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1中国古代科学技术成就（《自然辩证法概论》之第二讲）在人类历史上，封建社会科学文化的最高成就是由中国创造的。中国是世界上最早由奴隶制度发展到封建制度的国家。在春秋（公元前770-前476）和战国（公元前475-前221）之交，生产工具的改进和铁器的应用，促进了农业生产的发展和奴隶制的瓦解。一、春秋战国时期的学术繁荣春秋战国时期是我国古代文化繁荣的一个重要阶段。百家争鸣的局面，促进了科学的发展，是人类科学文化史上光辉的一页。1.我国古代天文学、数学、农学、医学的成果。第一，天文学方面。夏代就有历法，商代就有阴阳合历，创立了干支记日法。春秋时期采用19年闰7个月的方法。战国末期产生了二十四节气的见解。公元前360-前350，楚国的《天文星占》和魏国《星占》，是世界上最早的星表。（干支纪日法）使用干支记录日序的方法。干支是天干、地支的合称，它与干支纪年法一样，用干支相匹配的六十甲子来记录日序，从甲子开始到癸亥结束，六十天为一周，循环记录。干支纪日从商朝便已开始，但其顺序到现在有无间断或错乱过，尚待考证。目前已确切知道的从春秋鲁隐公三年（公元前720年）二月己巳日起到清宣统三年（公元1911年）止（1912年民国元年采用公元纪年后，民间仍沿用）2600多年中从未间断和错乱过。干支纪日法是商朝历法的最大成就，这是现今已知世界最长的纪日法，对于我国历史学，尤其是科学技术发展史的考证和研究，都是极为重要的记时标志，是我国一份珍贵的科学文化遗产。二十四节气歌春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。每月两节不变更，最多相差一两天。上半年来六廿一，下半年是八廿三。在数学方面，商代使用了10进位法，有了画圆和直角的工具。战国末期《孙子兵法》中有分数的记载，战国时期《荀子·大略》有乘法九九表记载；《墨经》有几何学点线面方圆乃至极限和变数的概念。第二，自然哲学方面。自然哲学作为古代科学一种形态，在春秋战国时期取得了光辉的成就。以墨家道家以及荀子和韩非子为代表的朴素唯物主义对科学发展有较大影响。殷周时期就有阴阳八卦学说和五行学说。《管子·水地》篇：“水者何也，万物之本原也。”2老子提出“道”，是“万物之宗”的思想。荀子：世界万物由统一的物质性的气所构成，水、火、生物、人都是气的不同发展阶段，要“明天人之分”，“制天命而用之”。第三，关于宇宙结构的学说。先秦就有天圆地方说：“天圆如张盖，地方如棋盘”。后又有“盖天说”等。《庄子》对地不动观念提出质疑；后人解释“地恒动不止，而人不知，譬如人舟中，闭牖you而坐,舟行不觉”。尸子（尸佼，商鞅老师）对地球自转运动最初描述。李斯猜测地球在空间中位移并描述，“日行一度”。第四，实验科学方面。《墨子》中关于光学的实验，光的直线传播的小孔成像、平面镜、凹镜、凸镜实验，焦距与物体成像的关系阐述。《墨经》中还有衡器一类杠杆平衡的讨论，比阿基米德更早地注意到距离与平衡的关系。墨家也注意概念研究和逻辑推理。但局限在定性研究，逻辑也没有严密体系。与古希腊的科学发展有别。二、中国实用科学体系的形成和发展从秦汉经三国、两晋到南北朝，是我国古代科学技术发展的又一重要时期，突出成就是实用科学。秦朝系列统一全国的措施，经济的发展，特别是丝绸之路的开辟，周边国家交流的开展及海路的开通与对外交流，促进了科学技术的交流。汉朝的“罢黜百家、独尊儒术”，科学和技术受到排斥，官学中以学经为主，致使后来学者重视伦理道德轻科学技术。三国、两晋和南北朝时期，各种对峙政权的存在注重生产发展，促进了生产技术和实用技术的发展。三国南北朝时期对学术宽容，除儒家外，道家比较活跃。如炼丹，过程中有许多新发现。第一，农学的发展。西汉氾胜的《氾胜之书》和北魏贾思勰的《齐民要术》是我国五大农书之二（还有《陈敷农书》、《王祯农书》和《农政全书》）。中国农书氾胜，大约生活在公元前1世纪的西汉末期，汜水（今山东曹县北）人，著名古代农学家。对西汉黄河流域的农业生产经验和操作技术的总结，主要内容包括耕作的基本原则、播种日期的选择、种子处理、个别作物的栽培、收获、留种和贮藏技术﹑区种法等。就现存文字来看﹐以对个别作物的栽培技术的记载较为详细。