中国科技发展史

科学技术发展史是人类认识自然、改造自然的历史，也是人类文明史的重要组成部分。今天，当人类豪迈地飞往宇宙空间，当机器人问世，当高清晰度数字化彩电进入日常家庭生活，当克隆羊多利诞生惊动整个世界，当人们在为现代科学技术的神奇功能而叹为观止的时候，你是否了解化学工程的一个分支学科——分离科学——的优异功效在现代科学技术发展中的贡献与地位呢？信息科学、材料科学和生物工程被誉为当今三大前沿科学，新材料还被誉为现代文明的支柱之一。这是因为没有花样繁多、品种齐全、功能奇特、高纯度的新材料，所有的高新技术只能是空中楼阁，电脑、机器人、宇宙飞船等都只能是天方夜谭，所以不管怎么样的高新技术，都是要以开发和利用自然资源，进而分离或合成出高纯的材料为基础的。化工分离纯化技术作为科学技术的一个组成部分，为人类的各种需求变成现实提供了可靠的保证。现代分离技术已经可以使产品的杂质含量低于十亿分之一，被誉为现代分离能手的溶剂萃取（液液萃取）就是现代分离技术中的一种。例如在核燃料的后处理中，用萃取分离技术对被辐照过的核燃料进行处理，提取人工核素钅不，其中铀和钚的收率均可以达到99.9%。去除强放射性物质的效果（去污系数）可以达到106~108。“溶剂萃取”作为一个名词，也许很多人不太熟悉，但作为一种实用的分离方法，却早已被人们应用于实践中。溶剂萃取用于无机化合物分离的历史是有案可查的。1842年皮尔哥德(Peligot)首先发现用二乙醚可以从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。随后人们又在实践中发现了其他一些无机物也能被某些有机物所萃取，并据此初步建立了半经验的液液平衡的定量关系。到19世纪末，能斯特(Nernst)利用热力学基本原理对液液平衡关系进行了进一步阐述，提出了著名的能斯特分配定律，该定律为萃取化学和化工的发展奠定了早期的理论基础。19世纪末到20世纪初，人们开始将萃取分离技术应用于有机化工和石油化工领域中，如用酯类萃取剂萃取醋酸，用液态二氧化硫作为萃取剂从煤油中去除芳烃。20世纪30年代，人们试图将萃取分离技术应用于稀土元素的分离，但由于当时条件的限制，没有取得实质性的进展。40年代，原子能工业在战火中诞生，基于生产核燃料的需要，萃取分离技术无论在理论上还是在实际应用中均得到了迅速的发展，特别是磷酸三丁酯作为核燃料的萃取剂得到应用后，萃取分离技术进入了一个崭新的阶段。随后，萃取分离技术在稀土的分离、湿法冶金、无机化工、有机化工、医药、食品、环境等领域不断得到应用，并取得了很好的效果。到现在，萃取分离技术几乎可以涉及元素周期表中的所有元素，已成为分离技术中的主要成员之一。因此，只要你认真了解一下萃取分离技术的辉煌历史，就会被其优异的功能所吸引。我们现在正处于一个由工业化社会向信息化社会转变的历史时期，在这样一个大背景下，现代科学技术也在从大科学技术时代向超大科学技术时代转变。这个时代的科技发展既有别于个人主导下的小科技时代，也有别于政府主导下的大科技时代，而是一个以企业科技创新为主体的多元化的科技发展时代，超常规科学技术的发展将逐步取代常规科学技术成为未来科学技术发展的主流。在这样一个历史转型时期，我国科学技术事业的发展正面临着一次严峻的挑战和一个非常良好的发展机遇。科技发展的超大科技时代必然引起各国科技发展战略和政策的调整。作为一个关注我国科技事业发展的研究人员，本人愿在此与广大网友就“超大科技”问题及中国特色的自主创新之路建设问题与网友进行互动与探讨，以期为国家发展献计献策。中国现代科学史研究亟待开展“人创造历史，却对自己正在创造的历史茫然无知。”西方哲人的这句名言陈述的好像正是我们面对的现实。100多年来，我们这个具有悠久史学传统的文明古国，在近代化的大潮中颠簸沉浮，进退失据，至今仍然处于追赶先进的路途上。因此，对于自己的近代史，往往觉得乏善可陈，不堪回首，或不屑一顾，或无暇顾及，或有意回避，甚至刻意编造。