中国科技发展历程

中国科技发展历程 原始社会 当代 佃杰国际商务2015 9 4 前言 本内容展示将以历史朝代为经 以重要学科或科技成就的发展脉络为纬 综合概述中国科学技术的主要发展进程和重大的科技成就 本内容研究目的 一方面是为学习服务 提升我们的学习兴趣 或许可以帮助我们找到一些精神偶像 了解中国是如何由一个完全封闭的国家逐渐跻身于世界经济潮流中的 主要内容 原始社会 隋唐时期 夏商周 宋元时期 春秋战国 明清时期 秦汉时期 近现代 魏晋南北朝 建国以后 一 原始社会 背景 特殊的地理环境和自然条件决定了中国上古文明及科技发展的独特风貌和自成体系 1 中国地处一个相对独立的地理大单元 中华文明一脉相承 连绵不断 持续发展 2 丰富多样的地质 地貌和气候条件 为人们提供了独特的生态环境和生活资源 3 黄河 长江等江河孕育了文明 特别是农业文明 4 原始人的群居生活 保证持续不断的生产活动和劳动经验的世代继承 为生活的改善 生产的发展创造了有利条件 主要成果 劳动工具的制造和火的使用采集与渔猎技术原始农业技术原始工艺技术自然科学知识的萌芽 石器 选择石料 砾石 石英较多 少有燧石石核 生产石器的母石石器据用途的分类 打击或修理石器用的石工具 如石锤与石钻 石工具 不规整的砍砸器 带刃口的刮削器和一端尖锐的尖状器 后又出现石制手斧 石球和石镞新石器时候标志性的磨制石器 晚期出现了铲 斧 锛 凿 刀 镰 矛 镞 磨盘 磨棒 纺轮 网坠等 砍砸器 旧石器时代贵州省黔西县观音洞出土长13厘米 12厘米砍砸器是旧石器时代的一种形体较大的工具 器身厚重 有钝厚曲折的刃口 可起到砍劈 锤砸和挖掘等多种作用 因而可以用于砍树 做木棒 挖植物块根 砸坚果等工作 骨哨 骨哨均用一截禽类的骨管制成 一侧刻孔 有的骨管内还插一根可以移动的肢骨 用以调节声调 河姆渡遗址出土有大量的野生动物遗骨 其中鹿科动物居多 仅鹿角即有400多件 可知当时人们狩猎的对象主要是鹿类 河姆渡氏族获鹿丰厚 与骨哨的使用关系甚大 猎人利用骨哨模拟鹿的鸣叫 吸引异性 伺机诱杀 新石器时代浙江省余姚市河姆渡出土长6 10厘米 新石器时代的玉器 新石器时代龙山文化 乳白色 局部有褐色浸蚀 体扁平 头像作侧视 以阴线刻一橄榄形目 头顶有一椭圆形发髻 鹰钩形鼻 嘴微张 脑后有外凸的耳形脊 玉人头饰头下有颈 嘴角处有一个穿圆孔 可供佩系 陕西神木出土 现藏陕西省博物馆 高 厘米 火的使用 古书中有 燧人氏 教民 钻燧取火 以化腥臊 的记载 元谋人和蓝田人已留下了用火的遗迹 北京人使用火证据确凿 火的保存和使用是人类技术史上的一项伟大发明 它使原始人类从蒙昧走向文明 就世界性的解放作用而言 磨擦生火还是超过了蒸汽机 因为磨擦生火第一次使人支配了一种自然力 从而最终把人同动物界分开 恩格斯 采集与渔猎 旧石器时代中 晚期 部落人口的增加 采集范围扩大到植物根茎 挖掘利用了工具采集的食物也包括昆虫和软体动物 广西柳州的白莲洞遗址打猎 群体性活动 如鹿 羊 马 野猪等打猎用工具 如石球捕鱼 丁村遗址中的鱼骨 山顶洞人的鲩鱼眼上骨旧石器晚期开始使用弓箭 新石器时代常用鱼镖 弓箭的发明 在旧石器晚期的遗址中 发现有石镞 弓箭在火器发明以前 一直是人们使用的重要武器之一 弓箭对于蒙昧时代 正如铁剑对于野蛮时代和火器对于文明时代一样 乃是决定性的武器 恩格斯 