古代科技史

科技史上的古代，一般是指15世纪以前。古代的科学技术成就主要以文明古国的科技萌芽为代表，如作为近代科学思想源头的古希腊科学、代表东方文明的中国古代科学技术等。

一、文明古国时期的科技萌芽

人类有文字记载的文明史，大约起于10000年前。从那时起，人类对自然界的探索也就开始了新的历史篇章。在现在世界上公认的四大文明古国那里，人们都能看到早期科技知识的萌芽。那时的科学技术主要集中在数学、医学、天文学、农业、建筑等领域。

1.古埃及

古埃及农业已非常发达，是世界上最早产生农耕文化的国家之一。一些证据表明，在旧石器时代的晚期，古埃及的一些部落就知道种植作物了。尼罗河是埃及人的母亲河，尼罗河对埃及的农业至关重要。古埃及人通过对尼罗河水涨落的观测，找出了其与一些天象的规律关系，从而创造了世界上最早的太阳历。在公元前5000年的埃及历法中，一年为360天，等分为12个月。至公元前2500年，又加上了称为附加日的五个闰日。到公元前3世纪的后半期，每四年中有一年的附加日为6天。这基本上是今天闰日法的雏形。

古埃及人的天文知识与他们的观测技术有密切的关系。金字塔的底面被建成准确的正方形，四面正对东、南、西、北四个方向。例如，埃及的胡夫金字塔建造于公元前2123年，高160米，底面为边长260米的正方形。它的北面有隧道，可以进入金字塔的中心部位，由那儿眺望北方的夜空，天龙座的α星正好映入眼帘。这颗星就是当时的北极星，处在高度约为27度的位置。这条隧道就是以27度的倾斜度设计而成的。

由于尼罗河定期泛滥，淹没全部谷地，水退之后需要重新丈量土地。正是这种需要，年复一年的积累，使古埃及人的测地知识发展成为几何学。那时，他们已经能够计算等腰三角形、八边形、梯形和圆的面积。他们算出的圆周率是3.16。古埃及人被誉为几何学的鼻祖。

古埃及最闻名于世的，除了金字塔和狮身人面像之外，就要数听着就让人好奇又有点毛骨悚然的木乃伊了。木乃伊虽是迷信的产物，但其制作保存过程却要用到许多高水平的医药知识。千年不腐的木乃伊正说明了古埃及的医药学已达到相当高的水平。古埃及人的解剖学知识比较丰富，这与制作木乃伊有关。据考证，古埃及的医生们已经有了一些专业分工，例如眼科、牙科、外科、胃科等都有了；医生们已经知道了心脏、脉搏的意义，能治疗骨折；出现了第一部 《药物录》。考古学家们还发现了公元前2000年和公元前1600年的古埃及纸莎草书各一卷，上面都记载着医药学论文。

2.古美索不达米亚

世界上的另一个文明发祥地，位于今伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河一带，古希腊人称之为 “美索不达米亚”，意为 “两河之间的地区”，因而我们也称其为 “两河流域文明”。由于古巴比伦是两河流域文明的巅峰，习惯上人们也称两河流域文明为古巴比伦文明。这一地区，当时环境优美，据传是 《圣经》中伊甸园的原型。从公元前3000年左右苏美尔城市国家形成，到公元前64年为古罗马所灭，这3000年间，虽然占统治地位的民族多次更迭，但其文明一直得到很好的发展和延续，创造了丰富多彩的物质和精神文明，有些一直应用至今。如，分圆周为360度，分1小时为60分、1分为60秒，以7天为1星期，分黄道带为12个星座等。

古代美索不达米亚的科学，以数学和天文学的成就为最大。

古巴比伦在数学上有独特之处。他们选用的是60进制的符号和计算系统。这种计算系统大约形成于公元前2400年。到公元前1900年时，巴比伦的数学就进入了全盛时期。考古发现的巴比伦 “楔形数学字板”是这一时期数学高度发达的见证。

巴比伦早期的天文知识是与占星术混杂在一起的。在古老的楔形文字记载中，有占星术一类的内容，也有许多关于五个行星运行和日食预测的资料。巴比伦人的历法为太阴历，以新月生光的那一天为一个月的开端。因为一个朔望月为29.53日，所以月份的日数以小月29日、大月30日交替排列。这样的太阴历，要使之和太阳的运行相对应，是十分困难的。12个月为354日，一年少11天，三年就缺了一个月。因此必须置闰月。在公元前537年和公元前536年，出现了两个连续置闰月的闰年。巴比伦人因此发明了一年和一个朔望月的天数值，同时还掌握了公元前10世纪以来每隔18年又11天出现一次日食的周期规律，它被称为 “沙罗周期”。此外，公元前7世纪的小黏土板上刻写的记录表明，当时已有 “月食前后的新月生光时容易出现日食”的知识。当然，这样做出的日月食预报还完全是凭经验取得的。

