农业文明的辉煌

一、农业文明的辉煌

中国地处欧亚大陆东隅，北临戈壁大漠，西接帕米尔高原，西南是喜马拉雅山脉，东方和东南方为海洋，由此构成一个相对独立的地理大单元。中国地势是从西北向东南倾斜，山脉、水流多呈西东走向，从而形成四个与纬度大致平行的自然经济区域，即塞北牧区和农牧区、华北旱作区、华中稻作区和华南稻作区与热带作物区。

幅员辽阔的中国拥有丰富多样的地质构造、地形地貌、气候物候，为人们的生产活动和科技创造提供了丰富多样的生态环境和矿物、动植物资源。其中，尤以黄河和长江的中下游地区水土宜人、物产丰富，更适于早期人类的繁衍、生息和发展。

这样的地理环境和自然条件，在相当程度上决定了中国上古文明及科技发展的独特风貌和自成体系，也使得黄河流域和长江流域得天独厚地成为中华文明的主要发祥地。

中国古代科学技术的发展开始于远古时代，至春秋战国时奠基，秦汉时形成体系，经过魏晋南北朝时的充实提高和隋唐五代的持续发展，宋元时达到顶峰，明末出现了一批集大成的科技典籍，但至15世纪末开始比同时期的西方落后。

夏商周时期是中国的青铜时代，青铜冶炼业成为当时最主要的手工业部门，所见出土这一时期的青铜种类繁多，工艺高超。天文学、算学、农学和医学等科学知识也在孕育中。“阴阳”、“五行”、“八卦”等学说开始出现，此后长期影响古代科学技术的发展。

春秋战国时期是一个百家争鸣、百工争妍的时代，也是中国历史上科学技术发展的第一个高潮。铁器的使用和逐步推广，是这个时期生产力发展的重要标志，为农业和手工业提供了前所未有的高效率工具。牛耕和铁农具的使用，加快了农田开发和精耕细作传统的形成。手工业出现了冶铁业、煮盐业和漆器业等新行业。分工细密，工艺和技术逐步规范化。诸子百家开始研讨天人关系、世界不远、天何不坠、地何不陷等问题，科学知识抽象的初步尝试也由此产生。

秦汉时期是中国古代科学技术发展史上极其重要的时期，古代各学科体系开始形成，许多生产技术趋于成熟。这个时期普遍使用铁器，确立了主要的农作物品种及栽培技术，奠定了中药的本草学基础及中医的医疗原则，产生了历法的主要内容和宇宙理论，形成了以“九数”为骨干、以计算为中心的数学框架，并发明了造纸术。秦汉时期确立了此后近2 000年间中国科学技术的基本框架、形态与风格。

三国两晋南北朝是一个古代科学家群星灿烂的时期。这个时期科学技术取得了一系列重大的进展，出现了一批著名的科学家。隋唐五代时期，是一个南北交汇、中外兼容的时期，属于中国的科学技术发展的第二个高潮。隋代开通了闻名于世的大运河，雕版印刷和火药也已问世。同时，中外科技交流得到了前所未有的发展，为世界文明的发展作出了贡献。

宋元时期，中国古代科技发展到了顶峰:指南针被用于航海；火药火器被用于战争；发明活字印刷术；筹算数学达到最高峰；建造集多方面的科技成果于一体的水运仪象台。这个时期流传下来大批科技著作。西方学者认为，宋元时期，中国已经具备近代工业革命的关键性因素:大规模生产和机械化。

明代的数学、天文学停滞不前，但中医学、农学、技术等继续发展。总体上，从明末到晚清，中国传统科学技术停滞不前，甚至失传，落后于世界先进水平，与西方的差距越来越大。

总体上，中国古代科学技术成就主要集中在天文、算学、农学、医学四大传统学科和四大发明、陶瓷、冶铸、丝织、机械、建筑等涉及的技术领域。正是这些重要的发明创造，构成了中华文明绵延5 000年、一直没有中断的物质技术基础。

