中国古代科技成就：揭秘最重要的成果！

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：中国古代科技成就指中国古代各项科技成果，包括造纸、印刷、纺织、陶瓷、冶铸等。中国古代科技源于生活，而生活需要各种实用技术。公元1世纪成书的《九章算术》对中国古代数学产生了非常深刻的影响。《九章算术》不仅在中国数学史上有重要地位，对世界数学的发展也有很大影响，朝鲜和日本都曾用它作教科书。

中国古代科技成就指中国古代各项科技成果，包括造纸、印刷、纺织、陶瓷、冶铸等。中国古代科技源于生活，而生活需要各种实用技术。造纸、印刷、纺织、陶瓷、冶铸、建筑等中国人引以为豪的发明创造无不带有鲜明的实用烙印。然而，时代在前行，曾经应用广泛的古代实用技术，今天早已失传或正在消失，需要我们以现代技术手段复原和再现，以今天的科学道理去揭示和阐述。

（一）天文历法

1.先秦时期

春秋时期，我国留下了世界上公认的首次哈雷彗星的确切记录。《春秋》记载，公元前613年，“有星孛入于北斗”，即指哈雷彗星，这一记录比欧洲早六百多年。春秋时期我国历法已经形成自己固定的系统，基本上确立19年7闰的原则，这比西方早160年。

2.两汉时期

汉武帝时，天文学家制定出中国第一部较完整的历书《太初历》，开始以正月为岁首。西汉关于太阳黑子的记录，被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录。东汉时，张衡从日、月、地球所处的不同位置，对月食做了最早的科学解释。张衡发明制作的地动仪，可以遥测千里以外地震发生的方向，比欧洲早1 700多年。

3.隋唐时期

唐朝天文学家僧一行制定的《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。僧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。在实测中他认识到，在小范围有限的空间里得到的认识，不能任意向大范围甚至无际的空间推演，这是我国科学思想史上的一大进步。

4.宋元时期

北宋科学家沈括的突出贡献在天文学方面，把四季二十四节气和十二个月完全统一起来的“十二气历”更加简便，有利于农事安排。元初设立太史局编制新历法。元朝杰出天文学家郭守敬，提出“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表”的正确主张，创制了简仪和高表等近20件天文观测仪器，主持了全国范围的天文测量。郭守敬主持编定的《授时历》，一年的周期与现行公历基本相同，但问世比现行公历早300年。

（二）数学成就

1.商周时期

中国古代数学对世界文化的贡献，首推十进位值制。商代甲骨文中用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万13个数字计数，足见中国远在四五千年以前就已使用了十进位值制。这种计数方法与现行的阿拉伯数字，除符号不同外，没有任何差异。

徐岳在《数术记遗》^[1]记载：“黄帝为法，数有十等。”李约瑟^[2]说：“西方后来所习见的‘印度数字’的背后，位值制早已在中国存在两千年了。”如果没有这种十进位值制，就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界。

2.两汉时期

《九章算术》约成书于东汉，分九章介绍了许多算术命题及其解法，是当时世界上最先进的应用数学，它的出现标志着中国古代数学形成了完整的体系。

公元1世纪成书的《九章算术》对中国古代数学产生了非常深刻的影响。该书共9章，246个数学问题，记载了当时世界上最先进的分数四则运算和比例算法，对面积和体积的各种算法以及应用勾股定理进行测量，这也是古代世界长期未能圆满解决的问题。书中运用的开平方、开立方和在此基础上求解一元二次方程、联立一次方程的方法，引入的负数概念和正负数的加减运算法则，要比欧洲早1 500多年。

《九章算术》不仅在中国数学史上有重要地位，对世界数学的发展也有很大影响，朝鲜和日本都曾用它作教科书。

3.南北朝时期

魏晋时期的数学家刘徽，运用极限理论，提出了计算圆周率的正确方法。南朝祖冲之精确地计算出圆周率是在3.141 592 6～3.141 592 7之间，这一成果比外国早近一千年。他的专著《缀术》对数学发展有杰出的贡献。