3.古印度

古印度也是世界古老文明发祥地之一，位于南亚次大陆，在今天印度、巴基斯坦和孟加拉国境内，主要是印度河和恒河流域。大约在前3000—前2500年，古印度的科学开始发展起来了，一直延续到公元前1750年前后。在1000多年的岁月里，古印度形成了自己独立的哈拉巴文化。

古印度的科学主要表现在数学、天文、医学等方面。

从哈拉巴文化时期起，古印度的数学就有了很突出的成就。他们采用的是十进制，在公元9世纪时知道使用 “零”的符号，并把自然数系统建立了起来。古印度的记数法后来传到了阿拉伯，又经阿拉伯传到欧洲，才有了今天全世界通用的阿拉伯记数法。印度最古老的数学著作，是成书于前300—前400年的 《准绳经》，书中已提到了勾股定理，实际使用的圆周率π＝3.09。[1]另外，在天文著作 《太阳悉檀多》中，还有许多三角知识，还以当时的形式给出了正弦函数表。

在印度，宗教历来就在社会文化中扮演着重要的角色。也许正是受到宗教的影响，古印度在宇宙观和自然观方面比古埃及和古美索不达米亚要系统得多。在古印度，印度教的经典 《梨俱吠陀》（公元前1500年）中，太阳是光之神的故事屡见不鲜。还可以见到两种宇宙形成说：其一为宇宙由天和地构成的双重形成说；另一为地、空气和天共同组成宇宙的三重形成说。关于天体的运动，古印度人认为太阳180天在天的北部运转，另外180天在天的南部运转。月亮运行15天就圆满，再运行15天即处于朔日。编制的历法里，一年为360天的印度年，规定了一个月为30天的固定日数。《梨俱吠陀》中还有金星、彗星、天狼星和日月食等的记录。

古代印度的医药学也很发达。最早的医学著作 《阿柔吠陀》大约成书于公元前1世纪。书中的医学理论也反映了古印度的自然哲学。它把自然界的地、水、火、风、空五种元素和人体的躯干、体液、胆汁、气、体腔对应起来，认为体液、胆汁、气三者如果失调就会生病。当时最著名的医生是妙闻，经后人整理的 《妙闻集》，记录了许多解剖学的知识，对疝气、膀胱结石、剖宫产等外科手术也都有记载，还记录了120多种外科器械。另一位著名医生是逻迦，著有 《逻迦本集》，我们现在看到的这本书已经过后人的多次增删，书中记录的药物达500多种，还载有许多疾病的治疗方法。

4.古代中国

中国是世界上的四大文明古国之一，也是世界上唯一没有出现过严重文化断层的文明古国。有据可考的历史已连绵5000多年。我们将在本节专辟一段介绍古代中国的科技成就。

二、古希腊——科学思想的摇篮

在叙述古希腊的科学之前，有一个概念必须首先澄清。科学史上的古希腊，既不同于地理意义上的现代希腊，也不仅指政治历史意义上的古希腊，而是指科学史上的一个时代，从公元前7世纪到公元2世纪，跨越政治历史意义上的古希腊、马其顿帝国、古罗马近8个世纪时间。正是这一时期，产生了近代科学意义上的科学思想。与其他文明古国以实用经验知识为主的科学技术不同，古希腊人更注重思想理论体系的建立，近代科学的各个学科几乎都能在古希腊的科学那里找到思想源头。古希腊是科学思想的摇篮。

科学史上一般把古希腊的科学分为两个大的时期。第一个时期从泰勒斯到亚里士多德 （Aristoteles，前384—前322），称为古典希腊时期，也有人称之为古代希腊，或直接称古希腊时期，时间从公元前7世纪到前4世纪，大约有300年，学术的中心在雅典。第二个时期从欧几里得 （Euclid of Alexandria，生卒年代不详）到盖伦，称为希腊化时期，由于学术中心在亚历山大城，所以也称作亚历山大时期，时间从公元前4世纪到公元2世纪，约500年。这期间，亚历山大城开始由马其顿人统治，后来又被罗马人占领。虽然古希腊的版图比现在的希腊大，但从现代的眼光来看，古希腊并不能算一个很大的国家，因此人口也不会很多，但古希腊人在科学史上却留下了如此辉煌的一页，确实令人惊讶。希腊民族也因此赢得了世界的尊敬。有的学者称之为 “希腊奇迹”。

