中國古代科技成就匯總

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2018-2-6 青野云麓

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中國古代科技成就指中國古代各項(xiàng)科技成果，包括造紙、印刷、紡織、陶瓷、冶鑄等。

中國古代科技源于生活，而生活需要各種實(shí)用技術(shù)。造紙、印刷、紡織、陶瓷、冶鑄、建筑等中國人引以為豪的發(fā)明創(chuàng)造無不帶有鮮明的實(shí)用烙印。然而，時(shí)代在前行，曾經(jīng)應(yīng)用廣泛的古代實(shí)用技術(shù)，今天早已失傳或正在消失，需要我們以現(xiàn)代技術(shù)手段復(fù)原和再現(xiàn)，以今天的科學(xué)道理去揭示和闡述。

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一、天文歷法

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(1)先秦時(shí)期:①春秋時(shí)期，留下了世界上公認(rèn)的首次哈雷彗星的確切記錄。《春秋》記載，公元前613年，"有星孛入于北斗"，即指哈雷彗星，這一記錄比歐洲早六百多年。②春秋時(shí)期我國歷法已經(jīng)形成自己固定的系統(tǒng)，基本上確立19年7閏的原則，這比西方早160年。③戰(zhàn)國時(shí)期，出現(xiàn)了世界上最早的天文學(xué)著作《甘石星經(jīng)》，其中有豐富的天文記載，反映了那個(gè)時(shí)期人們對天文的認(rèn)識。(《甘石星經(jīng)》的真?zhèn)斡写遄?

(2)兩漢時(shí)期:①漢武帝時(shí)，天文學(xué)家制訂出中國第一部較完整的歷書《太初歷》，開始以正月為歲首。②西漢關(guān)于太陽黑子的記錄，被世界公認(rèn)為是有關(guān)太陽黑子的最早記錄。③東漢時(shí)，張衡從日、月、地球所處的不同位置，對月食作了最早的科學(xué)解釋。④張衡發(fā)明制作的地動儀，可以遙測千里以外地震發(fā)生的方向，比歐洲早1700多年。

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(3)隋唐時(shí)期:①唐朝天文學(xué)家僧一行制定的《大衍歷》比較準(zhǔn)確地反映了太陽運(yùn)行的規(guī)律，系統(tǒng)周密，表明中國古代歷法體系的成熟。②僧一行還是世界上用科學(xué)方法實(shí)測地球子午線長度的創(chuàng)始人。在實(shí)測中他認(rèn)識到，在小范圍有限的空間里得到的認(rèn)識，不能任意向大范圍甚至無際的空間推演，這是我國科學(xué)思想史上的一大進(jìn)步。

(4)宋元時(shí)期:①北宋科學(xué)家沈括的突出貢獻(xiàn)在天文學(xué)方面，把四季二十四節(jié)氣和十二個(gè)月完全統(tǒng)一起來的"十二氣歷"更加簡便，有利于農(nóng)事安排。②元初設(shè)立太史局編制新歷法。③元朝杰出天文學(xué)家郭守敬，提出"歷之本在于測驗(yàn)，而測驗(yàn)之器莫先儀表"的正確主張，創(chuàng)制了簡儀和高表等近二十件天文觀測儀器，主持了全國范圍的天文測量。④郭守敬主持編定《授時(shí)歷》，一年的周期與現(xiàn)行公歷基本相同，但問世比現(xiàn)行公歷早300年。

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二、數(shù)學(xué)成就

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(1)兩漢時(shí)期:《九章算術(shù)》約成書于東漢，分九章介紹了許多算術(shù)命題及其解法，是當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的應(yīng)用數(shù)學(xué)，它的出現(xiàn)標(biāo)志中國古代數(shù)學(xué)形成了完整的體系。