山西朔县峙峪遗址出土的石镞 原始农牧业 包牺氏没 神农氏作 斫木为耜 揉木为耒 耒耨之利 以教天下 包牺氏之王天下也 作结绳而为网罟 以佃以渔 因天之时 分地之利 制耒耜 教民农作 神农尝百草 释米加烧石上而食之 神农氏耕而作陶 神农氏也称炎帝 刀耕火种 神农氏 原始手工艺技术 制陶 陶器是新石器时代遗址中最常见的遗物 也是这一时期工艺技术水平的代表性器物 陶器的发明是一个重大的技术突破 它既能改变物体的性质 又能比较容易塑造便于使用的物体的形状 既具有新的技术意义 又具有新的实用价值 它使人们处理食物的方法除烧烤之外 增添了煮蒸的方法 陶制储存器可以使谷物 水和液态食物便于存放 陶制纺轮 陶刀 陶锉之类的工具则在生产中发挥了重要作用 对于定居下来的农业生产必不可少 陶罐 这件陶罐是迄今在中国境内发现的年代最早的成型陶器之一 陶器的出现是新石器时代开始的重要标志之一 据此可以认定中国的新石器时代起源于1万年以前 大致与西亚的新石器时代的起源年代相当 这种陶罐出土于仙人洞的下层 当时人们还居住在洞穴之内 使用的生产工具是磨制的各种骨角器和打制 磨制的石器 反映出当时的生产经济以渔猎和采集为主 仙人洞下层出土的一些陶片 全为夹粗砂红陶 火候低 陶色不纯 厚薄不均 内壁凹凸不平 系用手捏制成器 制陶技术相当原始 新石器时代1962年江西省万年县仙人洞出土口径20厘米 高18厘米 纺织技术 嫘祖养蚕中国是世界上最早利用蚕丝的国家 并且在相当长的时间内 是唯一这样的国家 先民们在五六千年以前就已开始饲养家蚕 石纺轮 1972年河姆渡遗址T251第三文化层 距今6500 6000年 出土 直径5 6cm 厚0 7cm 孔径0 8cm 暗红色叶腊石 质较软 器形呈扁平圆饼形 中心有一从上向下单面钻成的小圆孔 整器磨制较精细 为纺线工具 骨针 长9 0 6 4cm 用较粗大的兽骨裁成细条 然后磨制 体形精细小巧 针尾扁平 均有不太圆的针眼 针眼的孔壁不甚光滑 大小形状与今日缝麻袋的钢针相近 用途也相似 是缝纫工具 骨针后端针眼仅0 1cm 要求缝纫用的线质量较高 不但要细 而且要软而坚韧 从侧面反映出当时纺织业的发达 1977年河姆渡遗址第四 第三文化层 距今7000 6000年 出土 建筑技术 远古时候 人们 构木为巢 或利用天然的洞穴作为居所 新石器时代已普遍建造住房 在地势高亢地区出现了半地穴式和原始地面建筑 在湿热的沼泽地带则出现干栏式房屋 河姆渡文化保存有干栏式建筑遗址 在当时使用石制工具的情况下 加工如此规整的榫卯构件 确是一项了不起的成就 河姆渡干栏建筑 河姆渡干栏建筑木构件 用于水网地带及热湿丘陵地区 例见浙江余姚河姆渡遗址 建筑平面为多室组成之矩形长屋 通面阔约30米 通进深7米 包括宽1 3米之边廊 建造时先在土中打入木桩 桩上铺厚木板 板上再建房屋 使之架空 以防潮避水和抵御兽害 建筑结构之木柱梁均以榫卯连接 廊间施直棂勾阑 这些都是中国最早发现的木作实例 自然科学知识的萌芽 1 天文学知识的萌芽 在新石器时代的中期 先民们就已开始 观象授时 例如 约在前2400年左右的黄昏 人们在东方地平线上看到 大火 时正是 春分 前后 即到了播种的时节 传说在帝尧时已有了历法 尚书 尧典 载 帝尧曾组织一批天文官员 到东 西 南 北四个地方观测天象 编制历法向人们预报季节 2 数学知识的萌芽 