古希腊位于地中海沿岸，正处于欧、亚、非三大洲的交叉点上。南边是文明古国埃及，东边是古巴比伦。古希腊人很容易与这两大古文明交流并从中汲取文化营养。事实上，许多古希腊的思想家都留下了曾到古埃及游历或从古埃及人那里得到思想启发的文字记载。这正说明了古希腊人确实是在学习和利用古埃及和古巴比伦人的优秀文化的基础上，创造出自己独特文明的。另外，在古希腊的奴隶社会，实行的是城邦民主制，在某些方面有点类似于中国的春秋战国时期，学术环境相对宽松，适宜出现百家争鸣那样的局面。虽然 “希腊奇迹”已经成为历史，但它对人类文明的影响是深远的。更重要的是，产生 “希腊奇迹”的原因引发了人们的深刻思考。

泰勒斯是古希腊的第一位自然哲学家，被后人尊为 “科学之父”。在说明自然界的本原时，泰勒斯提出了 “万物源于水”的思想，认为是 “水”组成了世界，地球是漂浮在水上的圆盘，天空是由稀薄的水汽形成的盖子。泰勒斯关于水是万物本原的思想，虽是十分朴素的，却具有重大的意义。它是希腊哲学史上第一个哲学命题，哲学是从这个命题开始的。其实，近代科学意义上的科学思想也是从这个命题开始的。也是因为这个命题，泰勒斯才被尊为科学之父。因为它体现了人们开始从感性现象的多样性中寻求统一性，从认识个别开始转向认识一般，试图从统一性和总体性上把握世界。同时，这个命题把自然界本身的东西 “水”作为万物统一性的基础，从自然本身去寻找说明自然的原因，而不再用超自然的力量来说明自然界，这是人类认识史上的一次飞跃。

古希腊哲人们沿着泰勒斯提出的 “世界的本原是什么”的命题不断深入研究，经过几代人 “无限”“气”“数”等本原的不懈探索，最终诞生了古希腊最伟大的科学猜想——原子论。

古希腊的原子论思想最早可以追溯到恩培多克勒的 “四元素说”，经过了阿那克萨克拉的 “种子说”，再到留基伯 （Leukippos，约前500—约前440）、德谟克利特 （Demokritus，约前460—前370）和伊壁鸠鲁，最后达到高峰。古希腊的原子论认为，万物的本原不是自身也会发生变化的水、土、气、火等具体的物质形态，而是自身不变的物质元素—— “原子”；世界由原子和虚空构成。“原子”这个词，希腊文原意是 “不可分割”。古希腊的原子论中的原子是一种最小的、不可见的、不能再分的物质微粒。虚空则是原子运动的场所，也是实在的存在。原子在虚空中急剧而零乱地依直线运动。由于原子的大小、形态、次序和位置不同，原子彼此的碰撞结合成世界万物。原子并不是被人或神创造出来的，它是永恒的、不生不灭的，原子本身是不可被破坏的。

原子论之所以被称为古希腊最伟大的科学猜想，首先是因为该理论已比较系统，另外更为重要的是，在沉寂将近2000年之后，它的思想在19世纪初被英国科学家道尔顿发展成为了作为现代化学理论基石的科学的原子论。

在原子论之后，古希腊哲学的研究方向发生了改变，不再沿着泰勒斯和德谟克利特所倡导的在自然界中寻求万物本原的方向发展，而是转向从物质世界以外寻求世界的存在。这样，以人本主义和体系哲学为主要特征的雅典学派就成为当时古希腊哲学的主流。其主要人物是柏拉图 （Platon，前427—前347）。

柏拉图最核心的哲学理论是 “理念”说。他的 “理念”与 “原子”是对立的。柏拉图反对对自然的直接观察，主张抽象思考。也许正是因为这样，他才十分重视数学。他认为，只有抽象的思维和数学才能得到知识。他对科学的贡献是提出了物种和属的概念，这为分类学奠定了基础。柏拉图对西方哲学影响极大，后来的许多哲学流派，都可以从柏拉图哲学那里找到其思想渊源。