贾思勰，北魏时期益都（今属山东）人。出生在一个世代务农的书香门第，其祖上就很喜欢读书、学习，尤其重视农业生产技术知识的学习和研究，这对贾思勰的一生有很大影响。《齐民要术》是北魏时期的中国杰出农学家贾思勰所著的一部综合性农书，也是世界农学史上最早的专著之一。是中国现存的最完整的农书。书名中的“齐民”，指平民百姓。“要术”指谋生方法。《齐民要术》大约成书于北魏末年（公元533年-544年），《齐民要术》系统地总结了6世纪以前黄河中下游地区农牧业生产经验、食品的加工与贮藏、野生植物的利用等，对中国古代农学的发展产生有重大影响。3《齐民要术》是农业实用科学的代表作，标志我国实用科学体系的形成。第二，天文学的发展。东汉张衡浑天说的宇宙结构理论；【天文学1.张衡（78－139），字平子，汉族，南阳西鄂（今河南南阳市石桥镇）人。他不拘于汉代经学的门户之见和浓重的经学困扰，能以自己的人格与方式处世治学，既博且精，在哲学、政治学、天文学、地震学、气象学以及机械制造、诗赋创作诸方面均作出卓越的贡献，成为中国文化思想史上罕见的“通才”。联合国天文组织曾将太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。张衡是东汉中期浑天说的代表人物之一；他指出月球本身并不发光，月光其实是日光的反射；他还正确地解释了月食的成因，并且认识到宇宙的无限性和行星运动的快慢与距离地球远近的关系。张衡观测记录了两千五百颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪，第一架测试地震的仪器——候风地动仪，还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。浑天说是我国古代的一种宇宙学说。由于古人只能在肉眼观察的基础上加以丰富的想像，来构想天体的构造。最初认为，地球不是孤零零地悬在空中的，而是浮在水上；后来又有发展，认为地球浮在气中，因此有可能回旋浮动，这就是“地有四游”的朴素地动说的先河。《张衡浑仪注》说:“浑天如鸡子。天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。天地各乘气而立，载水而浮。”2.太初历《太初历》：历法是长时间的纪时系统。具体地说，就是对年、月、日、时的安排。因为农事活动和四季变化密切相关，所以历法最初是由农业生产的需要而创制的。我国的农业生产历史悠久，古代曾制定过许多历法，其中西汉的《太初历》是第一部比较完整的历法。《太初历》的编制是中国历法史上的第一次大改革。它是汉武帝太初元年（公元前104年）至东汉章帝元和二年（公元85年）实施的历法。以天象实测和多年天文记录为依据，规定一回归年为365.25016日，一朔望月等于29.53086日，武帝以司马迁、星官射姓、历官邓平和民间历算家唐都、落下闳等二十余人修改历法。太初历原著已失传。3.大明历祖冲之（公元429~公元500），南北朝时齐人，汉族，字文远，是我国杰出的数学家、天文学家、文学家、地质学家、地理学家和科学家。祖冲之创制了《大明历》，最早将岁差引进历法；采用了391年加144个闰月的新闰周等。在这些历法中，许多天文常数的测定都已达到较高水平，为中国天文学的发展奠定了基础，也逐渐形成了中国独特的天文学体系。这个体系：有独特的星群划分—三恒二十八宿；有独特的坐标系统—赤道坐标和365四分之一度；有独特的历法—带有二十四节气的阴阳合历；有独特的仪器—赤道装置的浑仪和浑象；有独特的宇宙结构体系—浑天说。】汉武帝时期《太初历》的制定；4祖冲之的《大明历》。中国的天文学与其他文明古国并立于世界文化之林。第三，独特的医学体系。从战国到三国是我国中医医学体系的形成时期。约成书于战国的《黄帝内经》是中医理论开始形成的标志。汉代张仲景，东汉南阳人，中国古代伟大的医学家、医圣、世界医史伟人。张仲景著《伤寒杂病论》，以六经论伤寒，以五脏六腑论杂病，提出了包括理（辨证理论）、法（治疗原则）、方（处方）、药（用药)在内的系统的辨证施治原则，使医学理论和医疗实践密切结合起来。《伤寒杂病论》的问世，使我国临床医学和方剂学，发展到较为成熟的阶段。