中国科技史

中国科技史中国古代的科学技术，在很长的一段时期里都居于世界领先的地位。（此种论断在科学史界，争议相当大，一般认为中国古代技术发达，但没有发展出科学的概念，如同先秦百家争鸣，却没有像西方一样，发展出哲学的概念。）中国历史上的的科学技术成就，为世界文明的发展作出了很大贡献。而中国古代科学的发展过程中，与许多国家、地区和民族的科学技术交流。李约瑟写道：“就技术的影响而言，在文艺复兴之时和之前，中国占据着一个强大的支配地位。……世界受中国古代和中世纪的顽强的手工业者之赐远远大于受亚历山大时代的技工、能言善辩的神学家之赐。”中国科学技术史上成就最大的是农学、天文学、数学和汉医学。目录1科学技术萌芽时期2先秦3秦汉4魏晋南北朝5隋唐6宋7金元8明9清朝10近现代10.1中华民国科技10.2中华人民共和国科技11参考文献11.1引用11.2书籍12扩展阅读13外部链接14参见科学技术萌芽时期中国科学技术的萌芽时期为旧石器时代和新石器时代。中国是世界早期人类文明的发源地之一，是世界上最早使用火，发明弓箭和陶器、出现农牧业、观察天文、开创医药的地区之一。开始利用蚕丝制作丝绸。先秦算筹夏商周时期奠定了中国科学技术的雏形。这时中国进入了青铜时代，青铜器的铸造冶炼技术非常高超，同时也出现了原始的瓷器。西周晚期，淄博铁山是中国冶铁的发源地[1]。到了春秋战国时期，中国古代科学技术体系基本奠定。广泛使用铁器，同时还出现了炼钢技术和铸铁柔化技术。《夏小正》成书，是中国现存最早的一部农事历书。有大规模的水利工程，包括都江堰、郑国渠等。创造十进位制。发明筹算，能进行四则运算以及乘方，开方等较复杂运算，并可以表示与计算零、负数和分数。有学者认为，筹算促成了印度－阿拉伯数字体系[2]。创造九因歌，为世界上最简便的乘法表，直到今日还在使用。出现了世界上最早的星表之一。测定了比较精确的回归年长度。中医学理论初步建立。秦汉参见：太初历《九章算术》中国古代的各个科学技术已经趋于成熟。农业上的轮作制已经确立。中医学著作《神农本草经》、《伤寒杂病论》面世。《九章算术》确定了中国古代的机械化算法化的数学体系。造纸术已发明并且得到了重大改进。造船技术已经非常成熟。长城的建造体现了中国当时建筑技术的发达。汉武帝太初元年（前104年）颁布太初历，太初历第一次计算了日月蚀发生以及行星会合的周期。落下闳在预见《太初历》不足之处曾指出：“日后八百岁，此历差一日，当有圣人定之。”此历共实行了188年。张衡发明候风地动仪，是世界上最早的地震仪。已有牵星导航技术（过洋牵星术）。发明抽水马桶，是世界上最早使用抽水马桶的国家[3]。魏晋南北朝刘徽《海岛算经》刘徽、祖冲之、张子信等对数学和天文学做出了很大贡献。刘徽《海岛算经》创造了四次重差观测术，领先世界一千余年。祖冲之圆周率领先世界一千年。裴秀提出的制图六体，创造了中国古代地图学的基础理论。贾思勰的《齐民要术》标志着农学的成熟。王叔和的《脉经》、皇甫谧的《针灸甲乙经》、陶弘景的《神农本草经集注》丰富了中医学体系。葛洪在炼丹上的研究，对中国原始的化学做出了贡献。马钧在机械制造方面的成就代表了中国古代机械制造的水平。解飞、魏猛变制造出世界上最早的车磨。隋唐隋唐时经济文化发达，使科学技术得到了很大发展。《通志‧天文略第二》中《步天歌‧太微垣》书影隋朝继承北朝与南朝的科学知识，其科技成就表现在天文历法、数学、博物学、建筑学与医学上[4]。隋朝数学发达，当时士人皆须学习简易九数，在国子监（大学）设有算学（数学系）[5]，专门数学人才的培养也在隋代才正式成立。隋朝历法比前朝更加精密。600年刘焯借由北朝张子信的数据，测定岁差为76年差一度，已接近准确值。604年刘焯制定出《皇极历》，推日行盈缩，黄道月道损益，日月食多少及所在所起，都比以前诸历精密，而且提出“等间距二次内插法”的公式。《皇极历》比过去的历法准确，虽然被排斥不得施行，但对后世历学提供了新标准[6]。定朔法、定气法也是刘焯的创见。