1）《周髀算经》。中国古代算书中《周髀算经》《九章算术》《孙子算经》《五曹算经》《夏侯阳算经》《孙丘建算经》《海岛算经》《五经算术》《缀术》《缉古算机》等10部算书，被称为“算经十书”。其中阐明“盖天说”的《周髀算经》，被人们认为是流传下来的中国最古老的既谈天体又谈数学的天文历算著作。它大约产生于公元前2世纪，但它所包含的史料，却有比这更早的。其中提到的大禹治水时所应用的数学知识，成为现存文献中最早提到使用勾股定理的例子。

2）勾股定理。现在流传的《周髀算经》，都不是原来的著作，都经后人修改和补充过。《周髀算经》的本文，是周公与商高的问答部分；接下去的荣方与陈子问答部分，是《周髀算经》的续文。据《周髀算经》记载：“故折矩以为句广三，股四，径隅五。既方其外，半之一矩，环而共盘，得三、四、五。两矩共长二十有五，是谓积矩。故禹之所以治天下者，此数之所由生也。”这段话的意思是：将矩的两直角边加以折算成一定的比例，短直角边长（句）3，长直角边长（股）4，弦就等于5，得成3、4、5。句（即勾）、股平方之和为25，这称为积矩。大禹所用的治天下（指治水）的方法，就是从这些数学知识发展出来的。在世界数学史上，一般把勾股定理归功于公元前5世纪左右发现它的古希腊数学家毕达哥拉斯，因为他提出了定理的一般形式的叙述和证明，我国则稍晚。但实际上，商高关于勾股定理的认识，要比毕达哥拉斯早得多。《周髀算经》成书于公元前2世纪左右，所记载的周公与商高问答的事是在公元前11世纪左右。这个事实证明我国古代数学家独立地发现并应用了勾股定理的一般情形，要比外国早得多。

3）测量太阳高度。陈子是周代的天文算学家，荣方是当时天文算学的爱好者。在陈子教给荣方的各种数据计算的具体方法中，我们可以发现在二千六七百年前，我国对勾股定理的应用已达到十分熟练的程度。陈子测量太阳高度的方法可叙述为：当夏至太阳直射北回归线时，在北方立一8尺高的标竿，观其影长为6尺。然后，测量者向南移动标竿，每移动1 000里，标竿的影长就减少1寸。据此可设想，当标竿的日影减少六尺，则标竿就向南移动了60 000里，而此时标竿恰在太阳的正下方。据勾股定理和相似形原理可算得：测量者与太阳的距离为10万里。据记载，古希腊第一个自然哲学家泰勒斯也曾利用日影测出金字塔的高。他的方法是由一根立竿的影长和同时测得的金字塔的影长算出了金字塔的高度。泰勒斯被称为西方的“测量之祖”。泰勒斯的这一工作与陈子的工作大致在相同的时期，然而陈子的方法要比泰勒斯的方法水平高得多，泰勒斯只利用到相似三角形的知识，而陈子除了能利用相似三角形的性质外，还能熟练地运用勾股定理。

（三）物理学成就

战国时期，物理学有较大成就。《墨经》中有大量的物理学知识，其中包括杠杆原理和浮力理论的叙述，还有声学和光学的记载。关于光影关系、小孔成像等，写得很系统，被现代科学家称为“《墨经》光学八条”。

（四）医药学成就

1.先秦时期

扁鹊是战国时期最著名的医生，后代把他奉为“脉学之宗”，他采用望、闻、问、切四诊法，从脉象中诊断病情。切脉是扁鹊的主要成就。四诊法成为我国中医的传统诊病法，两千多年来一直为中医所沿用。

2.两汉时期

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。它奠定了祖国医学的理论基础。东汉的《神农本草经》是中国第一部完整的药物学著作。东汉末年的名医华佗，擅长外科手术，被人誉为“神医”，发明的麻沸散，比西方早1 600多年。东汉末年的名医张仲景，被称为“医圣”，其代表作《伤寒杂病论》是后世中医的重要经典。

3.隋唐时期

唐朝杰出的医学家孙思邈的《千金方》，全面总结历代和当时的医药学成果，并有许多创见，在我国医药学历史上占有重要地位。吐蕃名医元丹贡布编著的《四部医典》，在国内外有重要影响。唐高宗时期编修的《唐本草》，是世界上最早的、由国家颁行的药典。

