中国古代的科学和技术.ppt

中国古代的科学技术,中国古代的科学技术,四大主干学科：农，医，天，算四大日用技术：陶瓷、冶金、纺织、建筑改变世界文明进程的四大发明：造纸、印刷、火药、指南针,中国古代科学技术发展脉络,奠基于秦汉繁荣于隋唐鼎盛于宋元停滞、落后于明清,中国古代的四大发明,造纸术,西汉：植物纤维纸,东汉：“蔡侯纸”,使信息的记录、传播和继承都有了革命性的进步。,指南针,战国：司南,北宋：指南鱼,南宋：指南鱼、指南龟,对军事、经济、航海意义重大；推动近代的地理大发现,火药,唐末：应用于军事,宋朝：火药武器广泛运用,推动欧洲火药武器发展；及采矿业、金属制造业的发展,印刷术,隋唐：雕版印刷术,北宋：活字印刷术（毕升）,为世界文明作出重大贡献，为文艺复兴运动准备条件,鲁迅在电的利弊一文中说：“外国用火药制造子弹御敌，中国却用它做爆竹敬神；外国用罗盘针航海，中国却用它看风水；。”他在随感录中还写道：“火药除了做鞭炮，罗盘除了看风水，还有什么用处么？”,硝石块,硫磺块,木炭块,炼丹家在炼制“仙丹”的过程中发现硫磺、木炭和硝石按一定比例混合在一起加热极易燃烧和爆炸，从而发明了火药。,中国火药的发明,世界现存最早的有明确纪年的火铳,元至顺三年火铳（公元1332年）。重6.94公斤。这是中国也是世界现存最早的有明确纪年的火铳，是当时世界上最先进的现代化兵器。朱元璋的军队中，曾大量装备这种兵器，甚至小型的火铳即原始的“手枪”就装备有2万支之多。,清初的戴梓发明火器“连珠铳”，一次可填发28发子弹，又造出蟠肠枪和威远将军炮，然而清统治者抱着“骑射乃满州根本”，不仅不采用，反而听信馋言，将戴充军关外。,宋应星,宋应星与天工开物,天工开物书影,宋应星与天工开物,法国的儒莲把天工开物称为“技术百科全书”，英国的达尔文称之为“权威著作”。18世纪后半叶，乾隆设四库馆修四库全书时，在江西进献书籍中，发现宋应星的哥哥宋应升的方玉堂全集、宋应星友人陈弘绪等人的一些著作有反清思想，因此四库全书没有收入宋应星的天工开物。乾隆以后，也再没有人刊刻此书，因此天工开物在清代没有进一步流通。,农学,中国古代农业发达,农业技术发展全面,无论是耕作技艺、品种改良、水肥管理,还是各种农具的发明和改进,都达到古代世界的先进水平。在不同的历史时期,都有一些学者和官员重视对农业生产技术的概括和总结,撰写了大量的农学著作。我国古代农学著作之多,为世界各国之冠,共有370多种。现存最早的农学著作是公元前3世纪后期的吕氏春秋一书的上农、任地、辨土和审时4篇。,农学,农学著作齐民要术（北魏贾思勰）陈旉农书（南宋）农政全书（明徐光启）作物栽培，选种育种，耕作技术，畜牧兽医，食品加工。,齐民要术（北魏贾思勰）,北魏贾思勰全书10卷，92篇，11万字。中国北魏综合性农书，世界农学史上最早的专著之一。齐民要术系统总结了秦汉以来我国黄河流域的农业科学技术知识，其取材布局，为后世的农学著作提供了可以遵循的依据。该书不仅是我国现存最早和最完善的农学名著，也是世界农学史上最早的名著之一，对后世的农业生产有着深远的影响。,齐民要术,贾思勰像,陈旉农书（南宋）,全书3卷，22篇，1.2万余字。上卷论述农田经营管理和水稻栽培，是全书重点所在。中卷叙说养牛和牛医。下卷阐述栽桑和养蚕。陈旉以前的农书，多为北方黄河流域一带的农业经验总结，本书则为第一部反映南方水田农事的专著；同时亲自务农而具有理论和实践上的特色。旉（f）,元代农桑辑要：现存最早的官修农书。,农政全书（明徐光启）,农政全书（明徐光启）,全书60卷，70多万字，分农本、田制、水利、农器、树艺、蚕桑、种植、牧养、制造、荒政等门，除总结自己种植粮食作物和棉花的成功经验外，还对水利和荒政以较大篇幅进行了研究。他研究了中国历代的荒年，甚至仔细研究了111次蝗灾的具体情况。他认为要彻底消灭荒年就要大兴水利，比如在大西北，与其耗费运力从东南运送粮食，不如开垦西北荒地，大兴水利，把大西北建成产粮基地。书中辑录了大量前代和当时的文献，也提出作者的心得和见解，是明代重要的农业科学巨著。,徐光启与利玛窦,二、医学,中医特点：辨证施治：阴阳、表里、虚实、寒热头痛医脚“人是一个整体”理论：腑脏学说，经络学说“四诊法”切脉、望色闻声、问病,黄帝内经,是我国医学宝库中现存成书最早的一部医学典籍。