隋文帝平定南朝陈后将南朝的浑仪、浑天象及天文图籍都集中于长安，并且命庾季才与南朝周坟参照各家星官，绘成星图。周坟与袁充等人还在太史局教授星象知识[7]。隋朝丹元子，按照东晋陈卓所定的星宫，把天上星星的步位，编成一篇七字长歌，叫做《步天歌》，文句浅显，便于传诵[8]。隋末唐初，李播写成《天文大象赋》，用诗赋描述全天星官。隋朝的星官体系十分发达，然而还有两个弱点：当时过分强调三家星的区分，使星空划分成为二元体系；在拱极区与黄道间，还有一些区域比较空白，命名的星星仍不够多。隋廷提倡博物学，在当时出现大量地方志（或称图志、图经）。隋廷明令全国各地推行方志编写[9]，最后著有《诸郡物产土俗记》、《区宇图志》与《诸州图经集》。隋炀帝又诏天下诸郡上风俗物产地图，据以编成《物产土俗记》及《区宇图志》，开中国编撰一统志之先河。朗蔚之采各地所上图经而纂成《隋诸州图经集》二百卷[10]。裴矩于大业时期在张掖掌管互市，从书传及西域商人的言论中，搜集西域山川、姓氏、风土、服章、物产等资料而写成《西域图记》。这本书还记载自敦煌通中亚诸国直至地中海的三条丝路。安济桥。建筑学方面，有名的有李春、宇文恺与何稠。610年李春于现今河北省宁晋县洨河建造安济桥[11]，安济桥是目前世界最古老的现存完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥，圆弧拱的跨度大，圆弧拱仍然够高，水上船只来往通过非常方便。安济桥桥拱不是使用半圆拱，而是使用跨度大、扁平率低的单孔1/4圆拱桥梁结构，是中国建筑史的重大成就之一[12]。另外四个小桥洞节约石料二百多立方米，又减少桥身五分之一的重量，让桥基部分的负担大大减轻。同时可以起分洪缓冲的作用，减轻洪流对桥身的冲击力量。宇文恺曾为隋炀帝造观风行殿，殿下置轮轴，离合便利，可以分开行动，也可以合成一个容纳数百人的大殿。何稠为隋炀帝造六合城。在攻城时，一夜间可以合成一座周围八里、高十仞的大城，城上能列甲士，立旗仗。另外何稠能用绿瓷制玻璃，与真玻璃无异[13]。隋朝医学相当发达，设有大医署。临床医学出现分科的趋势，大医署分为医学、药学两部分教受学生；而医学又分为医、针、按摩、咒禁四科；其中医科又分成体疗（内科）、少小（小儿科）、疮肿（外科）、耳目口齿与角法（拔罐）等五个专业[14]。由于南朝医学进步，隋朝时南北医师交往，医书流通，有利于医学的描进。《隋书‧经籍志‧子部‧医方类》中不少是南朝人的著作。南方名医许智藏有为隋炀帝治病过。隋朝也译出十余种天竺和西域的医方书，知识十分丰富。[6]。隋朝医学家以巢元方最为著名，他撰有《诸病源候论》[15]。这是中国第一部详细论述疾病分类和病因、病理的著作。书中记有用肠吻合手术治疗外伤断肠，是中国外科手术史上的重大成就。但《诸病源候论》也有不少错误，例如在〈九虫候〉中称：“蛲虫在人肠内，变化多端，发动亦能为癣，而癣内实有虫也。”事实上蛲虫跟癣没有关系。隋炀帝于大业时期敕编《四海类聚方》，全书共2600卷，专述理论，与《诸病源候论》相辅相成[14]。王孝通《缉古算经》一张唐代的星图唐朝科技相对于前代有明显进步。天文学家僧一行在世界上首次测量了子午线的长度，他还与梁令瓒合作，制成水运浑天铜仪。药王孙思邈的《千金要方》和《千金翼方》是不可多得的医书。数学家王孝通《缉古算经》在世界上第一次创立三元方程，对中国的代数学发展有重要意义。唐朝首都长安城与东都洛阳规划严整，盛唐年间极盛时人口达到80—100万。成为当时世界上最大的城市，也为后世留下了城市规划的样板。当时周边国家的首都，如当时的：日本平安京、新罗金城、高句丽平壤和渤海国上京龙泉府都是仿照长安建造。唐朝的木结构建筑规模雄浑，气魄豪迈。佛塔形式也融合了中国与印度的造型，显得千变万化，多种多样。868年，中国《金刚经》的印制是世界上已知最早的雕版印刷。中国的造纸、纺织等技术在751年的怛罗斯战役之中传入阿拉伯帝国，之后在12世纪传入西班牙，到13世纪传入意大利，到14世纪初叶传遍整个欧洲.646年，甘蔗熬糖法也从摩揭陀传入唐朝[16]。