走进中国科技史殿堂-第二讲

全校公选课2013年3月走进中国科技史殿堂第二讲第一次作业1.请列举你了解的电器、汽车、手机、日化、服装用品品牌，简单分析国产和进口的大致比例，并说一说这一现象背后与科学技术相关的原因。2.请分别列举三件新石器时代的陶器和玉器，简单说说它们的制造工艺和艺术价值。3.上网搜索《考工记》，并记录相关内容。4.上网搜索都江堰相关内容，并作记录。中国古代科技的不同发展阶段1.科技的快速发展与奠基——商周与春秋战国时期2.古代科技体系的基本成型——秦汉时期3.古代科技的持续发展——三国两晋南北朝时期4.古代科技的发展与传播——隋唐五代时期5.古代科技的高峰——宋辽金元时期6.古代科技的滞长——明清时期7.近代技术向中国的转移与近代科学启蒙——晚清时期8.现代科学技术在中国的奠基——清末和民国时期青铜时代随着青铜器的出现，人类告别了蒙昧和野蛮，开始进入文明时代。在中国，这个时代的开始可以追溯到距今3600年左右的以河南二里头文化为代表的夏代晚期。与上一个时代相比，青铜时代的农业和手工业技术都出现出规模化和复杂化的特征。从甲骨文的证据看，商代已经发明了牛耕，周人则发明了井田制度。手工业不但已经弄农业中分化出来，而且出现了工种上的分野。除了技术方面的进步，天文学、数学、医学等自然科学也有了新的发展。青铜铸造技术陶范铸造技术简称陶范法，也被称为泥范法。河南偃师二里头夏代和商代前期铸铜遗址、郑州商城铸铜遗址、河南安阳孝民屯商代后期竹筒一直、山西侯马春秋晚期晋都筑城遗址等均发现大量的泥模、陶范等工具。[1]陶范法铸造青铜器，可能采用一次铸造成型的浑铸技术；对复杂青铜器，使用，分铸铸接、焊接、机械连接等手段。[1]制作陶范的原材料主要是土、砂、植物纤维、草木灰、熟料等物质按照一定比例混合形成，通过加入砂来提高耐火度，加入熟料减小收缩量，加入植物纤维和草木灰提高透气性。陶范法的主要流程1.雕塑待铸造的泥模；2.烘培泥模变硬，在泥模上分块制作外范；3.在外范上补课纹饰；4.形成空腔；5.制作铭文泥模，嵌入泥芯；6.合范，将外范与泥芯组合到一起；7.阴干陶范后，加热到600摄氏度-900摄氏度；8.浇筑青铜液，冷却后清除外范和泥芯，精整并抛光。失蜡铸造技术失蜡铸造技术使用蜡料制模，外糊范料，烘培时蜡料熔失而得到无需分范面的整体陶范，可一次获得具有三维空间构造、立体透雕效果的复杂铸件。青铜时代的科学这一时期，医学已经从巫术中分离出来，作为中医药学特色治疗手段的汤药和针灸也已开始广泛使用。有明确的证据表明，商代的中国人已开始使用十进制计数法，并且发展了夏代的天干记日法（天干地支组合书写历法），发明了“置闰”法。以阴阳二气、五行、八卦为基础的自然观体系初步形成，成为此后数千年中国古代自然科学的理论基础。商周与春秋战国时期商周时期，农业、青铜、陶瓷等生产技术有很大提高，与农业生产有密切关系的某些学科，如天文、数学、物候等有了初步发展。在这个基础上产生、发展起来的具有朴素的辩证法思想的“阴阳”、“五行”、“八卦”等学说开始出现。构成后世中国古代科学技术体系的许多科学技术知识以及各种学说都在春秋战国时期形成了初始的状态和特征。商周与春秋战国时期春秋战国时期，冶铁术的发明，特别是生铁冶铸和柔化技术以及块炼铁渗碳钢技术的出现，开始并加速了生产工具铁器化的进程，对社会生产力的发展产生了深远的影响，并开拓了后世冶铁技术的发展道路。大规模的水利兴修，显示了工程设计和施工技术的进步。《考工记》（齐国政府制定的指导、监督和考核官府手工业、工匠劳动制度的一本书，记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺，书中保留有先秦大量的手工业生产技术、工艺美术资料，记载了一系列的生产管理和营建制度）是手工业生产技术规范化的标志。