科学技术文化

(一) 天文与历法

1． 天文

中国古代天文学是从天象观测开始。 历代对天象的观测， 积累了丰富的天文学资料，也留下了早于世界各国的天文学古迹。 河南省登封县 (今为登封市) 告成镇有一座测景台， 据碑文所载为东周时创建， 唐代天文学家一行 (张遂， 683—727) 曾在此改革历法，观测天文。 现存最早的天文台遗址则在古洛阳南郊 (今河南省偃师县)， 名 “灵台”。 汉代天文学家张衡 (78—139) 在此领导天文学研究10余年， 写成天文学专著 «灵宪»， 提出了 “宇之表无极， 宙之端无限” 的科学见解， 并创制了 “浑天仪” 和 “候风地动仪”。位于登封县告成镇的观景台至今仍保留着的观测日影的 “圭表” 是元代天文学家郭守敬(1231—1316) 创建的。

由于我国人民的天文观测开始很早， 所以早就发现了太阳黑子。 目前世界公认的关于太阳黑子的记录是汉成帝河平元年 (28年) “三月己未， 日出有黑气大如线， 居日中央”( «汉书五行志»)， 这一记载把太阳黑子的时间和位置叙述得很详尽。 而欧洲记录黑子最早的一次是公元807年， 比中国记录晚8个世纪。 据统计， 从公元前43年到公元1638年，中国共有关于太阳黑子的文字记录106条。 又如对彗星， 从殷商到清末也有500余次的记录。 «春秋» 保存了世界上关于哈雷彗星的最早记录。 书中记载 “鲁文公十四年 (前613年) 秋七月， 有星孛入于北斗”。 这个记录比西方早600多年。 哈雷彗星每76年回到太阳附近一次， 而中国又是唯一每次都有记录的国家。 此外， 中国对新星、 超新星的记录， 也是世界上最早和资料最丰富的。

战国时期的 «甘石星经» 是世界上最早的天文学著作。 其中 «石氏星表» 记载了120颗恒星的位置， 比公元前2世纪希腊的希帕克编制星表记载的恒星多三分之一， 体现了我国观测恒星的水平。

2． 历法

中国的历法是随着原始农业生产的发展而逐步建立起来的。 也就是说， 中国的历法与农业生产直接相关， 所以在中国的历法里有二十四节气的安排。 «尚书尧典» 中已经记载了一年分四季， 有366天及闰月。 汉武帝时制定了 “太初历”， 形成了中国第一部完整的历法。 到元代郭守敬创 “授时历”， 历法基本定型。

为了让历法更好地配合天象和自然季节， 用以安排农业生产， 古人还创制了 “二十四节气”。 从史料来看， 中国最早出现的是 “二分” 与 “二至”， 即春、 秋分， 冬、 夏至。«吕氏春秋» 又出现了立春、 春分、 立夏、 立秋、 秋分、 立冬等节气。 到西汉初年的 «淮南子»， 则出现了全部的二十四节气。

(二) 农学

考古证明， 大约在距今7000年前的新石器时代早期， 中国已经有了比较发达的原始农业。 在浙江省余姚县 (今为余姚市) 的 “河姆渡遗址” 中， 就发现了世界上最早栽培的稻谷。 在春秋战国以前， 人们基本上使用石、 骨农具， 其中主要是双齿的耒和铲形的耜， 至少在春秋时期， 人们已部分使用铁器， 并逐渐代替石器， 从而大大提高了劳动生产率， 促进了农业生产的快速发展。

«管子地员篇» 可以看作我国最早的土壤分类学文献。 «尚书禹贡» 则记载了依据土壤肥沃程度划分土地等级的方法。 «吕氏春秋» 的 «上农» «任地» «辨土» «审时» 四篇文章， 不但提出了流行数千年的重农思想， 阐述了土地利用的原则， 而且从农业生产的三要素天、 地、 人， 论述了三者之间的关系， 总结出 “不违农时” 的生产规律。

北魏贾思勰所著的 «齐民要术» 系统总结了黄河流域的农业生产经验， 阐述了古代因地制宜、 因时制宜的农学思想， 提出了一系列精耕细作、 保壤施肥的方法， 成为中国历史上最重要的农学著作之一。 明清时代， 西方科技逐渐传入中国， 对中国的农学研究产生了一定的影响。 徐光启所著的 «农政全书»， 内容涉及农业耕作、 土地开垦、 水利建设、 食品制造、 果树技艺等众多方面， 尤以系统而集中地叙述了屯垦、 水利工程和备荒为一大特色， 是对宋代以来农桑经验和种植建设的全面总结。

鸦片战争以后， 为了富国强兵， 一些有识之士提出了振兴农业的主张， 并注意吸收西方国家和日本的农业技术， 到 “戊戌变法” 前后， 人们已开始兴办农业教育。1897年， 罗振玉等人编辑出版了 «农学丛书»， 借以推动中国近代农业的发展。