宋主条目：宋朝科技到两宋时，中国古代的科学技术发展达到了高峰。金元知不足斋丛书《测圆海镜》圆城图式四元玉鉴书影《回回药方》元朝王祯著作《农书》里所绘的印刷活字盘。1248年，金朝数学家李冶著《测圆海镜》，系统地发展了天元术，并将复杂的几何问题代数化。阿拉伯与波斯科学技术传入中国。元世祖忽必烈在尚未登基之前，就征招“回回为星学者”。他们翻译及带来诸如托勒密的《天文大集》、伊本·优努斯（又译作尤尼）的《哈基姆星表》（又译作《哈基姆历数书》）等天文学著作。1260年，元朝承金国旧制，设立司天台，1271年正式设立回回司天台，1312年设立回回司天监。后来还任用了一大批以札马剌丁（又译作扎马鲁丁、扎马剌丁）为代表的天文学家管理此类工作。元世祖至元十七年（1280年），王恂与郭守敬等完成编制《授时历》。《授时历》以365.2425天为一年，与地球绕太阳一周的实际时间只有26秒的差距。制订《授时历》时，列出了三次内插公式（招差法），还使用“垛垒、招差、勾股、弧矢之法”进行缜密计算，其中将穆斯林发明的弧三角法应用于割圆术获得“弧矢割圆术”（即球面直角三角形解法）。1303年，朱世杰著成《四元玉鉴》，将“天元术”推广为“四元术”（四元高次联立方程），并提出“消元”的解法。朱世杰亦研究各有限项级数求和问题，而且在此基础上得到高次差的内插公式。一般认为欧几里得的著作《几何原本》前六卷是明代的徐光启在意大利传教士利玛窦的帮助下翻译并引进中国的，但有学者认为早在元代，此书已经被来华的穆斯林带到中国。[17]中医学有很大发展，出现了金元四大学派。医药学在继承传统的基础上出现了“兼收并蓄、互通有无”的局面，大大丰富了医药学知识的内容。《回回药方》是中国的大型综合性回回医药学典籍，作者不详，原有36卷，少数残本现可见于北京图书馆。该书多以汉语书写，同时夹杂许多阿拉伯语与波斯语医药术语及汉语音译。从残本目录可以看出，《回回药方》是一部包括内科、外科、妇科、儿科、骨伤和皮肤病等科，具有中西特色的医学典籍。原书36卷，现存残卷4卷，残卷目录124页，每页15行，每行上下各列举一个药方。残卷约有三千余药方[18]。1291年，郭守敬指挥修建元大都至通州的运河，当中有七座水闸，这七座水闸彼此相距约半公里的地方，又设计有斗门。郭守敬的设计是通过水闸和斗门的关闭与开放，调节运河各段的水位高低，引导船舶顺畅通过。工程竣工后，元世祖亲自将这段164里长的运河命名为“通惠河”。通惠河是中国工程建设史上的杰作，其运用的巧妙方法与现在国外一些运河采用的技术是基本相同的。元世祖在位时即开始重视农业，制定了有利于农业发展的政治措施，使得农业水平有了很大的提高。[来源请求]王祯编著的《农书》有37卷，现存36卷，是中国古代一部对农业生产进行全面系统论述的著作。《农书》全书约有十三余万字与300多幅图画，全文分为《农桑通诀》、《百谷谱》、《农器图谱》三大部分。《农桑通诀》包括对农、林、牧、副、渔及水利等各个方面的综合性论述，提出“顺天之时、因地之宜、存乎其人”的农耕思想。《百谷谱》对各种农作物的品种、特性、栽培、种植、收获、贮藏和利用等知识加以介绍，将农作物分为谷、蔬、果、杂等六大类，为中国农作物分类学奠基；而对于植物性状的描述，也是此前书籍不曾有过的。《农器图谱》则是《农书》的重点部分，该部分就田制、仓廪、舟车、灌溉、蚕桑、织纤、麻芒等分为20门类，详细介绍了257种农业机械，而且配绘图谱306幅并加以文字说明，其价值超过以往所有农业机械书籍。在活字印刷术方面，王祯设计出木活字及转轮排字架，并于1298年用木活字排印《旌德县志》；其《造活字印书法》（附于《农书》书末）是最早的系统性介绍活字排版印刷术的科技文献。明王文素《算学宝鉴》书影《郑和航海图》《本草纲目》明前期，由于朝廷鼓励垦荒，所以在水利以及农业的技术上有大为的进步，手工业的繁荣，造就了像是宋应星的《天工开物》这类研究手工业的百科全书式书籍，在历史上有很重要的实用以及科学价值，明熹宗