《墨经》显示了初始的实验科学对深化人们认识的重要作用。关于墨家《墨经》中包含丰富的科学内容和逻辑知识。墨家后学对几何学以及几何光学非常感兴趣，论述涉及许多抽象的几何定义，以及关于光的直线传播、小孔成像、球面镜与平面镜成像原理。商周与春秋战国时期春秋战国时期的天文学已经从原始的定性描述向着定量化的目标前进。数学的十进位值制和筹算制度不断得到完善。至战国末期，医学已经从春秋中期比较原始的理论形态发展到比较完整的《内经》理论体系。秦汉时期秦汉时期，我国古代传统的农、医、天、算四大学科，均已形成了自己独特的体系。农业方面，奠基于战国时期的轮作制和精耕细作提高单位面积产量的技术措施得到了确立。医学方面，《神农本草经》奠定了后世本草学的基础；《伤寒杂病论》确立了理、法、方、药具备的辩证论治的医疗原则，大大充实了中医药学体系的内容。历法已具备了后世历法的主要内容——气、朔、闰、五星、交食晷漏等，而天文仪器、天象记录以及宇宙理论等都形成了自己的传统。《九章算术》的出现则标志着以算为计算工具的、独具一格的数学体系的形成。纺织、造纸技术都有重大改进，漆器工艺得到高度发展，船舶制造技术臻于成熟，大规模的土木工程已有很高水平。三国两晋南北朝时期三国两晋南北朝时期出现了一批在中国科学技术史上占有重要地位的科学家。刘徽、祖冲之等人在数学和天文学方面的成就发展并充实了数学、天文学体系。贾思勰的《齐民要术》标志着农学体系的成熟。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》等，从各个不同的侧面充实和丰富了中医药学体系。裴秀提出的制图六体，创立了中国古代地图学的基本理论。制瓷、冶炼、纺织等技方面的突破，提高了传统的工艺技术水平；还有马钧、葛洪等人分别在机械、炼丹等方面的造诣都很高。隋唐时期隋唐时期的科学技术沿着传统的科技体系持续发展，无论从深度或广度，都反映中科学技术体系已经达到成熟的阶段。国家征集了大量的人力、物力和财力，进行规模巨大的工程建设。大运河的开凿、都城长安和东都洛阳的兴建，体现了当时中国的强大国力。唐《新修本草》是第一部国家药典，集中了二十多个各方面的人员，查阅了国家图书馆中的大量书籍，并让各地提供药物图样，仅用两年多时间即编成颁行。僧一行领导的大地测量，南到交州（今越南中部地区），北到铁勒（今蒙古国乌兰巴托西南喀拉和林遗址附近），共13个地点。隋唐时期，造船、纺织、造纸、陶瓷的生产规模和生产技术都有较大程度的发展。对人类文明作出重大贡献的雕版印刷术、火药亦于这个时期相继问世或初露端倪。宋辽金元时期宋辽金元时期，我国的科学技术达到了高度发展的阶段。这时期人才辈出，既有见多识广、兼擅众长的科学家沈括，又有专攻一门的专业数学家朱世杰；既有以苏颂、韩公廉为首创造水运仪象台的科研集体，又有首创活字印刷术的伟大发明家平民毕昇。其他在数学、天文学、医学、机械制造、木工、船工等方面，都涌现了杰出的人才，在我国古代科学技术史上写下了光辉的篇章。宋辽金元时期元代为编写授时历进行了规模空前的测地工作，在纬度15°—65°地区内共设立了27个观测所，成果丰富。其他如交通工具、车船、兵器以及机械制造和建筑工程等方面都有巨大的突破和发展。明清时期从明代到清初，我国科技知识的发展，比较突出的是在技术方面。各项技术得到比较普遍的发展。而在基础科学方面，两门主要科学天文学和数学却几乎处于停顿状态。明中叶后的资本主义萌芽在一定程度上推动了科学技术的发展，在十六、十七世纪，出现了许多有成就的科学家，如李时珍、徐光启、徐霞客、宋应星和方以智等人。