中国古代文化常识 之“科学技术”

十、科学技术

（一）中国古代的四大发明

１．造纸术

（1）西汉先后出现絮纸和麻纤维纸。甘肃天水放马滩出土的绘有地图的纸，是目前世界上所知最早的纸。

（2）东汉宦官蔡伦于105年改进造纸术，制造植物纤维纸。

（3）造纸术6世纪传到朝鲜、越南和日本，8世纪传到中亚，并经阿拉伯人传到非洲和欧洲。

2．印刷术

（1）隋唐已有雕版印刷的佛经、日历和诗，现存世界上最早的雕版印刷品是868年我国印制的《金刚经》卷子。

（2）五代有了雕版印刷的整部书籍。

（3）宋代雕版印刷业很发达，刻印的书，字体工整，装订精美。11世纪中叶，北宋毕昇发明活字印刷术，比欧洲早400年。

（4）元朝出现锡、木活字。后来又有铜、铅活字印书。

（5）活字印刷术发明后，向东传入朝鲜、日本，向西传入埃及和欧洲，改变了当时欧洲只有僧侣才能读书和受高等教育的状况。

3．指南针

（1）战国时期发现磁石指南特性，发明“司南”。

（2）北宋已会使用磁针指南，后来把磁针装在罗盘上，制成指南针用于航海。

（3）南宋时指南针传到印度、阿拉伯、波斯等国，促进了各国航海事业发展，并为新航路的开辟和实现环球航行提供了重要条件。

4．火药

（1）唐朝时《真元妙道要略》一书最早提到了火药，唐末火药开始用于军事。

（2）北宋时火药已广泛在军事上使用，东京设立“广备攻城作”，制造火药和火器；宋仁宗时成书的《武经总要》记载了许多火器的制作方法。

（3）南宋时发明了“突火枪”，管形火器的出现，开创了人类作战史的新阶段。

（4）金的火器制造业比较发达，所制的“震天雷”、“飞火枪”威力很大。金的军队用这两种火器打退了蒙古军队的进攻，取得局部胜利。

（5）我国发明的火药在13世纪中期传入阿拉伯，后来又由阿拉伯传入欧洲。

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。四大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。而且对世界文明发展史也产生了非常大的影响。英国哲学家弗兰西斯·培根指出，印刷术、火药、指南针“这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了：第一种是在学术方面，第二种是在战事方面，第三种是在航行方面；并由此又引起难以数计的变化来：竟至任何教派、任何帝国、任何星辰对人类事务的影响都无过于这些机械性的发现了。”马克思评论：“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。火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术则变成了新教的工具，总的来说变成了科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”

（二）中国古代的天文历法成就

（1）夏朝：历法“夏小正”，载有一年中各个月份的物候、天象、气象和农事情况。

（2）商朝：干支纪日法是商朝历法最大成就，它是世界上延续时间最长的纪日方法。商朝甲骨文保留了我国最早的日食、月食和新星记录。

（3）春秋：留下世界公认的关于哈雷彗星的最早记录，比欧洲早670多年。历法已经形成自己固定的系统，基本上确立了十九年七闰的原则，比欧洲早160年。

（4）战国：《甘石星经》是世界最早的天文学著作；人们还测定了一年的季节。

（5）西汉：武帝时制定“太初历”。前28年西汉关于太阳黑子的记录是世界最早的太阳黑子记录。

（6）东汉：张衡发明了浑天仪和地动仪（比欧洲早1700多年）。

（7）隋唐：①隋朝天文学家刘焯编制的《皇极历》，创立了计算日月运行的新方法，是当时最先进的历法。②唐朝天文学家僧一行，在《皇极历》的基础上制定的《大衍历》，比较准确地反映了太阳运行的规律，系统周密，表明中国古代历法体系的成熟。③一行还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。