是研究人的生理学、病理学、诊断学、治疗原则和药物学的医学巨著。包括素问、灵枢两部分，18卷，162篇。主要论述人体解剖，生理，病理、病因、诊断等基础理论，兼述针灸、经络、卫生保健。,黄帝内经,奠定了中医学的理论,医圣张仲景（约150-219）,张仲景写出了传世巨著伤寒杂病论。它确立的辨证论治的原则，是中医临床的基本原则，是中医的灵魂所在。这是中国第一部从理论到实践、确立辨证论治法则的医学专著，是中国医学史上影响最大的著作之一，是后学者研习中医必备的经典著作，广泛受到医学生和临床大夫的重视。伤寒杂病论序中有这样一段话：“上以疗君亲之疾，下以救贫贱之厄，中以保生长全，以养其身”，表现了仲景作为医学大家的仁心仁德，后人尊称他为“医宗之圣”。,药王孙思邈,孙思邈（541或581682）为唐代著名道士，医药学家。被人称为“药王”。孙氏认为“人命至重，有贵千金，一方济之，德逾于此”，故将他自己的两部著作均冠以“千金”二宇，名千金要方和千金翼方。,药王孙思邈,李时珍本草纲目,（1518-1593）医生世家。14岁考取秀才，三次乡试未中，放弃科举，专心研究医药学。1552年开始编写本草纲目，1578完稿。历时20余年，共52卷，190万字。达尔文称赞它是“中国古代的百科全书”。,李时珍,三、天文,天象记录天文志：保存最完整的天象观测记录左传：“秋七月，有星孛入北斗”哈雷彗星（回归周期76年）的最早记录（618BC）宋会要：“至和元年（1054）五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日”。1054年（北宋）“超新星”的记录恒星演化的重要证据。,天文学,中国古代天文学的成就主要表现在天文观测和历法。中国古代天文观测的连续性、资料保存的完整性是世界绝无仅有的。,美国科学院弗里德曼博士赞叹：“中国古代科学的伟大成就，我们美国人很难想象。拿天文科学来说吧，中国有全世界最古老、最丰富、最完整的日月食、慧星、太阳黑子、新星等详细而精确的记录。三四千年前，我们这里还是未开化的原始森林，中国大陆上已经出现精美的天文仪器和完备的历法-”,古代天文台,司天监中国古代数学家天文家的摇篮,司天监，官名。掌管观察天文，并推算历法。中国历代多设置司天监，但名称不同。周朝有太史，秦汉以后有太史令。隋代设太史监，唐代设太史局，后又改司天台，隶属秘书省。宋、元两朝有司天监；明洪武三年（1370年）改称钦天监，清代循称钦天监。,司天监中国古代数学家天文家的摇篮,中国古代许多著名的天文学家、数学家都在司天监这类天文观测机构工作过。如张衡、李淳风、僧一行、沈括、苏颂、郭守敬等。,张衡,水运浑象仪,浑象仪，也叫“浑象”、“浑天仪”，表示天象运转的仪器，类似现代的“天球仪”。水运浑象仪，为东汉张衡发明，用漏壶滴水发动齿轮，带动浑象绕轴旋转，并使浑象的转动与地球的周日运动相等，将天象准确地表示出来。,张衡,四、算学,九章算术是战国、秦、汉封建社会创立并巩固时期数学发展的总结。就其特点来说，它形成了一个以筹算为中心、与古希腊数学完全不同的独立体系。九章算术有几个显著的特点：采用按类分章的数学问题集的形式；算式都是从筹算记数法发展起来的；以算术、代数为主，很少涉及图形性质；重视应用，缺乏理论阐述等。,九章算术：标志着中国古代数学体系的形成。,东汉的九章算术,九章算术英文版,九章算术是数学知识的光辉的集成。它支配着中国计算人员一千多年的实践土地的丈量、仓谷的容积、堤坝和河渠的修建、税收、兑换率这些似乎都是重要的实际问题。“为数学而数学”的场合极少。这并不意味着中国计算人员对真理不感兴趣，但他们感兴趣的不是希腊人所追求的那种抽象的、系统化的学院式真理。