马家窑遗址中的彩陶钵口沿上 发现有各种各样的刻划符号五十来种 可能是代表不同意义的记事符号 仰韶文化的数字 陶器的器形和纹饰可以反映出新石器时期人们具有一定的几何图形概念 并已注意到几何图形的对称 圆弧等分等问题 二 夏商西周 背景 夏 商 西周时代 奴隶制的产生使得物质文化和精神文化都有了很大发展 例如 大规模农业生产的出现 各种手工业的兴起 城市的建立 宫殿的建造 文字的形成 科学开始从生产技术中分化出来等 主要成果 农业生产技术工艺技术初期的天文学和数学初期的医药学青铜冶铸 耕作制度和耕作技术 撂荒耕作制 休闲耕作制垄作的出现除草 治虫 制陶技术的进步和原始瓷的发展 灰陶 白陶和印纹硬陶 以几何纹装饰为特征的陶器 的流行原始瓷器 陶到瓷的过渡类型 器皿胎质以灰白色为主 少数呈深灰色或褐色 质地坚硬 成型方法为泥条盘筑法 天文学 夏小正 反映了夏代的一些天文历法知识 用四组恒星黄昏时在正南方天空的出现来确定季节天干纪日法 数学 十进制的计数法奇 偶数和倍数概念算筹计数和简单的四则运算 医药学 药物与汤液砭石的使用医疗工具与卫生保健 青铜冶铸 青铜器的铸造方法1 浇注 为防止浇灌铜液时的张力将拼好的范冲开 便将泥土围填外范 起到加固作用 留有浇灌孔和通气孔 浇灌孔不止一个 多孔浇灌可防止铜液很快冷隔 待溶液凝固 打碎内外范和泥土 将器物取出 2 打磨修整加工 器物脱范后 表面粗糙 花纹不清晰 需要打磨修理加工 各种青铜器具 影响 青铜器的重要作用1 经济 生产青铜器的能力意味着生存与发展的能力2 文明 社会生产 生活各层面 生产工具 兵器 炊具等3 国家组织机构 大规模的社会生产 客观上要求对生产进行统一组织 实行更细的社会分工 要求强化挂机的管理4 礼制 贵族的奢侈品到普遍使用 在夏商周时代 一直具有象征社会地位的特殊含义 三 春秋战国 背景 春秋以来 随着冶铁手工业的发展和铁制工具的使用 社会生产力迅速提高 奴隶阶级反对奴隶主的残酷剥削和统治 不断举行起义 沉重地打击了奴隶制的生产关系 推动着社会的变革 新兴封建地主阶级的代表李悝商鞅等人先后在魏 秦等诸侯国实行变法 主要成果 天文学医学指南针 天文学 留下了世界公认的关于哈雷慧星的最早记录 比欧洲早六百多年历法已经成为自己固定的系统 基本上确立了十九年七闰的原则 医学 扁鹊发明的四诊法成为中医的传统诊病法 他被奉为 脉学之宗 指南针 世界上最早的指南仪器 司南 影响 封建制生产关系在许多诸候国逐渐代替奴隶制生产关系并日益发展 我国社会面貌发生巨大的变化 农业 牧业 水利 采矿 冶铁以及其他手工业等社会生产和科学技术出现了生气勃勃的发展局面 四 秦汉 背景 秦始皇建立了我国历史上第一个统一的 多民族的封建专制的国家 在中央集权的封建制的国家的建立和巩固过程中 秦始皇采取了统一文字 度量衡和车轨 车子两轮间的距离 等措施 有利于社会生产力和科学技术的发展 主要成果 纸农业和冶铁技术数学地质学医学 纸 目前世界上已知的最早的纸 用麻做的纸东汉宦官蔡伦于105年改进造纸术 制成植物纤维纸 蔡侯纸 造纸术的发明与改进 是书写材料的一次伟大革命 农业和冶铁技术 西汉的耕犁安装了便于翻土碎土的犁壁 提高了耕作效率 这比欧洲早一千多年 东汉时期南阳太守杜诗 发明了水排 得用水力鼓风治铁 提高了治炼质量 水排的利用 比欧洲早一千多年 地质学 