（8）元朝：元初设立太史局编制新历法。郭守敬改进了简仪和圭表，主持全国范围的天文测量，编《授时历》年周期与现行公历同，但早于现行公历300年问世。

（三）中国古代的数学成就

（1）西周：商高讲过“勾三股四弦五”这一勾股定理特例，载于《周髀算经》。

（2）春秋：九九乘法表。

（3）西汉：刘歆推算圆周率为3.1547。

（4）东汉：《九章算术》是当时世界上最先进的应用数学。

（5）三国：刘徽运用极限理论，提出计算圆周率的正确方法。

（6）南朝：祖冲之精确地算出圆周率是在3.1415926～3.1415927之间，这一成果比欧洲早一千年。他还为《九章算术》作注。又著《缀术》等书。

（7）唐朝：著名数学家王孝通撰写的《缉古算经》，首次提出三次方程式正根的解法，能解决工程建设中上下宽狭不一的计算问题，是对古代数学理论的卓越贡献，比阿拉伯人早三百多年，比欧洲早六百多年。

（8）明代：数学家程大位编著《算法统宗》，奠定了后世珠算法基础。

（9）清代：蒙古族数学家明安图推出“割圆九术”，将其研究成果整理成《割圆密率捷法》。他用解析几何方法把三角函数和圆周率的研究提高到一个新的水平。

（四）中国古代的医学成就

（1）商周：已有丰富的医药学知识。

（2）战国：扁鹊是当时的名医，后代医家奉之为“脉学之宗”。他发明的望、闻、问、切“四诊法”成为中国中医传统的诊病法。医学分科。有著名的医学著作《内经》。

（3）西汉：战国问世，西汉编定的《黄帝内经》是我国现存较早的重要医学文献，奠定了祖国医学的理论基础。西汉马王堆汉墓出土的帛书《医方经》记载了几百个药方。

（4）东汉：《神农本草经》是中国第一部完整的药物学著作。张仲景的《伤寒杂病论》是后世中医的重要经典，后人称张仲景为“医圣”。华佗擅长外科手术，被誉为“神医”。他发明的麻沸散比西方早1600多年。

（5）隋唐：①我国的一些外科手术，如拔牙、血管结扎等，是世界上最先进的。②隋朝太医巢元方的《诸病源候论》，是古代医学史上探讨病因、病理内容最丰富的一部著作。③唐朝杰出医学家孙思邈著的《千金方》，全面总结历代和当时的医学成果，有许多创见，在我国医药学史上占有重要地位。④吐蕃名医元丹贡布编著的《四部医典》，在国内外有重要影响。⑤唐高宗时编修的《唐本草》，是世界上最早的、由国家颁布的药典。

（6）北宋：①医学以小儿科、产科和针灸科最著名。②《小儿药证直诀》为我国古代重要的儿科著作。③《十产论》是著名的产科著作。④针灸学家设计了便于医术学习的针灸铜人模型。⑤《洗冤录》是南宋法医学家宋慈所著，它是世界上第一部法医学书籍。⑥王安石变法时设太医局，局内办有医学校。

（7）明朝：李时珍的《本草纲目》记载药物一千八百多种，方剂一万多个，全面总结了16世纪以前的中国医药学，被誉为“东方医药巨典”。

（五）中国古代的地理成就

（1）《周易》一书首先提出了“地理”名称。

（2）战国时期的《山海经》反映了那个时期人们对中外地理的认识。

（3）1973年，从湖南长沙马王堆三号汉墓出土了三幅西汉地图，距今已有2100多年。图的名称一般简称为《地形图》、《驻军图》、《城邑图》。三幅地图中，前两幅已基本复原，后一幅由于破损严重，至今还没有复原。《地形图》是世界上现存最早的以实测为基础的古地图。《驻军图》是世界上现存最早的彩色帛绘地图。