中国的农学研究着重解决农业生产中的实际问题， 为全人类的生存与发展做出了应有的贡献。

(三) 算学

算学也称为 “数学”， 在我国的起源可以追溯到原始社会的新石器时代。 具体地说， 它产生于结绳记事。 大约在原始社会后期已发现了 “十进制” 的计算方法， 并把它运用到生活和生产之中。 在中国算学发展的辉煌史上， 不能不提到 «周髀算经» 和 «九章算术»。 前者记载周代的商高提出的直角三角形 “勾三股四弦五” 的关系， 即所谓 “勾股定理”， 成为世界上关于勾股定理的最早记录ꎻ 后者对以后历代算学产生了深刻影响。 «九章算术» 的作者无考， 所谓 “九章算术” 就是九个问题的解法， 合计有246个数学问题， 记载了当时世界上最先进的四则运算和比例算法。 刘徽在 «九章算术» 注中第一次提出了 “极限思想”，并创造性地运用割圆术， 计算出圆周率的精确值为31416。 继刘徽之后， 南北朝时的大数学家祖冲之 (429—500) 进一步把圆周率精确到31415926至31415927之间， 这在当时的世界上是最先进的， 比荷兰人安托尼兹求得此值的时间要早1000多年， 直到15世纪的阿拉伯数学家阿尔卡西和16世纪的法国数学家维叶特才打破这个记录。

宋元时代的算学成就更是达到光辉的阶段， 先后涌现出不少的数学家。 数学家贾宪最先绘出 “开方作法本源” 图， 贾宪三角， 揭示了二项式高次幂 (正整指数) 展开式各项系数所遵循的规律， 比欧洲的巴斯加提出同样成果早了600多年。 贾宪还创立了任意次幂的 “增乘开方法”。 南宋李治的名著 «测圆海镜» 是第一部系统论述 “天元术” 的著作。 中国算学的一大特色计算法是 “珠算”， 于13世纪的元朝创造出来， 很快得以普及应用并流传到日本、 朝鲜。

(四) 医学

我国的中医学在世界医学史上独树一帜， 是中国传统文化中最珍贵的遗产之一。 它的最大特点就是诊断和治疗的整体观念， 先把人体的生理机能看作一个整体， 进而把人体的生理机能与自然环境看作一个整体， 把治病过程看作一个统一性运动， 认为自然环境影响人体的生理功能， 人的病理过程实际上就是外在环境作用于内部机体的过程， 是一个由表及里、 由虚到实的过程， 因此中医诊治强调 “四诊” “八纲”。 “四诊” 即 “望(望色)、 闻 (闻味)、 问 (问情)、 切 (切脉)”， “八纲” 即 “阴、 阳、 表、 里、 寒、热、 虚、 实”。 医生正是在 “四诊” 的基础， 依照 “八纲” 之间相互对立统一的关系，对病人进行综合的辩证施治。

春秋战国时期的 «黄帝内经»， 全面奠定了中医理论的基础。 司马迁在 «史记» 中描写的战国扁鹊和西汉淳于意 (仓公)， 可说是早期杰出医学家的代表。 汉代名医首推张仲景与华佗。 张仲景写成医学巨著 «伤寒杂病论» (即今 «伤寒论» 和 «要略» 两部分)。 华佗首创中医外科， 他发明的一种名叫 “麻沸散” 的中药， 具有全身麻醉的作用。 汉末成书的«神农本草经»， 收载药物达360余种， 大大推动了后世中药学的发展。

魏晋隋唐， 中医中药在理论和实践上都有新的总结和提高。 先是晋代王叔和在总结前代经验的基础上， 编写详细描述脉象所反映的各种病症的 «脉经»ꎻ 由晋代葛洪编撰的 «肘后方» 一书， 搜集了大量治疗有效的处方ꎻ 隋代巢元方等人编写的 «诸病源候论»， 专门描述病情， 分析病理， 对诸多病症确定了病名ꎻ 唐代名医孙思邈耗毕生精力从事治疗， 并编著了«千金要方» 和 «千金翼方»， 载方6000余条， 涉及中医百科， 被称为中医百科式的巨著。唐显庆二年 (公元657年)， 唐朝政府组织人员在南北朝医学家陶弘景补充的基础上， 将«神农本草经» 扩编为 «唐新本草»， 并颁布天下， 这就是我国的第一部国家药典， 也是世界上最早的国家药典。

