中国人已记录了磁石吸铁现象。稍晚些时制成的"司南勺"是用磁石琢成的勺子,底部圆滑,放在铜盘上,勺柄即能指出南北方向,这大概是最早的磁性指示方向器。宋代出现的"指南鱼"则以薄铁片剪成鱼形,经人工磁化成永久磁铁,平飘水上以指示方向。稍后又发明了磁石磨针而制成真正意义上的指南针。11~12世纪南宋时期中国人已将指南针用于航海,不久即传到了阿拉伯,其后又传到欧洲。

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