4.明清时期

明朝李时珍著《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”。李时珍重视实地考察和试验观察，注意运用比较方法，所以他对药物的认识和总结具有较高的科学价值。《本草纲目》对药物的分类反映了由低级到高级的生物进化观。李时珍还提出“鸟产于林，故羽似叶”的观点，反映了他在动物适应环境、相关变异以及遗传特征等方面的新认识。

（五）地理学成就

1.南北朝时期

西晋时期，裴秀是中国古代杰出的地图学家，绘制出了《禹贡地域图》，还提出了绘制地图的原则。北魏时期，地理学家郦道元的《水经注》，通过为古书《水经》作注，以《水经》为纲，全面而系统地介绍了水道流经地区的自然地理和经济地理等诸方面的内容，是一部历史、地理、文学价值都很高的综合性地理著作。

2.明清时期

明朝徐霞客的《徐霞客游记》，对石灰岩溶蚀地貌的观察和记述，早于欧洲约两个世纪。还记录了一些地理发现，纠正了前代地理学著作中的一些错误。

（六）建筑学成就

1.先秦时期

夏、商、西周的都城是全国政治、交通中心，都城有城门供居民出入，城内有整齐宽广的街道。

2.隋唐时期

隋唐是中国古代建筑的成熟时期，取得了辉煌成就。隋朝著名建筑师宇文恺主持修建了大兴城，唐朝在此基础上扩建为长安城。长安城整体设计合理，建筑规模宏大，体现了当时城市建筑的高超技术。宇文恺采用图纸和模型结合的设计方法，是我国建筑技术上的一大突破。隋朝工匠李春设计建造的赵州桥，是世界上最早的敞肩石拱桥，在世界桥梁史上占有重要地位。

3.宋元时期

北宋末年李诫编写的《营造法式》，是我国建筑史上的杰出著作。辽代河北蓟县（今为天津市蓟州区）独乐寺、山西应县木塔，是我国著名的古代木结构建筑。金代的卢沟桥闻名中外。元大都建筑宏伟，城内有完整的排水系统。

4.明清时期

明成祖令人在元大都的基础上营建北京城，约八十万能工巧匠中，最有名的是木工蒯祥，被誉为“蒯鲁班”。北京城有三重，宫城外有皇城，皇城外有京城。宫城又称紫禁城。北京城的主体建筑都布置在中轴线上，中央官署集中在京城南部，钟楼、鼓楼位于城北。宫城的黄色琉璃瓦和红墙相配，充分体现出封建皇帝的威严。

（七）著作成就

1.农学专著

北朝时期，贾思勰的《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，是中国现存最早最完整的农书。明朝时期，徐光启的《农政全书》综合介绍了我国传统农学成就，建立了一个比较完整的农学体系。书中还引入了《泰西水法》，介绍了欧洲先进的水利技术和工具。全书60卷，分12门，其中“救荒”一门占全书三分之一，表明作者关心民间疾苦，也说明当时灾荒的严重和政局的衰败。

2.手工业专著

战国时期，出现了手工业专著《考工记》。记述了齐国官营手工业各个工种的设计规范和制造工艺，不但在我国工程记述发展史上有重要地位，在当时世界上也是独一无二的。

3.科技论著

北宋科学家沈括的《梦溪笔谈》总结了我国古代主要是北宋时期的许多科技成就，在我国和世界科技史上有重要地位。英国学者李约瑟称沈括是“中国科技史上最卓越的人物”，《梦溪笔谈》是“中国科学史的里程碑”。

4.生产技术综合著作

明代宋应星的《天工开物》总结了明代农业、手工业的生产技术。书中还收录了一些国外传来的技术，这表明海外技术的不断传入已成为人们不可缺少的知识。国外称它为“中国17世纪的工艺百科全书”。

中国古代科技发展的特点：①中国古代科技具有很强的实用性，服务于生产和巩固统治的需要。②中国古代科技著作大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直观描述，具有较强的经验性。③古代科学理论的技术化倾向严重，而这些技术又不具有开放性，没有转化为普遍的生产力。总之，中国古代科技对世界造成了重大影响，为世界科学技术做出了重大贡献。

中国古代科技成就：揭秘最重要的成果！

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