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中国科技发展史4-1前言整个发展历程，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中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。中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。中国古代社会从传说时代(五帝)、夏、商、周、春秋战国直至清末，凡4000年，一直绵延不断。4-2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」。春秋战国时期可以说是中国古代科学技术的全面奠基时期，也是第一次大发展时代，由于各国主权伸张将人力资源从贵族豪门解放出来，新的时代社会生产力优于之前的社会生产力，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。4-34.1农业的发展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。4-4中国农业发展代表人物—陶弘景陶弘景(公元452-536)南朝丹阳句容人。他很爱读书，「南史」曾说他幼年时就常「以荻为笔，灰中学书」，并且具有「一事不知，以为深耻」的钻研精神。十岁时，读了葛洪的「神仙传」，对他这位同乡前辈倾倒不已，也奠定了他以后博学多才的一生。他在科学上的成就是多方面的，无论天文、历法、山川、地理、医术本草、冶金炼丹都十分精通。譬如他制造能够演示天象的天文仪器「浑天象」。此仪器「高三尺许，地居中央，天转而地不动，以机动之，悉与天相会。」可见得多么精巧逼真，并曾推算过历法。4-5陶景弘还是记述中国古代灌钢冶鍊方法的第一个人。他说：「钢铁是杂炼生鍒作刀鎌者」。这里的「生」是指「生铁」，「鍒」则是指「熟铁」，「杂炼生鍒」是把生铁和熟铁混杂起来冶鍊。生铁含碳量高而熔点低，因此先把生铁熔化，然后灌入熟铁内，同熟铁发生强烈的氧化作用，除去渣滓，并且渗入碳分，这样就得到了质量比较好的钢。这种冶鍊的方法叫「灌钢」冶炼法，是中国早期炼钢技术上的一个突破。4-64.2建筑的发展中国建筑主要是指公元1911年以前建造的中国古代建筑，也包括晚近建造的具有中国传统风格的建筑。一般来说，中国建筑包括官式建筑与民间建筑两大类。官式建筑：在明清时代又分「大式」与「小式」两种。大式建筑包括历代皇家宫苑、陵寝，以及敕建的佛寺、道观、坛庙中有斗栱的建筑；小式建筑则没有斗栱，一般用于园林中，或较次要的建筑中。民间建筑：除了散落在各地的风格迥异的民居建筑，如士绅商贾的宅院、祠堂、会馆之外，也包括一些地方性庙宇。此外，还有一些不能简单归类的建筑物，如历代建造的佛塔、桥梁、城台、城市中心的鼓楼、钟楼、市楼等，也都属于中国建筑的范畴。4-7中国建筑的代表人物—李诫李诫(公元1035-1110)为北宋河南郑州管城人，他是北宋晚期杰出的建筑工程师。他的父亲在王安石变法的时后，是一个积极推行青苗法、市易法、均输法等新法的得力官员，后来做到龙图阁直学士。李诫最初做过曹州济阴县的县尉，公元1092年（宋哲宗元佑七年），他被调到开封将作监任职，将作监就是古代负责营造建筑方面的机构，相当于现在的建设局营建课。李诫是一个学问渊博、多才多艺的人。他擅长书法和绘画，且喜爱著书。生平著作有「续山海经」十卷、「续同姓名录」二卷、「琵琶录」三卷、「马经」三卷、「六博经」三卷、「古篆说文」十卷、可惜都失传了。唯一流传下来的著作是「营造法式」。