明清两代的重大科学发现和一切领域内的工艺技术发明.doc

明清两代的重大科学发现和一切领域内的工艺技术发明 明清时期，在我们的印象中，朝廷已经开始限制对外交往，中国在科技工艺方面已经开始走下坡路，比不上西方先进的科学技术，因此总会觉得在这个时期缺少重大的科学成就。但事实并不是这样，明清时期的科学成就还是很值得了解的，并不是一无是处。下面我就分若干个方面来介绍一下明清时期的重大科学成就。一、地理学方面说到明清两代的地理学方面的重大科学发现，自然就会联想到徐霞客和他的徐霞客游记。徐霞客（15871641），名弘祖，字振之，号霞客，是明代著名的旅行家、地理学家、散文家，是中国以旅行为毕生事业的第一人。他22岁出游，花费30余年游历了大半个中国，并且将自身游历中观察所得，按照日记形式记载，在其去世后，根据他的考察记载，后人整理成书（因在旅途中有所散佚，保存下来的仅约为原稿的六分之一），即成为举世闻名的徐霞客游记。徐霞客游记是我国最早的野外考察记录，是我国最早的详细记录所经过地区地理环境的游记，同时也是世界上最早记述喀斯特地貌，并且详细考证其成因的书籍，领先西方国家200多年。在16301640年期间，徐霞客在广西、贵州、云南等地考察，对整个西南地区的喀斯特地貌的分布、类型、成因、差异等进行了详细全面的考察和具体的记载，并明确认识到形成这一地貌的重要原因。徐霞客游记中还纠正了一些古代地理文献资料的错误。禹贡中记载：“岷山导江”，致使人们长期以来一直误把岷江当作长江的正源，徐霞客经过实地考察，指出长江的正源是金沙江。徐霞客还对云南地区的火山遗迹进行了调查，科学详尽地记录和解释了火山喷发出来的红色的浮石质地，并对这个地区的地热现象进行了描述。徐霞客游记同样也是研究我国民族和历史地理的珍贵资料，因为它记述了西南地区苗族、瑶族、彝族、壮族、白族、纳西族等少数民族的经济、历史、地理和风俗习惯。清朝也有类似徐霞客游记的形式的地理专著，如图理琛所著的异域录和杨宾所著的柳边纪略。图理琛（16671740），字瑶圃，姓阿颜觉罗，满洲正黄旗人。康熙五十一年（1712）四月，受皇帝命令，去伏尔加河下游地区的土尔扈特部（蒙古族）进行慰问。五月由京师启程，沿途经过蒙古高原、西伯利亚、乌拉尔山，穿越俄罗斯，终于到达目的地，交递谕旨，完成了使命。后将奏呈的报告刊印出来成为异域录。记述所经地方的山川河流、地理形势、物产民俗、动植物分布、道路远近等。书中除对蒙古少许记述外，基本部分都是记述俄国的。卷首所附图理琛绘制的俄国地图，虽失于过简，却是国人实地考察后绘成的第一幅俄国地图，异域录也就成为中国第一本介绍俄国区域地理的专著。而柳边纪略则写的是杨宾去宁古塔一路上的地理沿革、山川聚落、风土景物、语言习俗等。其次，清朝在地理学方面的工艺技术主要表现在地理大绘测上。在康熙时期，由于疆域的变迁而产生的对实际领土丈量的需要，中俄战争后了解俄国侵略中国路线的迫切，以及西方地图中对于中国部分的准确性和西方科学知识的先进性。使得乾隆认识到确实有必要绘制一份精确详实的中国地图。经过10年的艰苦工作和不懈努力，终于在康熙五十七年（1718），绘制出了一部包括长城南部15个省份，东北，哈密地区以及西藏地区的地图皇舆全览图。中国传统地图的绘制，主要采用的是在裴秀六体的基础上计里画方，而皇舆全览图的测量方法是同时使用了西方天文大地测量和三角测量两种方法。绘制地图之前就已经做好投影、比例尺和分幅等方面的原则规定。采用正弦曲线等面积伪圆柱投影，这种绘测方法在西方国家没有进行过或者有进行而没有完成，在当时堪称处于世界前列。