柏拉图一生培养了很多的学生，其中最著名的是亚里士多德。但亚里士多德创立的哲学体系与柏拉图非常不同，对此，亚里士多德有一句名言：“我爱我师，我更爱真理。”在哲学思想上，亚里士多德对老师的 “理念”说极为不满。他的哲学思想介于柏拉图和德谟克利特之间。在总结前人哲学思想的基础上，他创立了内容丰富、独树一帜的哲学体系。

亚里士多德一生著作极多，研究涉及了哲学、物理学、天文学、生物学、心理学、逻辑学、伦理学、政治学、美学等几乎所有的学术领域，是一位名副其实的百科全书式学者。亚里士多德对自然科学的贡献首先在关于科学研究的方法上。他一反其师柏拉图的 “理念”论，把自然作为科学研究的客观对象，并首先进行科学分类，促使自然科学与社会科学逐渐演变为若干门独立学科。他首先提出了自然科学中的一系列基本理论问题，如物质、空间、时间、运动等，并认为他们是彼此密切相关的，主张物质、空间与时间的连续性，反对存在 “真空”的观点。在科学方法论上，他提出归纳与演绎两类方法，强调数学合理体系与逻辑推理的作用，主张应当严格地用数学来证明科学原理。他的这一系列基本理论观点和方法，后来对科学的发展产生了很大的促进作用。他把后来西方一代又一代学者们的注意力引导到对自然界基本法则进行深入的考察上来。这些观点和方法正是亚里士多德学说中不可忽视的活的灵魂。

亚里士多德之后，雅典作为古希腊学术中心的地位开始衰落了，另一个学术中心亚历山大城正在兴起，古希腊科学史开始进入第二个阶段，即所谓的希腊化时期，也称亚历山大时期。

希腊化时期是古希腊科学发展最富生命力的时期。它不仅是古希腊科学发展的重要阶段，而且在整个人类科学发展史上也占有极其重要的地位。这一时期的特点是自然科学摆脱了古希腊早期的天才直觉和雅典时期的思辨道路，开始从自然哲学中分化出来，沿着一条以实践为基础的专门化方向发展起来，形成了古代的理论学科。其间产生了著名的欧几里得几何学、阿波罗尼的 《圆锥曲线论》、阿基米德力学、托勒密的天文学以及盖伦医学。

公元前300年左右，欧几里得将公元前7世纪以来希腊几何积累起来的丰富成果整理在严密的逻辑系统之中，使几何学成为一门独立的、演绎的科学。在科学史上，没有哪一本学术著作会像欧几里得的 《几何原本》那样人人皆知了。而它诞生2000多年来对人类的思想所产生的影响，那是无论如何估计都不会过分的。因为它不仅仅是一本引导人进入数学殿堂的教科书，更重要的是，它是人类历史上第一个公理化的数学体系，它为后人提供了一个完整的演绎系统和公理化方法。

在欧几里得几何学的直接影响和推动下，亚历山大时期的科学迎来了黄金时代，诞生了一大批对后世产生深远影响的科学成果和科学家，其中代表人物是阿基米德。阿基米德对科学的贡献主要集中在数学和力学两个领域，另外对天文也有研究。阿基米德是古代世界的第一位近代型物理学家，因为他是科学史上最早把观察、实验同数学方法融为一体的科学家。后人对阿基米德评价极高，称之为 “力学之父”。

天文学是自然科学中最早独立发展的学科之一，古希腊的天文学也曾取得过很大成就。从泰勒斯、毕达哥拉斯 （Pythagoras，前580—前500）到亚里士多德，再到阿基米德，古希腊科学史上每一位科学大家，无不在天文学上取得过成就或提出自己的宇宙论。古希腊科学家对宇宙结构的看法基本有两种：一种认为地球围绕太阳转 （即日心说），以亚历山大时期的阿利斯塔克为代表，但这是少数派；另一种认为地球是宇宙的中心，所有的天体都在围绕着地球转。这种看法被称为地心说，这是多数派，也更符合人们的常识。而亚历山大晚期的托勒密，更是在总结古希腊天文学成就的基础上，提出了一个论证系统严密的地心说，并著成 《天文学大全》一书，史称 “托勒密地心体系”。当然，托勒密的地心体系从根本上说是错误的，但由于它能对当时观测所及的天体运动、特别是行星运动作出十分精确的说明，能准确地预测行星的方位，因而在长达1000多年的时间里被人们在航海、生产和生活实践中采用，并成为天文立法的依据。因此，尽管后来托勒密地心说被哥白尼的日心说所取代，但托勒密地心说在科学史上是占有重要地位的，这一点不能抹杀。