(2)南北朝時(shí)期:①魏晉時(shí)期的數(shù)學(xué)家劉徽，運(yùn)用極限理論，提出了計(jì)算圓周率的正確方法。②南朝祖沖之精確地計(jì)算出圓周率是在3.1415926-3.1415927之間，這一成果比外國早近一千年。它的專著《綴術(shù)》對數(shù)學(xué)發(fā)展有杰出的貢獻(xiàn)。

《周髀算經(jīng)》簡介：在中國古代算書中，《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》、《孫子算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《夏侯陽算經(jīng)》、《孫丘建算經(jīng)》、《海島算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》、《綴術(shù)》、《緝古算機(jī)》等10部算書，被稱為"算經(jīng)十書"。其中闡明"蓋天說"的《周髀算經(jīng)》，被人們認(rèn)為是流傳下來的中國最古老的既談天體又談數(shù)學(xué)的天文歷算著作。它大約產(chǎn)生于公元前2世紀(jì)，但它所包含的史料，卻有比這更早的。其中提到的大禹治水時(shí)所應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識，成為現(xiàn)存文獻(xiàn)中提到最早使用勾股定理的例子。 (二)勾股定理現(xiàn)在流傳的《周髀算經(jīng)》，都不是原來的著作，都經(jīng)后人修改和補(bǔ)充過?！吨荀滤憬?jīng)》的本文，是周公與商高的問答部分;接下去的榮方與陳子問答部分，是《周髀算經(jīng)》的續(xù)文。 據(jù)《周髀算經(jīng)》記載:"故折矩以為句廣三，股 四，徑隅五。既方其外，半之一矩，環(huán)而共盤，得三、四、五。兩矩共長二十有五，是謂積矩。故禹之所以治天下者，此數(shù)之所 由生也。" 這段話的意思是:將矩的兩直角邊加以折算成一定的比例， 短直角邊長(句)3，長直角邊長(股)4，弦就等于5， 得成3、4、5(如右圖)。句(即勾)、股平方之和為25，這稱為積矩。大禹所用的治天下(指治水)的方法，就是從這些數(shù)學(xué)知識發(fā)展出來的。 在世界數(shù)學(xué)史上，一般把勾股定理歸功于公元前5世紀(jì)左右發(fā)現(xiàn)它的古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯，因?yàn)樗岢隽硕ɡ淼囊话阈问降臄⑹龊妥C明，我國則稍晚。但實(shí)際上，商高關(guān)于勾股定理的認(rèn)識，要比畢達(dá)哥拉斯早得多。

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《周髀算經(jīng)》成書于公元前2世紀(jì)左右，所記載的周公與商高問答的事是在公元前11世紀(jì)左右。這個(gè)事實(shí)證明我國古代數(shù)學(xué)家獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用了勾股定理的一般情形，要比外國早得多。 (三)(測高、深、遠(yuǎn)的方法)測量太陽高度 陳子是周代的天文算學(xué)家，榮方是當(dāng)時(shí)天文算學(xué)家的愛好者。在陳子教給榮方的各種數(shù)據(jù)計(jì)算的具體方法中，我們可以發(fā)現(xiàn)在二千六七百年前，我國對勾股定理的應(yīng)用已達(dá)到十分熟練的程度。 陳子測量太陽高度的方法可敘述為:當(dāng)夏至太陽直射北回歸線時(shí)， 在北方立一8尺高的標(biāo)竿，觀其影長為6尺。然后，測量者向南移動標(biāo)竿，每移動1000里，標(biāo)竿的影長就減少1寸。據(jù)此可設(shè)想，當(dāng)標(biāo)竿的日影減少六尺，則標(biāo)竿就向南移動了60000里，而此時(shí)標(biāo)竿恰在太陽的正下方。據(jù)勾股定理和相似形原理可算得:測量者與太陽的距離為10萬里。 據(jù)記載，古希臘第一個(gè)自然哲學(xué)家泰勒斯也曾利用日影測出金字塔的高。他的方法是由一根立竿的影長和同時(shí)測得的金字塔的影長算出了金字塔的高度。泰勒斯被稱為西方的"測量之祖"。泰勒斯的這一工作與陳子的工作大致在相同的時(shí)期，然而陳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識，而陳子除了能利用相似三角形的性質(zhì)外，還能熟練地運(yùn)用勾股定理。