东汉科学家张衡制造的能测定地震方向的仪器地动仪 是世界上公认的最早的地震仪器 数学 东汉时期的 九章算术 总结了春秋战国以来的数学成就 涉及现代实行数学中的算术 代数和几何的大部分内容 其中的某些内容在当时具有世界先进水平 医学 东汉医学家华佗制成了用于全身麻醉的药剂 麻沸散 是世界医学史上的创举 东汉末年 张仲景收集民间药方 并结合自己的实践经验 写成了 伤寒杂病论 他医术高明 医德高尚 后世尊称他为 医圣 影响 秦汉时期由于农业生产的需要 天文 历法 数学等方面有了很大的发展 纺织 机械 冶金 建筑 造船等技术也有了较大的发展 造纸术的发明 是我国古代劳动人民对世界文明做出的重大贡献 五 魏晋南北朝 背景 东汉末年的黄巾大起义消灭了一批强大地主 推动了三国时期社会生产力的发展 西晋统治阶级大量霸占农田 南北朝的门阀士族封山占水 他们残酷剥削农民 严重地阻碍社会生产力和科学技术的发展 西晋到南北朝爆发了一系列农民起义 沉重地打击了豪强大地主 主要成果 地理数学农学 地理学 北魏地理学家郦道元作 水经注 这是一部历史 地理 文学价值都很高的综合性地理著作 数学 南朝数学家祖冲之利用并发展前人创造的 割圆术 在世界上第一次把圆周率的数值计算到小数点以后的第7位数学 这项成果领先世界近一千年 农学 北朝贾思勰写的 齐民要术 系统地总结了6世纪以前的黄河中下游地区农牧业生产经验 食品加工与贮藏 野生植物的利用等内容 是中国现在最早最完整的农书 影响 南朝无神论者范缜高举 神灭论 的旗帜 与以梁武帝萧衍为首的佛教徒的 神不灭论 展开了激烈的斗争 坚持了形谢神灭的唯物主义观点 著名科学家贾思勰重视实践 系统地总结了劳动人民的生产经验 对我国农业科学作出了重大贡献 祖冲之勇于创新 在天文历法和数学上取得了杰出的成就 我国科学技术在斗争中继续前进 六 隋唐时期 背景 隋唐的建立结束了西晋末年以来长期分裂的局面 社会生产力得到一定的恢复和发展 大运河的开凿促进了南北经济 文化的交流 隋末农民大起义又一次打击了豪强地主阶级 在一定程度上减轻了生产和科学技术发展的阻力 在农民起义的推动下 唐朝的社会生产有了较大发展 经济和文化出现了繁荣的局面 随着海陆空交通的发达 与各国的交流也日益频繁 唐朝一度成为当时世界上文明发达的 强盛的国家 主要成果 建筑学大运河印刷术火药 建筑学 隋朝工匠李春设计并主持建造的赵州桥 是世界上现在最古老的一座石拱桥 大运河 隋朝时 建成了以洛阳为中心 北达涿郡 南至余杭的大运河 该运河全长四五千里则世界上最早 最长的大运河 印刷术 唐朝印制的 金刚经 是世界上现在最早的 标有确切日期的雕版印刷品 火药 唐朝中期的书籍里 已有了制成火药的配方 唐末年 火药开始用于军事 火药的发明引起武器的革命 13世纪中期 火药和火药武器传入阿拉伯 后来又经阿拉伯传入欧洲 影响 隋唐的科学技术有很大发展 天文学 历法 地理学 医药学等方面以及农业 纺织 陶瓷 建筑 航海等技术都有了不少新的成就 火药和印刷术的发明是我国古代科学技术的重大成就 对世界文明的发展也做出了贡献 七 宋元时期 背景 唐末黄巢领导的农民大起义沉重地打击了世家豪族势力 推动封建社会进一步发展 宋结束了五代十国的分裂局面 重新建立了统一的封建国家 社会经济得到了恢复和发展 宋 辽 金 元时期 土地兼并十分严重 阶级矛盾更趋尖锐 自宋初到元末 