由于这一时期，欧洲的西方科学迅速发展，我国开始落后于西方。曾经辉煌的中国古代科技美国学者坦普尔在《中国——发明创造的国度》中统计现代世界文明赖以建立的基本发明创造，有一半以上来源于中国。据1975年出版的《自然科学大事年表》记载，明代以前，世界上重要的创造发明和重大的科学成就大约300项，其中中国大约175项，占总数的57%以上，其他各国占42%左右。特别是造纸术、火药、印刷术（神圣的艺术，文明之母）、指南针的发明曾经改变了世界。中国古代的农学成就中国是世界上最早种植水稻的国家（河姆渡稻种）；我国现存最早、最完备的农书——北魏贾思勰《齐民要术》；王祯《农书》：继承了前人在农学研究上所取得的成果，总结了元朝以前农业生产实践的丰富经验，全面系统地解释了广义农业生产所包括的内容和范围。徐光启《农政全书》：农政全书》基本上囊括了古代农业生产和人民生活的各个方面，而其中又贯穿着一个基本思想，即徐光启的治国治民的“农政”思想。中国古代主要医学成就战国扁鹊创“四诊法”——望、闻、问、切；西汉《黄帝内经》我国现存最早的一部医书；东汉《神农本草经》我国第一部完整药物学著作；东汉张仲景《伤寒论》奠定了中医医疗学基础，被尊为“医圣”；东汉华佗发明“麻沸散”，用于麻醉，世界首创；西晋王叔和《脉经》我国现存最早的脉学专著。中国古代主要医学成就唐代唐太宗首创世界上第一座医校，比欧洲早200年；唐代《唐本草》世界上第一部国家编定颁布的药典，比欧洲早800多年；唐代孙思邈《千金方》“东方医学圣典”，“药王；南宋宋慈《洗冤录》我国第一种系统的法医学著作；明代李时针《本草纲目》当时世界上内容最丰富、考订最详细的药物学著作。中国古代的数学成就中国是世界上最早采用了十进位制的国家，距今4000年左右的陕西、山东、上海的出土文物中除表示个位的数字外，已经有10、20、30这样的记号，比古埃及早1000多年。殷商时已经有了四则运算，春秋战国时正整数乘法口诀“九九歌”已形成，从此“九九歌”成为普及数学知识的基础之一，一直延续至今。西汉《周髀算经》提出勾股定理（相传是在商代由商高发现）比西方早500年；东汉《九章算术》负数、分数、联列一次方程等处于世界领先地位；南朝祖冲之圆周率，计算到小数点后第七位，比欧洲早100年。……著名的李约瑟难题（20世纪30年代提出）为什么在公元前2世纪至公元16世纪之间，在将人类的自然知识应用于实用目的的方面，中国较之西方更为有效？同时，为什么，近代科学，关于自然界假说的数学化及其相关的先进技术，只是辉煌而短暂地兴起于伽利略时代的欧洲？中国古代科学技术的特点是注重实用，长于技术我国传统科学技术的显著特点表现在重视解决实际问题，科学技术的理论总结主要是经验性或描述性的科学形态特点。经学家阮元《畴人传》，传统科学“但言其当然，而不言其所以然。”整体观与西方科学注重分析不同，中国传统科技重整合，重从整体上把握事物，重事物的结构、功能和联系，少有定量分析。农学（天时、地宜、人力）、水利（都江堰、塘浦圩田）、医学（天人相应、五脏相关、阴阳五行、辩证施治）中国古代科学技术的特点弱于演绎逻辑，实验传统中断在我国古代，进行实验观测的实例十分罕见。由于没有科学实验的鉴定，既不能对工程实践的结果进行预测和总结，也不能通过实验归纳上升为理论认识。中国科学技术在近代落后的原因长期的封建官僚制度的束缚和专制的思想统治（包括文化教育政策）自给自足的小农经济基础，没有来自社会生产迅速发展对科学提出的迫切需求长期以来的“重农抑商”政策官办的科学技术事业明清时期闭关锁国固步自封的政策导致和西方的科技交流陷于中断