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三、物理學(xué)成就

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戰(zhàn)國時(shí)期:物理學(xué)有較大成就?！赌?jīng)》中有大量的物理學(xué)知識，其中包括杠桿原理和浮力理論的敘述，還有聲學(xué)和光學(xué)的記載。關(guān)于光影關(guān)系、小孔成像等，寫的很系統(tǒng)，被現(xiàn)代科學(xué)家稱為"《墨經(jīng)》光學(xué)八條"。

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四、醫(yī)藥學(xué)成就

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(1)先秦時(shí)期:扁鵲是戰(zhàn)國時(shí)期最著名的醫(yī)生，后代把他奉為"脈學(xué)之宗"，他采用望聞問切四診法，從脈象中診斷病情。切脈是扁鵲的主要成就。四診法成為我國中醫(yī)的傳統(tǒng)診病法，兩千多年來一直為中醫(yī)所沿用。

(2)兩漢時(shí)期:①戰(zhàn)國問世、西漢編定的《黃帝內(nèi)經(jīng)》是我國現(xiàn)存較早的重要醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)。它奠定了祖國醫(yī)學(xué)的理論基礎(chǔ)。②東漢的《神農(nóng)本草經(jīng)》是中國第一部完整的藥物學(xué)著作。③東漢末年的名醫(yī)華佗，擅長外科手術(shù)，被人譽(yù)為"神醫(yī)"，發(fā)明的麻沸散，比西方早1600多年。④東漢末年的名醫(yī)張仲景，被稱為"醫(yī)圣"，其代表作《傷寒雜病論》是后世中醫(yī)的重要經(jīng)典。

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(3)隋唐時(shí)期:①唐朝杰出的醫(yī)學(xué)家孫思邈的《千金方》，全面總結(jié)歷代和當(dāng)時(shí)的醫(yī)藥學(xué)成果，并有許多創(chuàng)見，在我國醫(yī)藥學(xué)歷史上占有重要地位。②吐蕃名醫(yī)元丹貢布編著的《四部醫(yī)典》，在國內(nèi)外有重要影響。③唐高宗時(shí)期編修的《唐本草》，是世界上最早的、由國家頒行的藥典。

(4)明清時(shí)期:明朝李時(shí)珍《本草綱目》，記載藥物一千八百多種，方劑一萬多個(gè)，全面總結(jié)了16世紀(jì)以前的中國醫(yī)藥學(xué)，被譽(yù)為"東方醫(yī)藥巨典"。李時(shí)珍重視實(shí)地考察和試驗(yàn)觀察，注意運(yùn)用比較方法，所以他對藥物的認(rèn)識和總結(jié)具有較高的科學(xué)價(jià)值?！侗静菥V目》對藥物的分類反映了由低級到高級的生物進(jìn)化觀。李時(shí)珍還提出"鳥產(chǎn)于林，故羽似葉"的觀點(diǎn)，反映了他在動物適應(yīng)環(huán)境、相關(guān)變異以及遺傳特征等方面的新認(rèn)識。

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五、地理學(xué)成就

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(1)南北朝時(shí)期:①西晉時(shí)期，裴秀是中國古代杰出的地圖學(xué)家。繪制出《禹貢地域圖》，還提出了繪制地圖的原則。②北魏時(shí)期，地理學(xué)家酈道元的《水經(jīng)注》，通過為古書《水經(jīng)》作注，以《水經(jīng)》為綱，全面而系統(tǒng)地介紹了水道流經(jīng)地區(qū)的自然地理和經(jīng)濟(jì)地理等諸方面的內(nèi)容，是一部歷史、地理、文學(xué)價(jià)值都很高的綜合性地理著作。