（4）西晋裴秀绘制出《禹贡地域图》，提出绘制地图的6项原则，即“制图六体”。这一理论一直沿用到明末。

（5）北魏地理学家郦道元作《水经注》，是一部综合性地理著作。

（6）明代徐弘祖的《徐霞客游记》是一部地理学巨著，书中对石灰岩溶蚀地貌的观察和记述，早于欧洲约两个世纪。

（六）农业、手工业论著

（1）《齐民要术》：北魏贾思勰著，是现存一部最早、最完整的农书。

（2）《梦溪笔谈》：北宋沈括著，是我国科学发展史上的珍贵遗产。

（3）《农政全书》：明末徐光启著，论述了农学理论，并介绍了欧洲的水利方法，是我国古代优秀的农学著作。

（4）《天工开物》：明末清初的科学家宋应星所著，被后人誉为“17世纪中国工艺百科全书”。

（5）《河防一览》：明朝潘继驯所著，总结了我国古代治理黄河水患的经验。

（六）工程建设方面

1，历代兴修的水利工程

（1）战国：秦国的都江堰（科学地将分洪、泄洪排沙、灌溉三项工程合为一体，立下了“川西第一奇功”）、郑国渠。

（2）秦：开通了秦渠、灵渠和江南运河。

（3）两汉：农田水利地区特色明显。

①黄河流域以营建灌溉渠系为主，著名工程有六辅渠、白渠、龙首渠等。

②江淮、江汉之间以修治天然陂池为主，著名工程有六门陂。

③东南以排水筑堤、变湿淤之地为良田为主，著名工程有鉴湖等。

④西北主要利用雪水或地下水，修筑特殊的水利工程—坎儿井。

（4）三国两晋南北朝：曹魏兴复了芍陂、茹陂等许多渠堰堤塘。北魏孝文帝下令有水田之处，都要通渠灌溉。

（5）隋唐：开通大运河有利于农田灌溉。唐朝设专官管理水利事业，各地修建了不少水利工程，仅江南兴建和修复的水利工程，就大大超过了六朝的总和。

（6）五代十国：兴修水利工程，如安丰塘（南唐）、捍海塘（吴越）。

（7）元：开凿会通河（山东东平到临清）、通惠河（通州到大都）。

2，古代开挖的运河

（1）古江南河——开挖于春秋时期的吴国，沟通苏州和扬州间的水道，它是中国开挖最早的运河。

（2）邗沟——开挖于春秋时期的吴国，沟通长江与淮河水系。

（3）灵渠——开挖于秦朝，秦始皇伐南越时，由史禄负责兴修，沟通了湘水和漓水。这条运河连接了向北流的湘江和向南流的漓江，使长江水系和珠江水系之间沟通，以后历代又曾多次修缮利用。

（4）隋朝大运河——开挖于605年，分为永济渠、通济渠、邗沟和江南河四段，全长四五千里，以东都洛阳为中心，东北通到涿郡，东南到余杭，成为南北交通的大动脉。

（5）元——开凿了从山东东平到临清的会通河。后来又开凿了从通州到大都的通惠河。这就使原有的运河连接起来。

3，古代对黄河的治理

（1）大禹用疏导的方法治理黄河。

（2）西汉武帝、东汉明帝都进行过大规模的黄河治理工程。

（3）元朝政府多次征发农民和兵士，治理黄河。

4，古代著名的建筑工程

（1）赵州桥——隋朝工匠李春设计建造，是现存世界上最古老的一座石拱桥。（注意：赵州桥的特点，与地理、物理等学科联系。）

（2）万里长城——从战国到明，历代都修建长城。最重要的是秦长城，西起临洮东到辽东；明长城西起嘉峪关，东到鸭绿江。

（3）隋唐长安城——13朝古都，唐长安城的布局和特点。

（4）明清北京城——1417年明政府开始营建北京，1421年正式迁都北京。北京城有三重，从里到外依次是宫城、皇城和京城。

（七）中国古代领先世界的科技成就

（1）先秦：商朝有了世界上最早的日食和月食记录。春秋鲁国天文学家留下世界上关于哈雷彗星的最早记录。战国甘德、石申的《甘石星经》是世界上最早的天文学著作。

（2）秦汉：编写于前1世纪的《周髀算经》比西方早500年提出勾股定理的特例。西汉《九章算术》有些内容是世界上最先进的。张衡的地动仪是世界上最早测定地震方位的仪器，比欧洲早1700多年。

（3）三国两晋南北朝：祖冲之在世界上第一个把圆周率准确到小数点后七位数，比欧洲早1100多年。

（4）隋唐：赵州桥是现存世界上最古老的一座石拱桥。僧一行在世界上第一次测量子午线。唐太宗时办了分科较细的医学校，比西方早200年。《唐本草》是世界上第一部由国家编定和颁布的药典，比欧洲早800年。《金刚经》卷子是现存世界上最早有确切日期的雕版印刷品。

（5）宋元：毕昇发明活字印刷术，比欧洲早400年。发明了指南针并用于航海。唐宋时发明了火药和火药武器。沈括的“十二气历”比英国早800年。郭守敬的《授时历》比现行公历确立早300年。