我国古代不仅在科学上取得了巨大的成就，为人类作出了独特的贡献，而且在技术发明方面一直走在世界的前列。早在殷商时期，我国青铜冶炼技术就已相当发达，至晚在春秋中期已经掌握了生铁冶炼技术。西汉时起，中国在炼钢、铸造、制瓷、水利、水力动力、造船、建筑、简单机械制造、造纸、指南针、纺织等技术领域已经全面发展，遥遥领先于世界。对西方和世界影响极大的四大发明，自宋元以后日益成熟并开始西传。四大发明之火药、指南针、造纸术和印刷术反映了中国人民的伟大创造力，是中国人民为人类文明进步作出巨大贡献的象征。

古代火药的主要原料是硝石、硫磺和木炭。火药的发明与早年道家的炼丹有关。至唐代，中国人已经掌握了火药的制造技术。北宋时期，火药开始应用于军事，出现了火药武器，揭开了古代兵器史上的新篇章。13世纪以后，随着蒙古人西征逐渐传入西方。英法各国到14世纪中期才逐渐掌握了火药的制造技术。

指南针是把人类无力感知的地磁信息转换为视觉可见的空间形式的一项伟大发明。中国人很早就发现了磁铁的指极性。战国时期的司南，到宋代开始发展为指南鱼、指南龟和指南针。这一变化不仅包含着指南针的现状、制作技术和装置方法的重大改进，同时期间也实现了由直接采用天然磁石到利用人工磁化技术制作更高一级磁性指向仪器的突破。至宋代，经过改进的指南针开始应用于航海事业。大约12世纪左右，中国的指南针传入阿拉伯和欧洲。指南针的应用为海上远行作出了划时代的贡献。

造纸术是中国人对世界文明作出的又一重要贡献。纸的发明是人类文字载体的一次革命。造纸术发明之前，我国古代的人们曾先后使用龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍等材料记事。随着经济、文化的发展，简牍笨重、帛昂贵的缺点日益突出。于是人们发明用麻绳头、破布、旧渔网等废旧材料制成植物纤维的方法，从而引起了书写材料的一场革命。东汉宦官蔡伦是纸的最早发明者。其后，中国的造纸在历代都有所改进和发展。中国的造纸术大约在3世纪首先传入越南，5世纪传入日本，8世纪从中亚传入阿拉伯，以后渐渐传入世界各地。造纸术的发明是人类历史的一项伟大技术成就，为人类的文化传播、教育普及、思想交流和科学发展，提供了至今也不可缺少的信息存储和传递手段。美国学者德克·卜德说:“纸对后来西方文明整个进程的影响无论怎样估计都不过分。”“世界受蔡侯的恩惠要比受许多更知名的人的恩惠更大。”^[1]

印刷术是中国人继造纸术之后的又一项重大发明。印刷术最大特点就是能够经济地、大批量地复制，便于广泛、迅速地传播信息。古代的印刷术主要包括两种形式:雕版和活字印刷。古代的刻石和印章堪称雕版印刷的源头，真正的雕版印刷大约发生在隋代。1900年发现的唐懿宗咸通九年（868年）雕版印刷的《金刚经》是目前所见世界上最早的确切有日期的印刷品。北宋庆历年间，刻字工人毕昇发明了活字印刷。这一发明大大节省了人力物力，提高了效率，是印刷史上的又一次技术革命。我国发明活字印刷后400年，德国人谷登堡才使用活字印刷。印刷术在欧洲的出现，根本改变了欧洲的社会文化环境。正如恩格斯所说:“印刷术的发明以及商业发展的迫切需要，不仅改变了只有僧侣才能读书写字的状况，而且也改变了只有僧侣才能受较高级的教育的状况。”^[2]这就为当时欧洲的宗教改革和文艺复兴运动提供了极有力的武器，对资产阶级的兴起和思想文化传播，起了巨大的推动作用。

英国科技史专家李约瑟在《中国科学技术史》（科学出版社1990年版）的序言中指出:中国“在公元3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”，“中国对这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲，特别是在15世纪之前更是如此”。在人类历史长河中，中国古代科技不仅取得了举世公认的辉煌成就，而且在相当长的时期里居世界领先的地位，对人类的文明作出了独特的贡献。