中国科学技术史


中国科学技术史 (正體)

中国





中国古代的科学技术,在很长的一段时期里都居于世界领先的地位。中国历史上的的科学技术成就,为世界文明的发展做出了很大贡献。它在发展的过程中,也与许多其他国家、地区和民族的科学技术发生了交流。中国科学技术史上成就最大的是农学天文学数学中医学。

中国古代的科学技术与其他民族和地区的科学技术相对来说比较独立,中国古代的科学技术更注重实用性和经验性,缺乏西方科学的思辨性,因此有些人对于中国古代的科学技术是否自成体系而表示怀疑。

目录

科学技术的萌芽

中国科学技术的萌芽时期包括旧石器时代新石器时代。中国是世界早期人类文明的发源地之一,是世界上最早使用,发明弓箭陶器、出现农牧业、观察天文、开创医药的地区之一。而且这时也开始利用蚕丝

先秦时期

夏商周时期奠定了中国科学技术的雏形。这时中国进入了青铜时代青铜器的铸造冶炼技术非常高超。这时也出现了原始的瓷器

尤其是到了春秋战国时期,中国古代科学技术体系基本上是在这个时期奠定的。这时中国广泛使用铁器,同时还出现了炼钢技术和铸铁柔化技术。这时已经有了许多大规模的水利工程的兴建,著名的有都江堰郑国渠等。数学上确立了十进位制;出现了世界上最早的星表之一;测定了比较精确的回归年长度;中医学理论初步建立。

秦汉时期

到了时期,随着封建制的巩固,中国古代的各个科学技术已经趋于成熟。

农业上,轮作制已经确立。《神农本草经》、《伤寒杂病论》对后世中医学的发展产生了很大的影响。《九章算术》确定了中国古代的数学体系。造纸术在这一时期被发明并且得到了重大改进;造船技术已经非常成熟。长城的建造体现了建筑技术的发达。

三国两晋南北朝时期

这一时期出现了许多著名的科学家刘徽祖冲之、张子信对数学和天文学做出了很大贡献。裴秀提出的制图六体,创造了中国古代地图学的基础理论。贾思勰的《齐民要术》标志着农学的成熟。王叔和的《脉经》、皇甫谧的《针灸甲乙经》、陶弘景的《神农本草经集注》丰富了中医学体系。葛洪在炼丹上的研究,对原始的化学做出了贡献,马钧在机械制造方面的成就代表了中国古代机械制造的水平。

宋朝──科学技术发展的高峰

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时期的繁荣,使科学技术得到了很大发展。

到了时期,中国古代的科学技术发展达到了高峰。其中杰出的代表人物是沈括。这时中国的四大发明相继问世,对世界文明做出了重大贡献。

元朝

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元朝的科学技术达到或取得很高的成就,其中天文学、数学,甚至医学居于当时世界先进地位。当时领先于世界的阿拉伯与波斯科学技术传入中国。元世祖忽必烈在尚未登基之前,就征招“回回为星学者”。他们翻译及带来诸如托勒密的《天文大集》,伊本·优努斯(也译做尤尼)的《哈基姆星表》(也译作《哈基姆历数书》)等天文学著作。1260年,元廷承金人旧制,设立司天台;1271年正式设立回回司天台,1312年设立回回司天监。后来还任用了一大批以札马剌丁(又译作扎马鲁丁、扎马剌丁)为代表的天文学家管理此类工作。

中国人在此时开始使用阿拉伯数字

1280年,元代数学家及天文学家王恂与郭守敬等制订《授时历》时,不但列出了三次内插公式(“招差法”),还使用“垛垒、招差、勾股、弧矢之法”进行缜密计算,其中将穆斯林发明的弧三角法应用于割圆术获得“弧矢割圆术”(即球面直角三角形解法)。

一般认为欧几里德的《几何原本》,其中的一部分是明朝的徐光启意大利利玛窦的帮助下翻译并引进中国的(合译《几何原本》前6卷),但是有学者(方豪,《中西交通史》)认为,在此前的元代,此书已经被来华的穆斯林带到中国。

14世纪中、后叶明王朝建立后,由于科举大兴八股文模式并删减数学内容,以及珠算盛行,因此建立在筹算基础上的中国古代数学便衰落了。

在元朝,中医药学有很大发展,出现了金元四大学派,医药学在继承传统的基础上出现了兼收并蓄、互通有无的局面,大大丰富了医药学知识的内容。《回回药方》(以下简称《药方》)是中国大型综合性回回医药学典籍(作者不详),原有36卷,少数残存本现可见于北京图书馆。该书多以汉语书写,同时夹杂许多阿拉伯语与波斯语医药术语及汉语音译。仅以少数残存本目录就可以看出,《药方》是一部包