(2)明清時(shí)期:明朝徐霞客的《徐霞客游記》，對石灰?guī)r溶蝕地貌的觀察和記述，早于歐洲約兩個(gè)世紀(jì)。還記錄了一些地理發(fā)現(xiàn)，糾正了前代地理學(xué)著作中的一些錯(cuò)誤。

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六、建筑學(xué)成就

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(1)先秦時(shí)期:夏、商、西周的都城是全國政治、交通中心，都城有城門供居民出入，城內(nèi)有整齊寬廣的街道。

(2)隋唐時(shí)期:隋唐是中國古代建筑的成熟時(shí)期，取得了輝煌成就。①隋朝著名建筑師宇文愷主持修建了大興城，唐朝在此基礎(chǔ)上擴(kuò)建為長安城。長安城政體設(shè)計(jì)合理，建筑規(guī)模宏大，體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)城市建筑的高超技術(shù)。②宇文愷采用圖紙和模型結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，是我國建筑技術(shù)上的一大突破。③隋朝工匠李春設(shè)計(jì)建造的趙州橋，是世界上最早的敞肩石拱橋，在世界橋梁史上占有重要地位。

(3)宋元時(shí)期:①北宋末年李誡編寫的《營造法式》，是我國建筑史上的杰出著作。②遼代河北薊縣獨(dú)樂寺、山西應(yīng)縣木塔，是我國著名的古代木結(jié)構(gòu)建筑。③金代的盧溝橋聞名中外。④元大都建筑宏偉，城內(nèi)有完整的排水系統(tǒng)。

(4)明清時(shí)期:明成祖令人在元大都的基礎(chǔ)上營建北京城，約八十萬能工巧匠中，最有名的是木工蒯祥，被譽(yù)為"蒯魯班"。北京城有三重，宮城外有皇城，皇城外有京城。宮城又稱紫禁城。北京城的主體建筑都布置在中軸線上，中央官署集中在京城南部，鐘樓、鼓樓位于城北。宮城的黃色琉璃瓦和紅墻相配，充分體現(xiàn)出封建皇帝的威嚴(yán)。

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七、著作成就

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(1)農(nóng)學(xué)專著:①北朝時(shí)期，賈思勰《齊民要術(shù)》，系統(tǒng)地總結(jié)了6世紀(jì)以前黃河中下游地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、食品的加工與貯藏、野生植物的利用等，是中國現(xiàn)存最早最完整的農(nóng)書。②明朝時(shí)期，徐光啟《農(nóng)政全書》。綜合介紹了我國傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)成就，建立了一個(gè)比較完整的農(nóng)學(xué)體系。書中還引入了《泰西水法》，介紹了歐洲先進(jìn)的水利技術(shù)和工具。全書60卷，分12門，其中"救荒"一門占全書三分之一，表明作者關(guān)心民間疾苦，也說明當(dāng)時(shí)災(zāi)荒的嚴(yán)重和政局的衰敗。

(2)手工業(yè)專著:戰(zhàn)國時(shí)期，出現(xiàn)了手工業(yè)專著《考工記》。記述了齊國官營手工業(yè)各個(gè)工種的設(shè)計(jì)規(guī)范和制造工藝，不但在我國工程記述發(fā)展史上有重要地位，在當(dāng)時(shí)世界上也是獨(dú)一無二的。

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(3)科技論著:北宋科學(xué)家沈括《夢溪筆談》，總結(jié)了我國古代主要是北宋時(shí)期的許多科技成就，在我國和世界科技史上有重要地位。英國學(xué)者李約瑟稱沈括是"中國科技史上最卓越的人物"，《夢溪筆談》是"中國科學(xué)史的里程碑"。

(4)生產(chǎn)技術(shù)綜合著作:明代宋應(yīng)星的《天工開物》，總結(jié)了明代農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)。書中還收錄了一些國外傳來的技術(shù)，這表明海外技術(shù)的不斷傳入已稱為人們不可缺少的知識。國外稱它為"中國17世紀(jì)的工藝百科全書"。

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