农民起义接连不断 李顺 王小波所领导的农民起义提出了 均贫富 的战斗口号 标志着农民革命斗争提高到新的水平 北宋中期 王安石实行变法 新法中的若干措施如农田水利法等 有助于社会生产力的发展 为科学技术的发展创造了一定的条件 主要成果 活字印刷术指南针与航海历法授时历 活字印刷术 北宋时 毕升发明了活字印刷术 为世界文明作出了重要贡献 欧洲出现活字印刷比我国晚了四个多世纪 指南针与航海 北宋时 我国劳动人民制成了指南针并将其广泛用于航海事业 指南针传入阿拉伯和欧洲各国 指南针用于航海 对世界经济文化的交流和发展起了巨大的推动作用 历法 北宋时科学家沈括创制的 十二气历 与农业气象紧密结合 是当时先进的历法 授时历 元朝科学家郭守敬主持编写了 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 影响 指南针 活字印刷术和火药武器的发明 是宋代人民在科学技术上的重大贡献 指南针用于航海 对世界经济文化的交流和发展起了巨大的推动作用 同时 它也为欧洲航海家了现美洲和实现环球航行提供了重要条件 八 明清时期 背景 在元末农民大起义的推动下 明初的社会生产力有了一定的发展 明代中期以后 土地高度集中 阶级矛盾日益尖锐 明末李自成领导的农民起义军沉重地打击了封建地主阶级的统治 推翻了明王朝 清初农业 手工业生产有所恢复和发展 主要成果 航海事业农业和手工业医学 航海事业 从1405年到1433年 郑和率领舰队先后七次航海 最远到达红海沿岸和非洲东海岸 比欧洲航海家的远洋航行早半个多世纪 天工开物 明朝末年 科学家宋应星的 天工开物 对明代的农业和手工业生产技术进行了总结 外国学者称它为 中国17世纪的工艺百科全书 农政全书 科学家徐光启的 农政全书 不仅记载了我国古代有关农业生产的理论和科学方法 还介绍了欧洲的水利技术和工具 医学 明朝李时珍在结合长期学习 采访所积累的大量药学知识基础上 经过实践和钻研 历时数十年而编成 本草纲目 是一部具有世界性影响的博物学著作 影响 明清之际 传统科技仍居世界领先地位 但是 随着封建制度日益腐朽没落 自然科学的创新发明开始明显落后于世界 李约瑟难题 的两种经济学解释 九 中国近代科技 背景 在近代历史上 积贫积弱的中国不仅在科技发展上乏善可陈 而且自1840年鸦片战争以后还逐步沦为半殖民地半封建的国家 一个有着光辉灿烂历史的文明古国就这样退出了世界科技舞台 19世纪中叶 一批向西方寻求救国真理的中国先行者 倡导科学救国 教育救国 主张学习西方的先进科学技术 主要成果 铁路化工桥梁 铁路 1905年 詹天佑被任命为京张铁路的总工程师 他率领工程队克服重重困难 于1909年将京张铁路全线贯通 这是中国人自行设计和施工的第一条铁路干线 化工 20世纪20年代 我国著名化学家侯德榜 经过刻苦钻研终于抽出纯碱 他还撰写 制碱 一书 将制碱的奥秘公之于众 打破碱业的垄断 他探索出制碱的新工艺 比欧洲的制碱方法降低成本40 为表彰他的贡献 这种制碱法被命名为 侯氏制碱法 桥梁 1937年 茅以升在克服各种困难后 终于主持建成了当时中国最大的公路铁路两用桥 为国人争了一口气 影响 1928年6月9日 国民政府成立了当时中国的最高学术研究机构 国立中央研究院 著名教育家及科学家蔡元培先生为首任院长 国民政府在此后的十几年里 把