也是在这次测绘中发现了珠穆朗玛峰，并在皇舆全览图中标明，具有世界性的意义。皇舆全览图在中国和世界科学史上具有重要的地位，它是中国第一部有文献可证的实测地图，它是雍正十排图、乾隆十三排图以及晚清各种地图产生的基础，为民国初年的中国民国新地图也提供了数据，它也成为欧洲认识、了解中国的一个重要媒介。二、农业方面明清时期，为了应付日益增长的人口需要，人们加强了对土地的利用，促进了多熟制的发展。十八世纪中叶以后，山东、河北、陕西关中等地已经较为普遍地实行了三年四熟或者两年三熟。这种农作制度经过逐步完善，到十九世纪前期，已经基本成熟。而北方由于受到自然条件的限制，北方的一岁数收主要是通过间作套种来完成的。明清时期土地的深入利用，使得人们在与水争田、与山争田的同时，还加紧了对盐碱地、冷浸田、海涂、低产田的改良和利用，还促进了桑基鱼塘的形成和发展，更引进了甘薯、玉米和棉花等新作物。明清时期不仅土地得到了进一步的利用，中国传统农业的耕作栽培技术也得到了进步一的发展和完善。北方旱地耕作形成了深浅深耕作法，南方水田的深耕得到提倡，为了配合深耕还出现了套耕的耕作方法。肥料的种类和制取方法也得到了发展，主要的肥料有厩肥（养猪、养羊积肥）、熏土、泥肥、饼肥、磷肥（骨灰和灰粉）、绿肥等，在肥料的加工方面，出现了煮粪和粪丹。肥料的使用方法上也出现了著名的“看苗施肥”技术。最能代表明清时期耕作栽培技术的是“亲田法”， 亲田法是明代耿荫楼在国脉民天中提出的，它综合了区田法和代田法的某些特点，即在大块土地中选出小块土地进行人力和物力的倾斜投资，以争取小块土地的隐产和高产，以后逐年轮换，可以起到改良土壤的作用。对农业的发展起到很大的推动作用。伴随明清农业技术的进步，农书大量增加，其中最为著名的当属徐光启（15621633）的农政全书。全书分为农本、田制、种植、牧养、制造、垦荒、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、蚕桑广类等12门，包括历代农书所涉及的各个方面，并将这些归纳在一个完整的体系中。农政全书集录了前代农业的重农思想、农业政策和农业技术的精华，系统地展示了我国传统农业的博大精深，批判了“唯风土论”，推动了新作物的传播，还总结出一些具有独创性的耕作、饲养制度。除了最具代表性的农政全书，地方性的农书也大量出现，这类书都是以一个特定的地区为对象的，因此比较详细切实，具有实用性、经验性和可行性。主要有天津宝坻地区袁黄在1591年所写的宝坻劝农书，主要内容包括天时、地利、田制、播种、耕治、灌溉、粪壤、占验等八篇；浙江涟川、归安地区的沈氏于1640年所写的沈氏农书，主要内容是逐月事宜、运天地法、蚕务及家常日用；浙江桐乡地区的张履祥在1658年所著的补沈氏农书之缺的补农书；江西奉新地区的刘应棠于1674年所写的梭山农谱，记录了从种到收的水稻生产全部过程以及一系列书籍。救荒本草以及应用植物学的产生也是明清时期农学发展的一个特点，对于开创野生食用植物的研究具有深远的影响。三、医药学方面1406年，由明太祖第五子周定王朱橚主持，教授滕硕、长史刘醇等人执笔汇编而成的普济方初刻本刊印。普济方是我国古代最大的一部方书，书中搜集了明以前的医籍和有关著作，并将其分类整理而成，全书大致分为12部分，编次条理清晰，内容丰富，包括总论、脏腑身形、伤寒杂病、外科、妇科、儿科、针灸等。它同时也是一本十分实用的书，从古到今的药方，这本书中记录的最为完备，它在所列的每一病症之下都列了一些方子，学者或者医生只要依照病症查询药方，最后在各个药方之间选择一下即可，是十分宝贵的医学文献资料。