李约瑟中国科学技术史,中国古代的数学偏重“算”的实用技巧,算筹,算筹的摆法,算筹计数,算筹的运算,算盘,算盘,射雕英雄传第二十九回黑沼隐女只见长桌上七盏油灯排成天罡北斗之形，地下蹲着一个头发花白的女子，凝目瞧着地下一根根的无数竹片，显然正自潜心思索，虽听得见有人进来，却不抬头,中国古代科技发展的特点：,中国古代科技发展的特点：第一，实用性，大多是服务于农业和手工业，间接为强化大一统的君权服务；第二，经验性，大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直观描述；第三，封闭性，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，没有转化为普遍的社会生产力。第四，片面性，对社会科学的研究多于自然科学。,李约瑟（19001995），著名英国生物化学家、科学史家，剑桥大学博士，中国科学院外籍院士，他是是大家熟悉的中国科学技术史研究专家，以撰著多卷本的中国的科学与文明（中文通常译作中国科学技术史，以下简称SCC）著称于世。长期以来，“李约瑟”在中国几乎成了“中国科技史”的代名词。,李约瑟难题,李约瑟,英国学者李约瑟博士在对中国科学技术发展史进行研究后发现，16世纪前，中国的科学技术发展水平远远超过西方。“为什么近代科学只在欧洲文明中发展，而未在中国文明中成长？”这个疑问后来被学术界命名为“李约瑟难题”，引起国内外学者的广泛关注。,中国科学技术史中译本书影,李约瑟认为，近代以前，中国一直是世界上最文明最发达的国家。有资料显示，明朝以前世界上主要的发明创造和重大科技成就大约有300项，其中中国170项。他列举了公元后15世纪内中国完成的一百多项重大发明和发现，大部分在文艺复兴前后接二连三地传入欧洲，为欧洲文艺复兴准备了重要物质技术基础。,李约瑟说“在上古和中古时代，中国科学技术一直保持着一个让西方望尘莫及的发展水平，中国科学发现和发明远远超过同时代的欧洲，已被证明是形成近代世界秩序的基本因素之一。”,中国的丝织、制瓷、冶金、造船技术很早就达到了世界先进水平；明代朱载堉首创十二均律，后来被认定为世界通行标准音调；中国医药学独树一帜特别是中国的造纸术、火药、印刷术、指南针的发明曾经改变了世界。直到15世纪以前，中国的科学技术在世界上保持了千年的领先地位！,甚至到清朝的乾隆末年，中国的经济总量仍然占世界第一位，人口占世界的三分之一。他说：“在公元三世纪到十三世纪之间（中国）保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平。中国的这些发明和发现远远超过同时代的欧洲，特别是在十五世纪之前更是如此。（关于这一点可以毫不费力地加以证明）”。,由此，李约瑟博士提出了一个著名的“李约瑟问题”，即为什么人类的近现代科学首先产生于西方，而不是首先产生于具有伟大古代科学技术成就的东方，其中尤其是伟大的中国？,14世纪的中国已经拥有了产生英国式工业革命的几乎所有条件，但接下来的几百年里，中国为什么还是沿着一条自己原有的老路，始终不能自发地产生资本主义工业革命？,换言之，15世纪已经能够七下西洋的郑和，怎么也不会想到在他身后，一个偌大的中国会被几条铁船打得一败涂地；中国为什么一直固守在农业社会，不能进化到工业社会？为什么这块土地上只产生“地主”，而不产生“资本家”？这其中更深沉的原因又是什么呢？,解释一：固守农耕经济藩篱阻碍了近代科学技术发展,社会与生产的需要决定了科学技术的发展。西方伴随资本主义生产关系萌芽和工业化的发展，近代科学开始萌芽，并在科技创新与工业革命相互鼓荡中迅速发展。而中国明清，特别是清朝政府固守农耕经济藩篱，从根本上阻碍了近代科学技术的发展。,清代焦秉贞御制耕织图及康熙帝的题诗,雍正帝,农为天下之本务，而工贾皆其末也。市肆之中多一工作之人，即田亩之中少一耕稼之人。率天下农民竭力耕耘，使人力无遗而地力殆尽。清世宗实录,清雍正帝先农坛祭祀图（局部）,先农坛在北京永定门内天坛之西，始建于明嘉靖年间，是明清历代皇帝祭祀先农神的地方。每年立春那天，皇帝要亲率众臣到先农坛祭祀，祈求丰年，以表示重农思想。图为清朝雍正皇帝亲祭先农坛的情景。,中古时代西方城市生活情景图,15世纪时的佛罗伦萨,14世纪，意大利城市经济繁荣，出现了工场手工业，产生了资本主义萌芽和新兴资产阶级。佛罗伦萨便是当时意大利著名的工商业城市。资产阶级文化，在这里蓬勃发展起来。当时，佛罗伦萨成为意大利文艺复兴的发源地。