医学能治病救人，历来受到各国统治者的重视，因而医学有时会比其他学科发展得更快。古代中国是这样，在古希腊也是如此。古希腊还是在雅典时期，就出过一个著名的医学家叫希波克拉底，他被誉为西方 “医学之父”。他不仅具有极其丰富的临床经验，而且提出了 “体液说”医学理论。古代希腊医学到亚历山大时期已十分繁荣，盖伦是这一时期医学界的权威、古代希腊医学的集大成者。盖伦既重视理论知识，也很重视实际经验。由于在罗马时代不允许对人体进行解剖，这就极大地影响了盖伦对人体结构与性能的探索。为了实现探索人体奥秘的目的，他曾解剖了山羊、兔、猪、猴子和猿类，并且用动物体内结构与人体结构的相似性来推测人体，主要是根据猴或者是猿的解剖情况来说明人体的结构。即使如此，他仍发现了许多前人未知的现象，尤其是在肌肉、脑神经、心血管方面曾进行活体解剖实验，对呼吸、脉搏的机械作用及大脑、脊髓、肾、胸部、腹部器官的功能也有研究。

希腊化时期的科学至盖伦就结束了，从此，科学史进入古罗马时期。古罗马人优先重视应用技术，对哲学不感兴趣，对理论科学也不重视。古希腊灿烂的文化到罗马时期开始衰落。英国哲学家罗素曾把罗马士兵杀害阿基米德看作是罗马扼杀创造性思维的象征。当然，古罗马的科学技术也不是毫无成就。至少以下三项科学成就在历史上还是产生了一定影响的：一是儒略历法；二是卢克莱修和他的 《物性论》；三是普林尼的 《博物志》。以上三项成就基本上都是在古罗马早期取得的，略晚之后就鲜有科学理论的成就了。

总之，在古罗马时期，自然科学已从亚历山大时期的那种繁荣景象跌落下来，古罗马人走上了偏爱实际、重视实用技术的道路。对不能马上就为他们带来现实利益的理论自然科学采取轻蔑的态度，对古希腊保存下来的珍贵资料不知爱护，而是进行野蛮的破坏，甚至把有价值的手稿付之一炬，这就使理论自然科学的发展受到严重影响。到公元200年左右，古希腊的文化已全部消亡了。随后，西方的科学技术进入了长达千年的漫漫长夜，即所谓“黑暗的中世纪”。

三、古代中国的科学技术

在整个古代，中国的科技经过起源、发展和完善，达到了非常高的水平，形成了以实用经验知识为主的独立体系。主要成就在数学、农学、天文学、医学及技术发明等方面。

1.算之术——数学

中国古代在数学方面有许多重大的成就。早在春秋时期就有了分数概念和九九表。《海岛算经》《五曹算经》《孙子算经》《夏侯阳算经》《张丘建算经》《五经算术》《缉古算经》《缀术》《周髀算经》《九章算术》号称中国古代十大数学名著。

《九章算术》是中国战国、秦、汉时期数学发展的总结，就其数学成就来说，堪称是世界数学名著。例如分数四则运算，今有术 （西方称 “三率法”）、开平方和开立方 （包括二次方程数值解法）、盈不足术 （西方称 “双设法”）、各种面积和体积公式、线性方程组解法、正负数运算的加减法则、勾股形解法 （特别是勾股定理和求勾股数的方法）等，水平都是很高的，其中方程组解法和正负数加减法在世界数学发展史上更是遥遥领先。就其特点来说，它形成了一个以筹算为中心、与古希腊数学完全不同的独立体系。

《九章算术》成书之后，中国初等数学的体系已成，后经魏、晋、南北朝时期的刘徽、祖冲之父子等数学家的努力，中国古代数学的基础已基本奠定。再经由隋、唐王孝通等人的发展，中国古代数学在宋金元时期达到了繁荣的顶峰。在宋金元的11—14世纪的300年间，中国出现了一批著名的数学家和数学著作，如秦九韶的 《数书九章》，李冶的 《测圆海镜》和 《益古演段》，杨辉的 《详解九章算法》 《日用算法》和 《杨辉算法》，朱世杰的 《算学启蒙》和 《四元玉鉴》等。以上四人史称 “宋元四大数学家”。这一时期的很多成就都达到了中国古代数学的顶峰，其中一些成就也是当时世界数学的高峰，尤其是对高次方程和高次方程组解法的研究，其问题之高深、解法之精妙，让现代数学家叹为观止。