15671572年，明代的劳动人民已经开始用接种人痘的方法来预防天花。接种人痘预防天花是人工免疫法的开端，是中国医学史上的重大成就，对整个人类都有非常深远的影响。到十七世纪，我国种痘的技术已经相当完善，并且在全国范围内得到推广，惠及人民大众。也是在同一时期，中国这种先进的种痘法开始传入欧洲，为拯救千千万万的性命发挥作用。1590年，由明代李时珍（15181593）深入民间广泛调查研究，向劳动人民学习，并亲身实践，采药尝药，进行药理实验和临床观察，经过数十年的努力，收集了大量药物和药方，批判并继承了十六世纪以前我国医药学上的成就，写成了巨著本草纲目。本草纲目把原来中国在药物分类上的上、中、下三品分类法改为“析族区类，振纲分目”的科学分类方法，这种分类方法已经是按自然演化的系统来进行分类，符合了从低级到高级的进化。还纠正了前人的许多错误，如南星与虎掌本来是同一种药物，过去却被误认为是两种；苏颂在图经本草中将天花、括楼分写两处，其实是同一种植物等等，诸如此类的错误都予以一一纠正。并且在书中加入了许多新的药物，对某些药物的疗效做了进一步的描述，记载了大量宝贵的医学资料，如附方、验方、治验病案和医学史料等。本草纲目除了在医药学方面贡献重大，在生物学、化学、天文学、地理学、地质学、采矿、历史学和草本学方面也有一定的贡献。1601年，由明代杨继洲（15221619）原著、靳贤补辑重编的针灸大成刊行，在早年撰写的卫生针灸玄机秘要一书的基础上，进一步汇集了多种针灸文献，首论内经、难经中有关针灸的论述，其次还有针灸歌赋选、经络腧穴、刺法针法、灸法、针灸证治、杨继洲医案和小儿按摩法。针灸大成总结了明以前中国针灸的主要学术经验，其中特别是收载了众多的针灸歌赋；重新考定了穴位的名称和位置，并附以全身图和局部图；阐述了历代针灸的操作手法，加以整理归纳；记载了各种病症的配穴处方和治疗验案。针灸大成是中国针灸学的又一次重要总结，也是明以来三百年间流传最广的针灸著作。书刊出以后，还受到了国际的认可。1642年，吴有性所著的中国第一部系统研究急性传染病的医学书籍瘟疫论（又名温疫论）出版。瘟疫论一书提出了当时对传染病的称呼，疫病的病因是非其时而有其气，认为伤寒等病是由于感受天地之常气而致病，而疫病则是感天地之疫气致病，将瘟疫与其他热性病区别开来，从而使传染病病因突破了前人六气学说的束缚，在我国第一次建立了以机体抗病功能不良，感染戾气为发病原因的新论点。瘟疫论一书对后世影响很大，清代的一些著名医家都在此基础之上或多或少的有所发挥和创造，直到今天，一些传染病的治疗方法还是根据书中的理论和经验而产生的。1830年，王清任访验脏腑四十二年写成医林改错，是对于我国中医解剖学具有重大革新意义的著作。本书有约有三分之一为解剖学内容，是王清任亲眼所见，辨认胸腹内脏器官，与古代解剖作比较，画出他认为是正确的十三幅改正过后的解剖图，所改十分准确，但也有一些错失之处，例如他否定天花病因的“胎毒论”、否定“胎在子宫、分经轮养”之论，认为“抽风不是风”，是因气虚而血瘀。这些错误也是由于时代局限，不能亲自动手解剖所致。四、手工业方面明清两代，手工业技术有了新的提高。瓷业，尤其是景德镇，在制瓷时，不仅有拉坯车，更使用了旋坯车，旋坯车的使用，代替了竹刀旋坯，既提高了生产效率，又使旋转出的瓷坯更为精细和规格化。施釉的方法也有了进步，采用吹釉发，使施釉更加均匀光泽。彩色瓷器也已经有了发展。玻璃制造业有较大的进步，可以生产出透明玻璃和颜色多达十五种以上的单色不透明玻璃，所制的玻璃器物种类丰富，造型美观。丝织技巧有了新的提高。