中国古代科学技术

第七章中国古代的科学与发明主要内容地理位置炎黄时期青铜文明时期春秋战国时期秦汉时期三国两晋南北朝隋唐五代时期宋辽金夏时期元明清时期近现代时期地理位置：中国：东面：太平洋南面：东南亚半岛上的丛林山地西面：世界屋脊青藏高原北面：蒙古高原在古代条件下，东亚大陆同南北方的联系通路是敞开的，同东方的联系止于朝鲜半岛，同日本联系要靠航海，同西北方中亚地区的联系，最初是通过穿越戈壁沙漠的探险活动实现的，例如丝绸之路的开辟。丝绸之路简介：丝绸之路，简称丝路。是指西汉（公元前202年—公元8年）时，由张骞出使西域开辟的以长安（今西安）为起点，经甘肃、新疆，到中亚、西亚，并联结地中海各国的陆上通道。因为由这条路西运的货物中以丝绸制品的影响最大，故得此名（而且有很多丝绸都是中国运的）。其基本走向定于两汉时期，包括南道、中道、北道三条路线。主要线路是长安经河西走廊到达今新疆地区境内、通往中亚（安息古波斯）、西亚，直到欧洲（大秦古罗马）。敦煌河西走廊西亚欧洲今新疆地区中亚长安玉门关1.

夏朝前2100年-前1600年

2.

商朝前1600年-前1066年

3.

周朝前1066年-前221年

1.西周前1066年-前771年2.东周前770年-前256年

1.春秋前770年-前476年(三家分晋始为战国)

2.战国前475年-前221年

4.秦朝前221年-前206年

1.西楚前206年-前202年5.汉朝前206年-220年1.西汉前206年-23年2.新朝8年-23年3.东汉25年-220年6.三国220年-280年

1.曹魏220年-265年2.西蜀221年-263年3.孙吴222年-280年7.晋朝265年-420年1.西晋265年-316年2.东晋317年-420年

8.十六国304年-439年

1.汉前赵304年-330年2.成汉304年-347年3.前凉314年-376年4.后赵319年-350年5.前燕337年-370年6.前秦350年-394年7.后秦384年-416年8.后燕384年-407年9.西秦385年-431年10.后凉385年-403年11.南凉397年-414年12.南燕398年-410年13.西凉407年-421年14.夏407年-431年15.北燕407年-436年16.北凉401年-439年中国朝代更替时间表9.南北朝420年-581年

1.南朝1.南朝宋420年-479年2.南朝齐479年-502年3.南朝梁502年-557年4.南朝陈557年-589年2.北朝1.北魏386年-534年2.东魏534年-550年3.北齐550年-577年4.西魏535年-557年5.北周557年-581年10.隋朝581年-618年11.唐朝618年-907年12.五代十国907年-979年

1.五代907年-960年1.后梁907年-923年2.后唐923年-936年3.后晋936年-946年4.后汉947年-950年5.后周951年-960年

2.十国(902年-979年)1.吴越(904年-978年)2.闽国(909年-945年)3.荆南(906年-963年)4.楚国(907年-951年)5.吴国(904年-937年)6.南唐(937年-975年)7.南汉(917年-971年)8.北汉(951年-979年)9.前蜀(907年-925年)10.后蜀(934年-965年)13.宋朝

1.北宋960年-1127年2.南宋1127年-1279年3.辽916年-1125年4.西夏1032年-1227年5.金朝1115年-1234年14.元朝1260年-1368年15.明朝1368年-1644年16.清朝1644年-1911年中国朝代更替时间表炎黄时期相传炎帝教人农耕，尝遍百草，发明医药，是中华原始农业和医药学的创始人，号称“神农氏”。他还发明陶器，开辟集市，使人们“聚天下之货”，互通有无。神农文化广场炎黄时期皇帝教人缝制衣服、建造宫室房屋，又发明弓箭，驾车乘马，制造车船，号称“轩辕氏”。他还让下属官员发明文字、立法、算数和音乐。皇帝的元妃嫘祖首创植桑养蚕、抽丝织锦之术。青铜文明时期

这个时期说的主要是夏朝、商朝和周朝，因为在这个时期的冶铜业很发达，青铜器的使用十分普遍与广泛，所以也把这三个朝代统称为青铜文明时期。青铜文明时期夏朝

夏朝冶铜业有了发展，传说夏朝制造了九个大鼎，作为九州的象征和权力的象征。青铜文明时期技术发展：杜康改进了酿酒技术，后世很多人把杜康作为酒的代名词。由于水患减少，农业发展，物候学知识也相应增加。王朝称为“夏”，可能蕴含着对人丁兴旺、繁荣发展的期盼。