4-8「营造法式」「营造法式」共为三十四卷，其中主要内容可分为四部分：(1)关于建筑方面一般名词的解释，以及对于营建的某些规定和数据的说明都很详细；(2)关于建筑的标准做法；(3)关于人工、材料定额；(4)关于各种工程的图样都非常细致，其中更设计有细腻而丰富的门窗图案和彩画画稿，反应了当时的社会风尚和工艺发展的程度。4-9「营造法式」不但在我们中国，就是在世界上，也是一部重要的建筑学著作。它的价值，不仅总结了几千年来中国先民在建筑工程技术方面的伟大成就，而且有力地证明了变法革新运动对科学、技术和文化事业所引发的刺激作用和促进作用。公元1920年，江苏省图书馆曾重刊「营造法式」一书，大量地流传到欧美和日本各国，在国际上引起普遍的重视，进一步说明了这一部著作的重要意义以及它在科技史上的价值。4-104.3医学的发展中医及中药学吸收了周易、道家、儒家等的哲学思想，特别是元气论、阴阳学说、五行学说；再以阴阳五行说为主导，包含八纲辩证、六经分证、经络腑脏、治则治法、药方配伍、预防及愈后等在内的一系列理论成果，并把它们转化为医学伦理，以此为基础来阐述和理解人的生理、病理现象和规律。中医学以元气论为基本，强调整体的分化性及由此决定的不可分解性。4-114.3.1华陀与麻沸散华陀(公元145-208)，字符化，东汉末年豫州沛国谯县(今安徽亳县)人。华陀精于养性之术，少年时立志行医，以救世人。华陀行医并无师传，精研黄帝内经、黄帝八十一难经、神农本草经等医学典籍，以及望、闻、问、切四诊原则和导引、针灸、药物等诊治手段的运用。无论内、外、妇、小儿各科的疾病，只见他用药不过数种，针灸不过数处，多随手而愈。华陀特别擅长外科手术，他发明的「麻沸散」，更开创了世界麻醉药物的先例。欧美全身麻醉外科手术的记录最早始于十八世纪初，比华陀晚了一千六百余年。4-12华陀兼通内、外、妇、儿、五官、针灸各科，尤以外科和针灸著称，其在外科方面的成就是惊人的，后世更尊奉他为「外科鼻祖」，特别是他发明「麻沸散」，开了全身麻醉的先例，可说是世界上最早使用麻醉术做腹腔手术的人，据「后汉书华陀传」记载：「若疾发结于内，针药所不能及者，乃令先以酒服麻沸散，既醉无所觉，因刳破腹背，抽割积聚。若在肠胃，则断截湔洗，除去疾秽，既而缝合，傅以神膏，四五日创愈，一月之间皆平复。」4-13华陀之死曹操患有头风病，就将华陀召来身边，担任私人医生，每次曹操头风病发作，都是靠华陀施针医治，所以华陀治疗曹操是用针灸，并非用外科手术。不久，华陀借口妻子生病而要求回乡。华陀回乡后逾假不归。华陀被抓后，荀彧认为华陀医术高明，救活世人无数为由，向曹操求情。但是曹操却认为世上比华陀医术高明的医生多的是，没必要为了他而破坏法律，因此执意处斩华陀。华陀临死前，将纪录毕生所学的医书送给狱卒，但狱卒害怕受到牵累而不敢收，因此华陀也不勉强狱卒，就自行将医书烧毁，华陀绝技因而失传。建安十三年，曹操爱子曹冲重病而死，曹操悔恨当初杀死华陀，害得曹冲无药可救。4-144.3.2李时珍与本草纲目李时珍(公元1518-1593)，字东璧，号濒湖，湖北蕲（今湖北省蕲春县）人。他家世代业医，祖父是「铃医」。父亲名闻，号月池，是当地名医。那时，民间医生地位很低。李家常受官绅的欺侮。因此，父亲决定让二儿子李时珍读书应考，以便一朝功成，出人头地。李时珍自小体弱多病，然而性格刚直纯真，对那些空洞乏味的八股文，怎么也学不进去。自十四岁中了秀才后，九年中三次到武昌考举人都落第了。于是，他放弃了科举作官的打算，专心学医。经十余年的刻苦钻研，李时珍三十多岁时便成为当地很有名望的医生。据说当时常随父亲在当地的玄炒观内为病人诊治。4-15李时珍任职于太医院时，非常积极地从事药物研究工作，经常出入于太医院的药房及御药库，认真仔细地比较、鉴别全国各地的药村，搜集了大量的资料，同时他还有机会饱览了王府和皇家珍藏的丰富典籍，与此同时他也可能从宫廷中获得了当时有关民间的大量本草相关信息，并看到了许多平时难以见到的药物标本，使他大大开阔了眼界，丰富了知识领域。