,社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比10所大学更能把科学推向前进。整个流体静力学（托里拆利等）是由于16和17世纪调节意大利山洪的需要而产生的。恩格斯致瓦博尔吉乌斯（1894年1月25日）,如果说，在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并以神奇的速度发展起来，那么我们要再次把这个奇迹归功于生产。工业有了巨大的发展，并产生了大量力学上的（纺织、钟表制造、磨坊）、化学上的（染色、冶金、酿酒）以及物理学上的（眼镜）新事实，这些事实不但提供了大量可供观察的材料，而且自身也提供了和以往完全不同的进行实验的手段，并使新的工具的设计制造成为可能。可以说，真正有系统的实验科学，这时候才第一次成为可能。地理上的发现纯粹为了营利，因而归根结底是为了生产而作出的又在气象学、动物学、植物学、生理学（人体的）方面，展示了无数的直到那时还得不到的材料。恩格斯自然辩证法,解释二：科举制度扼制了科学技术的发展,明清时期的科举制度已在很大程度上演变成朝廷钳制人们思想的工具，不但专考“四书五经”，而且按刻板的模式作文“八股取士”。科学技术完全排斥在各级教育和科举选官考试内容之外。,举子看榜图,故吾以为明太祖制义取士，与秦焚书无异。特明巧而秦拙耳，其欲愚天下之心则一也。廖燕明太祖论,儒林外史中的权勿用,“他（权勿用）在山里住，祖代都是务农的人，到他父亲手里，挣起几个钱来，把他送在村学里读书。读到十七八岁，那乡里先生没良心，就作成他出来应考。落后他父亲死了。他是个不中用的货，又不会种田，又不会作生意，坐吃山崩，把些田地都弄的精光。足足考了三十多年，一回县考的复试也不曾取。”“在家穷的要不的，只在村坊上骗人过日子。口里动不动说：我和你至交相爱，分甚么彼此？你的就是我的，我的就是你的。这几句话，便是他的歌诀。”,四书五经,“四书五经”，四书是大学中庸论语和孟子。五经是诗经书经礼记易经春秋。,解释三：重人伦、轻自然的文化传统妨碍了科学技术的发展,作为官方正统思想的儒学，强调君权神授、天人合一、安天立命、修已安人，缺乏研究、开发自然的传统。当科学技术处于以总结经验、收集材料为主的传统科技阶段时，其影响尚不明显，因此中国古代还有可能在技术方面做出领先于西方的贡献。但一旦进入理论升华阶段，哲学观和自然观的影响就至关重要。,1792年，英特使马戛尔尼送给乾隆80寿辰的礼物中，有天球仪、地球仪、西瓜大炮、铜炮、各种自来火炮、西洋船模型、望远镜等29种，清廷只是将之作为“贡品”、“玩好”收藏，予以玩赏或鄙薄，根本未想到这里的科技含义及其中的军事价值。马戛尔尼曾邀请清军将领福康安检阅英国使团卫队演习新式武器操练，福康安竟拒绝说：“看亦可，不看亦可。这火器操作，谅来没有什么稀奇。”,西方科学家法拉第认为自然现象应该是统一的，既然电能生磁，磁就极可能生电。他沿着这一思路坚定不移地探索，终于为人类找到了新的能源。而明清时期实行文化专制，人们的哲学观、自然观还停留在简单的“天人合一”，甚至金、木、水、火、土“阴阳五行”的阶段，极大地妨碍了近代科学理论的发展。,法拉第,研究电磁感应现象的实验示意图,其他解释,一些学者认为专制集权的官僚体制、封闭禁锢的社会结构，以及环境气候、语言与文字、宗教信仰、民族心理等方面的因素都不同程度地影响了近代科学技术的发展。有的学者指出，没有成熟的自由市场，并漠视私有产权，没有专利权观念，扼杀了创新发明的动机。有的学者认为，近代科技与近代工业化相互鼓荡，明清科技滞后是农耕经济与工业文明较量的必然结果。这才是破解“李约瑟难题的症结所在。事实上，许多因素互相关联，或递进、或互动，共同发生影响。,十五世纪全世界最强大的舰队,从一四五至一四三三年间，郑和七次率舰队出洋，这是当时全世界最强大的舰队，整个舰队“首尾相望，绵延数十里”,非常壮观。郑和的舰队拥有二百多艘船只，二万八千名兵士，其中包括将士、船师、水手、工匠、医官、翻译和其他办事人员等。这样巨大的船队浩浩荡荡出航，不论在中国还是在世界其他国家或地区，都是史无前例的。,郑和舰队创造的世界第一,郑和的宝船，可以说是世界上第一艘万吨木制海船；郑和的舰队，可以说是全世界第一