明代时提花织机日渐推广，有花机、腰机、结花等各种技术。在绫绢上提花，织时要一梭一提，使纵综浮起；在沙罗上的提花技巧则是要在织时来提梭，往不提梭地使横综纹结而成。织罗法中有软综、硬综、桄综，以及五梭、三梭、两扇、八扇等技巧。到清代时，丝织提花的技术就更为高超。出产的主要提花品种有妆花纱、妆花缎、妆花绢等等。妆花就是多彩丝绸织花，用这种方法织出来的花纹就像是从幅面上挖出来的。明清时期丝织技巧上的成就还表现在妆花丝布和改机上。妆花丝布是用棉纱作为经线、蚕丝作为纬线交织而成的，它用纬丝显花，看起来花明地暗，是种花色优美的丝布。改机是一种高级丝织品，是福建建漳州丝织工匠林洪创制的一种薄锦。他把用五层经丝织制的织品，改为四层经丝织制，织出了比较细薄实用的新品种。这种织品的花纹，正反如一，但是正面的花纹及地色恰好与反面的相反，十分精美。冶铁技术在明清时代也有了显著的进步。第一、炼制熟铁时，使炼铁炉里流出的铁水直接流进炒铁炉炒成熟铁，节省了铁水凝成生铁、再把生铁熔化成熟铁的过程。在欧洲，这种冶炼熟铁的方法，直到十七世纪才开始使用。第二、炼铁炉的连续冶炼，所使用的办法是在铁水流出后，用泥土堵塞出铁口，鼓风继续冶铁，这就大大缩短了炼铁的时间。第三、由灌钢冶炼法发展到苏钢冶炼法，提高了炼钢的效率。提到明清手工业，自然浮现的就是宋应星（15871661）所著的天工开物，刊于1637年。天工开物是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合著作，对中国古代的各项技术进行了系统地总结，构成了一个完整的科学技术体系，书中记述的许多技术，一直沿用到近代，被欧洲学者称为“17世纪的工艺百科全书”。五、天文历法方面崇祯年间，使用元代郭守敬等人编制的授时历，随着时间的推移，这部书的误差也越来越大，因此徐光启提出改历，于1629年7月开始编撰一部新的丛书崇祯历书，由徐光启监督。崇祯历书从多方面引进了欧洲古典天文学知识，包括基本理论、天文表、必需的数学知识（主要是平面及球面三教学和几何学）、天文仪器技艺传统方法与西法的度量单位换算表五类。崇祯历书中编制有完备的恒星图，并采用新的测算法，可以精密地预测日食和月食，是中国天文历法中可贵的遗产。王锡阐（16281682），字寅旭，号晓庵，江苏吴江人。精通中国的数学与天文历算，同时吸取西方历数之学的优点而去其缺点，贯通中西，取中西之长以达会通，著有晓庵新法等十几种天文学著作，促进了中国历算学的发展。他在著作历说中指出了当时西方历法的若干缺点与错误。在晓庵新法中首创日、月食的初亏和复圆方位角的计算方法；其计算昼夜长短和月亮、行星的视直径等方法，有许多和现在球面天文学中的方法完全相同；他所创的金星凌日的计算方法达到了十分精确的程度，是当时世界上独一无二的。梅文鼎（16331721），字定九，号勿庵，宣城人。以毕生的精力，从事于我国古代历算学的整理和阐发，同时也对西洋科学加以研究和介绍。他写的古今历法通考，是中国第一部历学史。他的数学巨著中西数学通，几乎总括了当时世界数学的全部知识，达到当时中国数学研究的最高水平。六、水利方面河防一览是明代治河专家潘季驯（15211595）的专著，是我国古代最重要的河工专著，全书共14卷，记录了潘季驯治理黄河的基本思想和主要措施，成书于万历十八年（1590）。他在书中系统地阐述了“以河治河，以水攻沙”的治河主张，提出了加强堤防修守的一整套制度和措施，是十六世纪中国水利科学技术水平的重要标志，对后世治河产生了重要影响。明代还有几部较重要的河工著作，如弘治九年（1496）王琼著的漕河图志，嘉靖十