4-16「本草纲目」「本草纲目」乃是一部集十六世纪以前，中国本草学大成的著作。作者是明朝的李时珍。李时珍用了大约27年的时间才编写完成《本草纲目》，经过了三次改写，于1578年（万历六年）才完成撰写，1596年（万历二十三年）在南京正式刊行。在这个过程中，李时珍参考了800多种书籍，多次去各地进行实地考察，采集样本，耗费了他非常大的心血。4-174.4数学的发展「九章算术」以及「周髀算经」的成书显示出以算盘为计算工具的独特数学体系的形成，形数结合，数学算术化是其特征。今天，由于计算机的出现，算术化倾向于现代数学中的作用已日渐显著，中国古代算术的思想与方法和现代计算机科学与技术正相融合，为此它将重新焕发青春，以崭新的面貌重现，在数学发展中扮演重要角色是可以预期的。4-18中国数学之代表人物—祖冲之祖冲之的原籍是范阳郡遒县(今河北省涞源县)，其祖先因战乱迁居江南。公元429年(刘宋元嘉六年)，祖冲之诞生于南朝宋代一个封建士大夫的家中。祖冲之的祖父祖昌曾任大匠卿官职。大匠卿是朝廷里负责建筑的官员。另据「隋书」的记载，祖家世代掌管天文、历法司职，对天文历法很有研究。在这样的家庭气氛熏陶下，祖冲之自小时候起，便对各种科学技术，特别是对天文、历法、数学发生了浓厚的兴趣。祖冲之在青年时代，就有博学多闻的名气，并且被朝廷征召到当时的学术研究机关(华林学省)从事研究工作。4-19制定「大明历」祖冲之把中国古代的天文学和数学，推进到一个新的成就。在天文学的领域中，祖冲之经过长年累月、艰苦辛勤的观测与推算，发现当时所颁行的「元嘉历」错误很多，不精密，也就是说，该历法与实际天象之间的误差很大，例如，日、月所在的位置与实际天象差了3度；冬至和夏至那天的日影，都推前了一天；所推算的金、木、水、火、土等五大行星的出没时间，有的竟和实际的相差了40天之多。祖冲之在33岁时，也就是公元462年(刘宋大明六年)，修正了当时历法的错误，制定了一部新的历法「大明历」。4-20圆周率祖冲之在数学方面也有卓越贡献，特别是圆周率的计算。他算出圆周率值在3.1415926与3.1415927之间。祖冲之所求出的圆周率数值，远远走在当时世界的前列。直到1000年之后，即15世纪阿拉伯的阿尔卡西和16世纪法国的维叶特，才超越了他的成果。4-214.5天文学及历法的发展中国历法确立了后代的历法体系、规范和基本内容的原始框架，而以张衡为代表，对天文仪器的研制、对天象的观察与记录以及论天三家为代表的宇宙论，则形成了中国古代天文的固有传统。「汉书．地理志」的出现，开拓了沿革地理研究的新领域。「神农本草经」是中国秦汉以来药物知识的总结，它为后世本草学奠定了基础。「伤寒杂病论」不仅确立了辩证论治的医疗原则，而且大为充实了中医药体系的内容，更加切合医疗的实际应用。4-224.5.1苏颂与天文计时钟苏颂是北宋的天文官员，专门研究天文科学，为朝廷察看星象，观测气候，修订历法，纪录水旱灾情等。他以一生的心血，设计了一座「天文计时钟」，邀请了当时最负盛名的机械专家韩公廉，从公元1088到1090年，将近三年的时间，完成了「天文计时钟」的建造。这座巨钟既可报时，又可观测气象，为一项天下无双的大发明，轰动了朝野。这座伟大的建筑有三样东西，一是「浑天仪」，可以观察地球、太阳、月亮在天体中的位置和运转的状况；二是「天球仪」，可以观察天文星体的位置和活动状况；三是「计时仪」，可以计算时间和报告时刻。苏颂以他自己的心得，把新仪器的各部门分别取了名称，着了一本「新仪像法要」。因此，他的各项研究结果得以传诸后世。4-23天文计时钟「浑天仪」、「天球仪」及「计时仪」等三种仪器，由一个大车轮作为动力的框轴，利用水平来推动整座结构的机械设置，使其永远运转不息。「浑天仪」和「天球仪」都由「计时钟」来带动。而浑天仪上的望筒，永远指向太阳，可以藉此校正计时钟的准确度。三项仪器相互关联，