括内科、外科、妇科、儿科、骨伤和皮肤病等科、内容丰富、具有中西合璧特色的医学典籍;研究中国医药史的学者根据残存部分推断,《药方》约有药方6000~7000首之多,其价值与中医古籍《外台秘要》相当。

今日的北京是在元大都的基础上建立起来的。就建筑学成就而言,元大都堪称享誉中、外的建筑学艺术瑰宝。元大都城在技术方面的主持设计与参与建设者,是来华穆斯林建筑学家亦黑迭儿丁。难以想象,这位建筑学家能够运用中国传统的建筑学特色,结合世界上先进的建筑学风格,设计出格局宏大、规划严整,与自然和谐相融的元大都。参与元大都设计、建设的,还有一大批专家、学者、能工巧匠。

全面地说,元大都是中华民族智慧与汗水的结晶。元大都自1267年开工兴建,至1285年历时18年建成(先前的金中都城址位于今北京城西南部莲花池以东,元大都的新城建在中都旧城东北)。

1291年郭守敬指挥修建元大都至通州的运河。从通州到元大都,他设计七座水闸,这七座水闸彼此相距约半公里的地方,又设计有斗门。郭守敬就是通过水闸和斗门的关闭与开放,调节运河各段的水位高低,引导船舶顺畅通过。工程竣工后,元世祖亲自将这段164里长的运河命名为 “通惠河”。通惠河是中国工程建设史上的杰作,其运用的巧妙方法与现在国外一些运河采用的技术是基本相同的。

元世祖时期即开始重视农业,很好地制定了有利于农业发展的政策,使得农业水平有了很大的提高。王祯编著《农书》一书有三十七卷(现存三十六卷),是中国古代一部对农业生产进行全面系统论述的伟大著作。 全书约有13多万字与300多幅图画,全文分为《农桑通诀》、《百谷谱》、《农器图谱》三大部分。 《农桑通诀》包括对农、林、牧、副、渔及水利等各个方面的综合性论述,提出“顺天之时、因地之宜、存乎其人”这一重要的农耕思想。《百谷谱》对各种农作物的品种、特性、栽培、种植、收获、贮藏和利用等知识加以介绍,尤其是王祯将农作物分为谷、蔬、果、杂等6大类,堪称中国农作物分类学的奠基人;此外作者对于植物性状的描述,也是此前书籍不曾有过的。而《农器图谱》则是《农书》的重点部分,该部分就田制、仓廪、舟车、灌溉、蚕桑、织纤、麻芒等20门类,详细介绍了257种农业机械,而且配绘图谱306幅并加以文字说明,其价值超过以往所有农业机械书籍,甚至中国古代后来在这方面的论述,亦无超越王祯者。

在活版印刷术方面,王祯设计出木活字及转轮排字架,并于1298年用木活字排印《旌德县志》;其《造活字印书法》(附于《农书》书末)是最早的系统性介绍活字排版印刷术的科技文献。

明朝

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明朝初年,由于政府鼓励垦荒,中国在水利以及农业的技术上有大为的进步,手工业的繁荣,造就了像是宋应星的天工开物这类研究手工业的百科全说式书籍,在历史上有很重要的实用以及科学价值,明熹宗就经常亲自参与木工的研究和实践活动,但因为明朝实施文字狱以及八股文,使得中国读书人思想僵化,失去了宋朝自由活跃的思想,使得这些科学家们多半都很难考上科举,也很难被政府重用。

明成祖时由于有郑和下西洋的海上活动,使得中国绘制海图以及罗盘运用的技术大为进步,其他民间的科学作品,像是李时珍的本草纲目,地理著作徐霞客游记都是流传至今的科学名作,明初大兴土木工程,兴建紫禁城以及修建万里长城,这也使得中国的建筑技术更上一层楼,16世纪西方逐渐脱离黑暗时代,文艺复兴开始,西洋科学突飞猛进,大量的西学随着传教士进入中国,像是徐光启以及传教士利玛窦共同翻译的几何原本,以及像是研究东西方火器的武备志都是其中的著作,除此之外还有许多受到西方科学影响而出现的科学书籍,原本因为八股文以及文字狱而停滞的中国科学,在中西交流下逐渐成长,但大部分士大夫思想仍然保守,对于西方科学并不重视,中国科学逐渐落后于西方。

清朝

清的科技有些傲人的发展,乾隆时官修的《医宗金鉴》九十卷,征集了不少新的秘籍及经验良方,并对《金匮要略》、《伤寒论》等书作了许多考订,是一部介绍中医临床经验的重要著作。清代名医王清任在医学上有突出的成就,着有《医林改错》一书。他强调解剖学知识对医病的重要性,并对古籍中有关脏腑的记载提出了疑问。他通过对尸体内脏的解剖研究,绘制成《亲见改正脏腑图》二十五种,改正了前人的一些错误,为祖国解剖学的发展做出了有益的贡献。