明末清初之后，中国古代数学的发展就从高峰上跌落下来，开始落后于西方。后来随着西方数学的传入，中国的传统数学就渐渐被取代了。

古代中国的数学成就几乎都集中在 “算”上，几何学方面明显薄弱，没有堪匹敌欧几里得 《几何原本》的成就。令人感兴趣的是，作为东西方科学文化源头的古代中国和古希腊，在数学上的成就却很有特点，各自偏向数学的一个分支：古代中国擅长 “算”（代数），很少涉及几何图形问题，即使涉及，也会用 “算”的方法来解决几何问题；而古希腊人则正好相反，偏重于几何图形问题，习惯于形象思维，在遇到 “算”的问题时，他们会试图用几何方法去解决，毕达哥达斯学派是这样，阿基米德也是如此。

2.农学

中国的农耕文明发展很早，在夏商周时期，中国栽培的谷类已有黍、稷、谷子、粱、大麦、小麦、水稻等，豆类已有大豆，麻类已有大麻、苎麻、苘麻等。总体上，中华文明是一种农业文明，农业一直以来就是整个社会发展的基础，关乎国计民生。历朝历代的统治者也都比较重视农业技术的应用，这样就形成了独特的中国农学思想和知识体系，而农书就是这种思想和知识体系的具体体现。中国古代比较著名的农书有： 《氾胜之书》 《齐民要术》《王祯农书》《农政全书》。

《齐民要术》是北魏时综合性农书，也是世界农学史上最早的名著之一，是中国现今完整保留下来的最古的农书。书名中的 “齐民”，意指平民百姓，“要术”指谋生方法。该书共分10卷，92篇，约11万字。全书的要旨在于提倡奖励农耕，改良土壤，采用合理的耕作制度和方法，强调选种和改良品种以及掌握好天时地利等因素的重要性。《齐民要术》中还提出了一些生物学的思想，尤其是物种同生活环境的关系，有关人工选择、人工杂交和定向培育方面的论述，更具有重要的意义。《齐民要术》虽写成于6世纪，但其卓越的科学内容，对后来的农业产生了深远的影响，堪称世界农学史的光辉一页。它奠定了中国农学发展的基础。

《农政全书》是明代的大型综合性农书，是集中国古代农业科学之大成的一部巨著。该书共60卷，约70万字。内容分农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、种植、牧养、制造和荒政等12门，每门又各分若干子目。该书内容虽然大量摘录前代农书和有关文献，但经作者精心剪裁，取其要旨，并用夹注、旁注或评语等形式加入了许多作者自己的精辟见解和经验体会，使该书成为一个完整的农学体系。

3.观天测地——天文学

中国是世界上天文学发展最早的国家之一，如世界上关于太阳黑子、新星、超新星等天文现象的首次记录都在中国。在汉代，《汉书·五行志》首次记录了公元前28年观测到的太阳黑子：“日出黄，有黑气，大如钱，居日中央。”《汉书·天文志》首次记录了公元134年观测到的新星，《后汉书·天文志》首次记录了公元185年观测到的超新星[2]。中国几千年来积累的大量宝贵天文资料，至今受到各国天文学家的高度关注。

中国古代天文学萌芽于原始社会，到战国秦汉时期形成了以历法和天象观测为中心的完整的体系。中国古代的天文学并不完全是现代意义上的天文学，还包含着一些地理学方面的知识。因此，它实际上是一门观天测地的学问，取得过非常巨大的成就，主要表现在宇宙观、历法、天象观测等方面。

中国古代宇宙论有盖天、浑天、宣夜三大家，后又有昕天、穹天、安天三家，即所谓 “论天六家”。但最主要的是盖、浑二家。最早的盖天说起于周代，主张 “天圆如张盖，地方如棋局”。盖天说认为大地不动，天穹旋转，日月星辰则在天穹之上，随天穹旋转。浑天说则主张 “天体如弹丸”，确立了“天球”的概念。战国时的惠施提出了球形大地的最初猜测，后由东汉的张衡发展成为比较系统的 “浑天说”的宇宙理论。盖天和浑天二家宇宙学说，各有长短。盖天说没有地心说的错误，但却否认了大地的运动；浑天说往往承认大地的运动，却又有地心说的味道。浑盖二家又有一个共同之处，都认为天有形，或像一个盖子，或像一个鸡卵。彻底否认天球存在、打破天有形观念的是宣夜说。它明确主张宇宙的无限。从宇宙观上说，三说之中宣夜说比较接近现代的宇宙理论。