近代与古代的强烈对比，尤以科学技术史为特出，加之一段时期极左思潮的泛滥使人们讳言近现代史，所以在相当长的一段时期，古代科学技术史是中国科学技术史研究的主流，近现代科技史则少人问津，在相当程度上仍隐身于历史的重重迷雾之中。近代科学技术自19世纪传入中国以来，经历了一段非同寻常的曲折过程。从19世纪中叶自强运动中开始的“师夷之长技”和“求强求富”，到20世纪初年的“科学救国”、“实业救国”思潮，从50年代的“向科学进军”，到20世纪末叶的“科教兴国”战略，中国人对科学技术给予了多少希望、梦想和憧憬！150年来，中国科学技术的进步是显著的，但在全人类共同创建的现代科学技术大厦中，中国人的贡献还相当有限，中国科学技术的现代化还没有完成。站在新世纪的门槛上，中国应该如何发展科学技术，追赶国际先进水平，实现“科教兴国”的历史重任？面对这样重大的问题，我们不仅要深入了解和借鉴科学技术发达国家的经验，还必须深入研究中国近现代科学技术发展的历程及其与社会文化的关系，力求准确地把握科学技术的特性及其发展机制，总结中国近现代科学技术发展的历史经验和教训。令人遗憾的是，我们在致力于解决眼前的科学和技术问题，追赶国际先进水平的时候，却很少系统地探讨和总结我们一二百年来科技发展的经验和教训。长期以来，我们对如何推进中国科学技术的进步、创造有利于科学技术发展的社会条件和文化氛围缺乏应有的认识。结果，我们不仅不易充分汲取历史的经验教训，反而可能重复旧的失当的政策和举措。因此，在面临重任和挑战的今天，系统的研究中国近现代科学技术发展史不但是学术研究的一项紧迫任务，也是现实赋予我们的重大课题。研究中国近现代科技史必须吸收国际研究近现代科技史的丰富成果，需要具有宽阔的学术视野、深沉的人文关怀和高度的历史责任感。当代的科学技术史已不再局限于描述科学知识的发展和演变（如各种各样的学科史）以及为伟大的科学家和工程师树碑立传这样一些传统的历史体裁，而是致力于探索科学技术的发展与社会、政治、经济和文化的复杂关系，研究科学与技术特性，从而促进科学技术与社会的协调发展，增进人类文化的进步。尤其是现代科学技术史研究，往往与国家的政治、经济和科技政策等密切相关，因而越来越受到许多国家的科学技术史学者的重视。对于前苏联等社会主义体制下的科技发展史的研究探讨，受到了国际科学技术世界的重视，出现了许多重视成果。相比之下，我们的中国近现代科技史研究还很封闭，亟待吸取相关研究的经验。近三十多年来，科学技术史领域内借鉴哲学、人类学、伦理学等人文社会科学的方法和理论，科技史与其他学科的结合和交叉，形成了科学技术史领域内的多种研究取向和路径，极大地拓展了科学技术史的研究范围和视野。科学技术史领域的这种变化，既有其学科发展的内在理路，更是当代科学技术发展所产生的一系列社会和文化问题在科技史领域的反映。在科学技术主导的当今时代，科学技术与国家的利益和社会生活的关系日趋密切，但是科技发展所引起的诸如生态环境问题和伦理困境等也逐渐为人们所认识。这促使人们进一步探索科学技术的特性和本质以及科技活动的特点和规律。与此同时，科学技术史也是其相关学科如科学技术哲学、科学技术社会学、科技政策研究的基础。因此，科学技术史，特别是现代科学技术史的研究工作，不仅仅是当代科学发展的内部需要，也是以科学技术史为中心的相关学科的基础性工作。中国古代科学技术在世界科技发展史上有其重要历史地位。它的发展从远古时代原始积累，春秋战国奠定基础，两汉、宋元两次高潮，中经魏晋南北朝的充实提高和随唐五代的持续发展，至明万历以后虽比诸同时期的西方已经大为落后，但仍有缓慢进展，也出现了一系列集大成的著作，传统科学思想从高峰走向总结。综观整个发展历程，16世纪以前的中国科学技术一直处于世界领先地位。传统科学思想和科学技术的突出成就正是我国古代的科技先驱辛勤耕耘、善于观察、长于思索、勇于探究，注重整合、联系实际的产物，闪耀着我们中华民族智慧的光辉，对世界文明作出了巨大的贡献。马克思就曾经指出：“火药、指南针、印刷术这是预告资产阶级社会到来的三大发明。