成书于东汉的《神农本草经》简称《本草经》或《本经》，是中国现存最早的药物学专著，是秦汉时期众多医学家总结、搜集、整理当时药物学经验成果的专著，是对中国中草药的第一次系统总结。“神农”为托名。全书分三卷，载药365种（植物药252种，动物药67种，矿物药46种），分上、中、下三品，文字简练古朴，成为中药理论精髓。其中规定的大部分药物学理论和配伍规则以及提出的“七情合和”原则在几千年的用药实践中发挥了巨大作用，被誉为中药学经典著作。第四，数学方面的成就。主要有《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《五曹算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《五经算经》、《缉古算经》、《缀术》在内的算经十书。《周髀算经》成书于西汉时期。主要是介绍了勾股定理及其在测量上的应用以及怎样引用到天文计算。《周髀算经》记载了勾股定理的公式与证明，相传是在商代由商高发现，故又有称之为商高定理；三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释，又给出了另外一个证明引。《九章算术》是中国汉族学者在古代第一部数学专著，是算经十书中最重要的一种。该书内容十分丰富，系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就。同时，《九章算术》在数学上还有其独到的成就，不仅最早提到分数问题，也首先记录了盈不足等问题，“方程”章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减运算法则。要注意的是《九章算术》没有作者，它是一本综合性的历史著作，是当时世界上最先进的应用数学，它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。《缀术》是中国南北朝时期的一部算经，汇集了祖冲之和祖暅父子的数学研究成果。这本书被认为内容深奥，以致“学官莫能究其深奥，故废而不理”（《隋书》）。《缀术》在唐代被收入《算经十书》，成为唐代国子监算学课本，当时学习《缀术》需要四年的时间，可见《缀术》的艰深。《缀术》曾经传至朝鲜、日本，但到北宋时这部书就已亡佚。《隋书·律历志》留下一小段关于圆周率（π）的记载，祖冲之算出π的真值在3.1415926和3.1415927之间，相当于精确到小数第7位，简化成3.1415926，成为当时世界上最先进的成就。祖冲之入选世界纪录协会世界第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家，创造了中国纪协世界之最。这一纪录直到15世纪才由阿拉伯数学家卡西打破。从秦汉到南北朝形成的我国古代的实用科学的模式和道路，对中国后来的科学发展有重要影响。实用科学特别注重生产实践和直接经验，注重工艺过程、工艺方法和实际操作的效益。但是注重经验描述而分析不足，关心效益而对原因甚少追究，知识水平处于知其然不知其所以然5阶段。三、中国古代科学技术发展的高峰中国古代科学和技术形成了自己的风格和体系之后，唐宋时期达到高峰。从隋唐到明代大约1000年的时间，无论是科学还是技术，均处世界领先地位。第一，四大发明及其应用。1.指南针四大发明是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明。即造纸术、指南针、火药、活字印刷术。此一说法最早由英国汉学家李约瑟提出并为后来许多中国的历史学家所继承，普遍认为这四种发明对中国古代的政治、经济、文化的发展产生了巨大的推动作用，且这些发明经由各种途径传至西方，对世界文明发展史也产生了很大的影响。指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针(俗称吸铁石)。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。“中国最早的指南针理论，是建立在阴阳五行学说基础上的‘感应说’。”11世纪中叶时中国大科学家沈括还对指南针感到匪夷所思，他的《梦溪笔谈》介绍了指南针的人工磁化方法、磁偏角的发现和指南针的架设方