作为一个农业大国，制定历法是一项极为重要的工作。中国古代很早就认识到，要正确地制定历法，就需要仔细地观测天象。制历必先测天，这个极为先进的制历原则在汉初即已确立。中国传统的历法是阴阳合历，即，既考虑月亮运动 （阴历）又考虑太阳运动 （阳历）。它的三个基本要素是日、气、朔。气即二十四节气，按太阳运动编制，是阳历成分。朔就是月亮被地球完全挡住阳光变得不可视的时间，两朔之间称为一个朔望月，所以朔是阴历成分。由于日月运动的不均匀性，连续两个朔望月的长度是不相等的，经长期观测推算出来的平均长度称为平朔，对平朔进行修正所得到的真实的长度称为定朔。将日、朔望月与二十四节气编制到一起，是中国历法的主要工作。

与制定历法工作密切相关的天象观测工作，构成了中国古代天文学的主要内容，在恒星、行星、日月和异常天象观测方面，中国古代都有杰出的成就，特别是在日月运行规律的发现以及异常天象的观测与记录方面，尤为突出。在恒星观测方面，中国有世界上公认的最早的星表 “甘石星表”（公元前4世纪）。到了汉代已有了星图，从敦煌石刻中发现的一幅唐代绘制的星图，载有1300多颗星。特别是对于日月食的观测记录，构成中国古代天文学的一大特色。《汉书·五行志》对公元前89年的日食记载得非常详细，包括太阳位置、食分、初亏和复圆时刻等。从汉初到公元1785年，共记录有日食925次，月食574次，堪称世界之最。

中国古代天文学在汉代形成体系，然后在从三国到唐的这一时期又取得了不少进展，主要体现在历法、仪器、宇宙理论等方面。这一时期，最重要的天文学家是祖冲之父子和张遂 （即一行）。进入元代，中国的天文学出现了一个小高潮，主要表现在天文仪器制造和天文观测上，其中最主要的工作是由郭守敬完成的。明代之后，以徐光启为代表的一批学者开始翻译西方的科学著作。随着西方天文学思想理论和观测成果的传入，中国的天文学逐渐走上了与西方天文学融合之路。

4.自成体系的中医药学

在中国古代科学技术的农、天、数、医这四门学科中，最具中国特色的要数中医药学了。首先，从其哲学思想、理论基础到实践应用，是一脉相承并自成体系的；其次，直至现代它都没有被西方医学所取代，显示出了强大的生命力，而其整体和辨证医治的思想在现代医学中已成为被关注的焦点。在从秦到清的这2000多年时间里，中医药学取得了许多重大的成就，尤其在临床和药学方面表现得更为突出。

中国在夏、商、西周时就有了初步的医学，巫和医已逐步分开。春秋战国时期，随着医疗保健知识的积累和医学水平的提高，中医对人体的解剖、病因病理、疾病的诊治等方面的认识已有长足的发展，中医开始建立自己独特的基础理论体系，其标志就是成书于公元前3世纪战国晚期的 《黄帝内经》。

《黄帝内经》全书18卷，包括 《素问》和 《针经》各9卷。它以论述中医基础理论为重点，同时也涉及卫生保健、临床病症、方药、针灸等多方面的内容，是一部医学理论与临床实践相结合的医学专著。《黄帝内经》分析病症和治疗的思想方法是以当时的阴阳学说为基础的。它认为：人体阴阳的相对平衡和协调，是维持正常生理活动的必备条件。如果失掉平衡，就会产生疾病。拿发热来说，可以由阳盛引起，也可以由阴虚引起，但病因、病理各不相同。所以，在诊治的时候，必须结合患者的特点及其他临床表现进行具体分析，辨证施治。这就是中医学根本的指导思想。

《黄帝内经》还结合医疗实际，提出了 “天人相应”的整体医疗观，强调人与生存环境密不可分的关系，把四时气候、地球环境和人体健康紧密相连。可见，中医早期的理论体系中，既把人体内外看成是一个有机联系的整体，又把人与自然看成是一个统一的整体。这种整体观正是中医理论的基本特点。

《黄帝内经》不仅记录总结了以前的医疗实践经验，而且引进了哲学中的某些概念，用以贯穿医学多方面的进展，构成中医学的基础理论体系。哲学思想和医疗实践的结合，于2000多年以前促进了具有中医特色的基础理论体系的形成，这一体系的哲学理论高度明显超越了当时的临床实践水平，因而此后它在理论上充分地指导着中医临床医学的发展。