宋元以后， 学术上形成了许多流派， 其主要者有 “金元四大家”， 即主张用药首应泻火清热的刘河间， 被称为 “泻火派”ꎻ 主张脾胃为本， 治法使用补气升阳的李东垣， 被称为“补气派”ꎻ 主张攻邪去病， 反对滥用补药的张子河， 被称为 “攻邪派”ꎻ 取三家之长， 主张泻火养阴的朱丹溪， 被称为 “养阴派”。 明代医学的伟大成就是李时珍编定药典巨著 «本草纲目»， 录入1892种药物， 为中国医学写下了光辉的篇章。

中国医学的又一突出成就是针灸， 它在世界上是独一无二的疗法。 对针灸疗法的探讨与总结， 至魏晋时已有皇甫谧的 «针灸甲乙经»， 这是世界上最早的针灸学专著。 至北宋时针灸专家王惟一， 以针灸疗法制造针灸铜人， 作为针灸的样本， 他又写成 «铜人腧穴针灸图经»， 进一步普及和规范了针灸疗法。 明代杨继洲所著 «针灸大成»、 徐凤所著 «针灸大全»和高武所著 «针灸聚英» 被称为明代 “三大针灸巨著”。

(五) 四大发明

四大发明是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明， 是古代汉族劳动人民的重要创造， 一般是指造纸术、 指南针、 火药及印刷术。

1． 造纸术

早在西汉时期古人就用丝絮制成薄片， 叫 “絮纸”， 标志着我国造纸的萌芽， 后来又出现了植物纤维纸， 但质地都比较粗糙不能用于正式书写。 东汉和帝元兴元年 (105年)， 蔡伦在总结前人制造丝织经验的基础上， 用树皮、 破渔网、 破布、 麻头等作为原料， 制造成了适合书写的植物纤维纸， 改进了造纸术， 才使纸成为人们普遍使用的书写材料。 他的造纸工艺更为精细， 造纸术到他这里， 摆脱了纺织品附庸的地位——此前都是利用纺织之后抛弃的副产品来造纸的， 蔡伦将造纸发展为一种独立的工艺。

造纸术在7世纪经朝鲜传到日本，8世纪中叶传到阿拉伯， 到12世纪， 欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。 造纸术的发明和推广， 对于世界科学、 文化的传播产生深刻的影响， 对于社会的进步和发展起着重大的作用。

2． 指南针

指南针的始祖大约出现在战国时期。 它是用天然磁石制成的， 样子像一把汤勺， 圆底，可以放在平滑的 “地盘” 上并保持平衡， 且可以自由旋转。 当它静止的时候， 勺柄就会指向南方。 古人称它为 “司南”。

春秋时代， 人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具， 因此也能将硬度只有55度至65度的天然磁石制成司南。 东汉时的王充在他的著作 «论衡» 中对司南的形状和用法做了明确的记录。 明万历年间 (1573—1620年)， 传教士来华， 带来西方的指南针理论、 地球学说以及相关科技知识。 受其影响， 中国学者开始从新的视角探讨指南针理论问题。

3． 火药

火药是由炼丹家发明于隋唐时期， 距今已有1000多年了。 火药的研究开始于古代道家炼丹术， 古人为求长生不老而炼制丹药， 炼丹术的目的和动机都是超前的， 但它的实验方法还是有可取之处， 最后导致了火药的发明。 炼丹家虽然掌握了一定的化学方法， 但是他们的方向是求长生不老之药， 火药的发明是副产品。 中国在唐朝时期就已将火药用于军事。 10世纪初的唐末， 出现了火炮、 火箭， 宋时火器普遍用于战争。 蒙古人从与宋、 金作战中学会了制造火药、 火器的方法， 阿拉伯人从与蒙古人作战中学会了制造火器。 欧洲人大约于13世纪后期， 又从阿拉伯人的书籍中获得了火药知识ꎻ 到14世纪前期， 又从对回教国家战争中学到了制造火药、 使用火器的方法。 火器在欧洲城市市民反对君主专制中发挥了巨大作用。 火药的发明大大推进了历史发展的进程。

4． 印刷术

印刷术被称为 “文明之母”， 是中国四大发明之一。 印刷术发明之前， 文化的传播主要靠手抄的书籍。 手抄费时、 费事， 又容易抄错、 抄漏。 既阻碍了文化的发展， 又给文化的传播带来不应有的损失。 社会的发展迫切需要一种新的技术出现， 我国人民在印章和石刻的启示下发明了雕版印刷术。 公元9世纪的时候， 我国用雕版印刷来印书已经相当普遍了。 世界上现存最早的印刷物是唐咸通九年 (868年) 印制的 «金刚经»。

11世纪中叶毕昇发明了活字印刷术， 被认为是世界上最早的活字印刷技术。 活字印刷术进一步提高了我国的印刷技术。

中国的印刷术先后传到朝鲜、 日本、 中亚、 西亚和欧洲地区。 活字印刷术的发明是印刷史上一次伟大的技术革命。