……总的说来变成科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的杠杆。”（注：《马克思恩格斯全集》第47页第427页。）而今天众多著名科学家对中国传统科学思想珍贵价值的重新肯定，必将使之在21世纪科学技术发展中显示出东方智慧的新的转移与新的实现，这种情况在一些学科已初见端倪。深信我们伟大的中华民族必将在新世纪里对人类文明再次作出自己的应有贡献。从漫长历史长河中吸取经验教训，以服务于今天的现实需要，总是值得人们去探究的事情。本文下面将以史实为依据对中国古代科学技术发展历史的特征，作些探讨与论述。（一）我国古代科学技术的发展，特别是科学思想的发展，既有连续性，又显示出阶段性高潮的特点我国古代社会从五帝、夏、商、周、春秋战国直至清末，凡4000年，一直绵延不断，既不曾发生过像罗马帝国那样中断无继的历史悲剧，也不曾经历西欧中世纪的黑暗时代。这就使我国古代科学技术的发展得以世代相传、连续积累，并在这个基础上走向自己的巅峰。世界著名科学史家李约瑟曾把中国古代各个时期的重要科技成就作为纵线，世纪年代作为横线，制作了一幅科技发展的示意图，它清楚地表明：无论是以前4000年，还是近500年来，中国科学技术“事实上一点没有退步”；而是“一直在稳缓地前进”。他在《中国与西方的科学与社会》一文中还指出：“我常喜欢用一种相对来说缓缓上升的曲线来说明中国的演变，显然这曲线比欧洲同一时期，譬如说公元二世纪至十五世纪的演变过程的曲线上升得高，有时高得多。”（注：《中国与西方的科学与社会》第65-85页，上海科技出版社1956年版。）我国四川大学周仲壁与四川科学技术出版社的周孟璞两位先生在《中国近代科技落后原因初探》（注：《自然杂志》13卷11期第333页。）一文中也以中国的自然科学大事、西欧的自然科学大事和著名科学家的人数作为纵坐标，世纪年代为横坐标，制作了三条增长曲线，从中国的那条曲线看，同样显示出我国古代科学技术的增长是缓慢而连续的。然而，在4000年漫长的历史长河中，春秋战国、两汉（尤其是东汉）与宋元（尤其是北宋）时期，中国古代科学技术的发展基于政治、经济、文化、社会等方面的内外因素又都显示出阶段性的高潮。春秋战国时期可以说是我国古代科学技术的全面奠基时期，也是第一次大发展时代，由于新兴封建制度优胜于奴隶制度，其成就不仅赶上而且超过了早期科学技术最发达的古希腊。春秋末期出现了块炼铁渗碳钢，战国时期又出现了白口铁处理技术，这些冶铁技术的发明，是一个突出的标志，正是它大大促进了农业和手工业的发展。在农业方面形成了以精耕细作为主要内容的中国传统农业，战国末年写成的《吕氏春秋》，其中的《上农》、《任地》、《辩土》、《审时》等篇称得上是这种农业科技的论文开端。以都江堰、郑国渠两个大型灌溉工程的兴建为标志，展现出为农服务水利工程设施的空前发展。《考工记》中生产工具、乐器、建筑、交通运输、皮革制造、染色、乐器、玉器等36项专门实用工艺技术的记述，显示了这一时期手工业内部的细密化及其技术的规范化与科学化程度已达到相当高的水平。它记载了大量实用力学知识，是我国古代第一部工程技术知识的总汇。《墨经》中包含有关于力学、光学、声学、几何学、逻辑学以及对物质结构的猜测等科学成就，它不仅是我国第一部几何光学著作，而且在世界上也是领先的，比欧几里德几何光学要早百余年。同时，它也是古代力学与光学论说的代表作，“力”概念的提出，光直线传播思想的揭示，使这部著作更增添了亮丽的光彩。可以这样说，《考工记》与《墨经》一起作为我国古代经验科学出现的标志，是春秋战国时期人们将生产、生活实践中取得的丰富经验进行抽象概括的成果。在数学、天文学与历法方面都有了广泛的发展与进步。十进位值制和筹算制度不断得到完善，为后世具有中国特色的计算数学体系的形成确定了基础。有关天象观测的记载详尽准确，即使在今天仍不失为天文研究的宝贵历史资料。在地学方面，《山海经》、《禹贡》、《管子、地员》等著作的出现，标志着人们的地理知识已从地理资料的积累，上升到进行某种形式的综合论述与区域对比，以服务于当时的政治、经济需