王锡阐,字寅旭,号晓庵,苏州吴江人,着有《晓庵新法》、《五星行度解》等十几种天文学方面的著作。他精通中西历法,对二者异说,皆能条其原委,究其得失。他肯定了西洋历法先进的地方,也指出了其中的许多缺点和错误。他对日月食的算法,对一些天文数据的应用,以及回归年的长度、岁差常数等问题,都提出了比较中肯的意见。由于他能结合中外经验,进行独立的创造性的研究,所以取得了重大的成就,促进了中国历算学的发展。

梅文鼎,字定九,号勿庵,宣城人。他以毕生的精力,从事于中国古代历算学的整理和阐发,同时也对西洋科学加以研究和介绍。所着天文、历法、数学方面的书籍,共达86种,在中外科学知识的整理上,作出了重大的贡献。他写的《古今历法通考》,是中国第一部历学史。 他的数学巨著《中西数学通》,几乎总括了当时世界数学的全部知识,达到当时中国数学研究的最高水平。他在该书的《方程论》部分,阐明了中国古代方程的独创性,指出这种算法是西洋所没有的;他在《勾股测量》、《九数存古》等部分,也都发扬了中国古代算法的成就;此外,在《堑堵测量》、《几何补偏》部分,他介绍了西洋的球面三角学,并对西洋立体几何作了论述和发展;而在《筹算》、《度算》、《比例数解》等部分中,则解释和介绍了西洋的对数、伽利略的比例规等方法。

明安图,是一位著名的蒙古族历算学家。他在乾隆时任钦天监监正。当时从欧洲传进三个有关三角函数的解析式子,割圆三法(圆径求周、孤背求正弦、弦背求正矢),但只有公式,没有公式的证明方法。中国学者曾长期苦于知其然而不知其所以然,这种情况给当时的数学工作者掌握和运用这些知识带来了一定的困难。明安图经过三十多年的深入研究,写出了《割圆密率捷法》四卷,不仅创用“割圆连比例法”证明了三个式子,而且进一步创造了弧背求通弦、通弦求弧背、正矢求弧背等一系列的新公式。这是明安图对数学的杰出贡献。他是中国用解析方法对圆周率进行研究的第一人。 特别值得一提的是地理测绘,康熙时,曾组织人力对全国进行大地测量,经过三十余年的筹划、测绘工作,制成了《皇舆全览图》。这部地图“不但是亚洲当时所有的地图中最好的一幅,而且比当时所有的欧洲地图都更好、更精确”(李约瑟《中国科学技术史》第五卷)。乾隆时,又派明安图等人两次到新疆等地进行测绘,最后在《皇舆全览图》的基础上,根据测绘的新资料,制成了《乾隆内府皇舆全图》。在这份地图里第一次详细地绘出了清帝国新疆地区。这两份地图,至今仍有很大的参考价值。嘉怯邺十五年(1820年)绘制的《重修大清一统志》的清代疆域图,基本上反映了当时中国的版图,但由于雍正时期的禁教,以及后来的闭关自守政策,此得先进的西方科学无法传入中国,失去了互相学习的机会,再加上清朝延续了明朝的科举的恶习,文字狱以及八股文,使得中国科学已经逐渐失去了领先世界的地位。

近代的科学技术

鸦片战争以后,西方科学大量传入中国,从洋务运动戊戌变法、一直到辛亥革命,中国竭力地在吸收西方科学成果。民国初年中国科学社等民间学术社团创立以后,中国科学技术开始和世界科学技术的发展更为系统地融合到了一起。1928年中央研究院的产生、1949年中国科学院的成立,使得中国科技研究的发展获得了政府的财力支持。

中国于1964年10月成功爆炸了第一枚原子弹;1967年6月又成功爆炸第一枚氢弹。从原子弹到氢弹,美国用了七年多,苏联用了四年,法国用了八年多,中国只用了两年八个月。

1999年11月20日6时30分中国在酒泉卫星发射中心由新型长征运载火箭“神舟一号”,次日15时41分在内蒙古自治区中部地区成功着陆。 2003年10月15日发射的神舟五号载人飞船更是使中国成为继俄罗斯以及美国之后,第三个有能力独自将人送上太空的国家。 2007年10月24日18时05分(UTC+8时),嫦娥一号探测器从西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭成功发射。

参考文献

  1. 陈美东等,简明中国科学技术史话,中国青年出版社

扩展阅读


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