中国先秦时期最著名的医生是扁鹊。到了汉代，差不多同时出现了两位名医：张仲景和华佗。这三人中，只有张仲景被确认留下了著作 《伤寒杂病论》，其他两人的著作或无法确认或已失传。张仲景的 《伤寒杂病论》依据伤寒发热病整个起始发展变化的过程以及病邪侵害脏腑经络的程度，结合患者内在正气盛衰，总结伤寒发展规律和辨证施治法则，为中国古代医学开创了理论与临床实际相结合的典范。张仲景的医术以内科见长，而与他同时代的华佗则更精于外科，以发明全身麻醉的 “麻沸散”、擅长外科手术和设计发明健身的 “五禽戏”而闻名于世。

唐代时，中国的政治、经济实现空前的繁荣，在这种社会大背景下，中医药学也取得了巨大的成就，孙思邈就是这一时期最重要的人物。他继张仲景之后，在理论和实践两方面对中医学又进行了一次大总结。孙思邈长期生活在民间，广泛搜集民间方药，并且善于总结提高，因此积累了丰富的医学经验。他不但精于内科，而且擅长其他各科，同时还具有高超的针灸技术和渊博的药物学知识，是中国古代一位全才的医学家。孙思邈在数十年的临床实践中，深感古代医方的散乱浩繁和难以检索，因而博取群经，勤求古训，并结合自己的临床经验，编著成 《千金要方》和 《千金翼方》。这两部著作反映了唐初医学的发展水平。两部书中共记载了6500多个药方，不仅数量多，而且治疗效果好，在中国医学发展史上具有重要意义。

一般认为，中国古代的科学技术在宋代达到高峰，明、清就开始衰落了。其实，这只是就其总体而言的，对具体每门学科来说，情况就不完全是这样。比如药物学，就是在明代后期达到高峰，其标志就是李时珍的 《本草纲目》。

《本草纲目》全书52卷，190多万字，把药物分成16部、62类；收载药物1892种，比宋代的 《证类本草》多出374种；载入药方11096个，比前人增加4倍。李时珍亲自搜集的民间药方就有8161个，其他是从历代本草书中选出来的，并且附有药物图1110幅。《本草纲目》不仅是一部药物学巨著，还是一部详明的植物学、动物学和矿物学专著。李时珍在书中采用 “纲目”的方式，建立了与生物学上双名法类似的分类体系，尤其是对植物的分类方法，至今仍有参考价值，比西方植物分类的创始人、瑞典博物学家林耐在 《自然系统》一书中提出的植物分类法早150年。《本草纲目》内容博大精深，把中国古代药物学发展推向高峰，对中国和世界的医药学及多种学科的发展都有深刻的影响。达尔文在著 《物种起源》时，就曾引用过 《本草纲目》来说明动物的人工选择问题，称誉 《本草纲目》是 “中国古代的百科全书”。

5.影响人类历史进程的四大发明

说到中国古代的科学技术，自然不能不说古老的四大发明：指南针、造纸术、印刷术、火药。这不仅仅是因为四大发明是中国古代科学技术繁荣的标志和中国人聪明智慧的体现，更重要的是，它在一定程度上改变了人类近代文明史的进程。换句话说，如果没有中国古代的四大发明，也许人类社会不会是今天这样。这可不是中国人的自吹自擂，因为世界史学界一致公认，中国的四大发明，通过阿拉伯人传到欧洲之后，对欧洲的资本主义发展和近代科技革命产生了巨大的影响，从而影响人类文明的进程。对此，马克思曾有过这样的评价：“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，而印刷术则变成新教的工具，总的说来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。”[3]

中国古代的科技成就，除了我们上面已说到的数、农、天、医四门学科和四大发明外，其实还有许多，比如化学、建筑、陶瓷制造、纺织，等等，由于篇幅所限，我们在此就不详述了。

古代科技史部分，我们主要叙述了文明古国中的古埃及、古美索不达米亚、古印度的科技萌芽，古希腊的科学思想，以及中国古代辉煌的科学技术成就。实际上，在古代，还有许多地方的科技成就值得我们讲述，如中世纪时阿拉伯世界的科学技术，它本身就有很多成就，同时它是东西方交流的桥梁，很有特点。但限于篇幅，在此暂不详述。