商朝青铜文明时期商朝是青铜文明的高峰，大量酒器、祭祀用鼎、青铜武器出现。武器酒器青铜文明时期中国原始文字已趋向规范化，已发现的商代文字是甲骨文和金文。用干支记日的方法在商代已使用，天文学家还记录了一颗新星的出现，商代殉葬风气盛行，占卜师就是天文学家。纺织方面，发明了提花机。

周公测影台强调“天”的概念，提出了“天命”的思想，天命是可变的统治者明德慎罚，便可顺应天命，否则天命将另有所属，天的意旨会通过天象来表示，于是修建了“周公测影台”。周公测影台在今河南登封县，在当时这里被称为地中，是观天的特殊地方。青铜文明时期周朝青铜文明时期

占卜师写出了《易经》一书，还创造了八卦，明确的提出阴阳五行学说。医生也从巫师中分离出来，成为专门的职业。算术方面的筹算方法被发明出来。筹算《周易》是我国预测学、决策学、信息科学的起源和基础。在当今世界学术界，被誉为“宇宙代数学”、“科学皇冠上的明珠”。青铜文明时期八卦：乾、坤、巽、兑、艮、

震、离、坎五行与八卦：（金）乾、兑；

（木）震、巽；（土）坤、艮；（火）离；（水）坎。

五行：金、木、水、火、土五行八卦相生相克：乾、兑（金）生坎（水），坎（水）生震、巽（木），震、巽（木）生离（火），离（火）生坤、艮（土），坤、艮（土）生乾、兑（金）。乾、兑（金）克震、巽（木），震、巽（木）克坤、艮（土），坤、艮（土）克坎（水），坎（水）克离（火），离（火）克乾、兑（金）。这就是中国唯一一座八卦县城——新疆特克斯县城青铜文明时期春秋战国时期

这个时代最伟大的历史事件是铁器革命（从春秋到战国是中国社会从铜器向铁器过渡时代），同时也是告别了奴隶制，代之以皇帝为中心的君主制。春秋战国春秋战国时期

这一时期，学术蓬勃发展，是学术思想革命的时代，同时许多新发明出现，促进了社会生活的进步。

战争方面：铁器得到应用，作战方式从战车、步兵战向步兵和骑兵过渡。

农耕方面：牛和铁犁破坏了古代井田，开垦出一片土地，也产生出了一批新地主和农民，消灭了农奴，引起了一场社会经济变革。物侯学：物候学知识从商朝开始代代流传积累，春秋时期出现了《夏小正》。春秋战国时期

手工业方面：春秋末齐人编的《考工记》一书是已知的第一部中国手工业技术规范著作，书中有关于钟楼、弓箭、建筑、冶金方面的工艺流程。湖北随县出现的曾乙侯编钟是世界音乐史上的奇迹。鲁班发明了据、木鸢、曲尺、刨、钻、攻城的云梯。墨子发明了反攻城的钩拒。越国的欧冶子、吴国的干将是最有名的铸剑匠，最早的钢剑铸造专家。曾乙侯编钟春秋战国时期

医学方面：扁鹊发明四诊法看病，并且使用针灸。《黄帝内经》是当时为中医奠定基础的著作，当时已发现血液循环的流动现象。天文学方面：当时周朝的观星台已不再是观天中心，各大诸侯国都有天文学家。魏国的石申著《天文》，《石氏星表》，齐国的甘德著《天文星占》，他们二人测出的火星、木星周期已于实际值相当接近。当时的天文学家已经记录了大量的天文现象，还出现了二十四节气。

水利方面：这一时期兴修了一大批水利工程，其中著名的是秦国都江堰，郑国渠，楚国的芍药陂工程。

文学方面：诸子百家代表这个时代的学术繁荣，其中也包括一批古代科学家。

地理方面：留下的著作有《山海经》、《禹贡》等。尸佼定义了宇宙，宋妍、伊文提出了气成万物的思想。

物理数学方面：《周髀算经》一书中提出了盖天说，给出了勾股定理，以墨家为代表的物理学家比较系统的研究了光学、杠杆、弹性。几何问题。春秋战国时期都江堰总的来说，春秋战国时期科学技术有了一定的发展，也出现了大量的技术发明与著作。秦汉时期秦朝

秦始皇统一中国后采取了书同文、车同轨、统一货币和度量衡等措施，中国的文化和科技向规范化前进了一步。秦始皇焚书坑儒但留下了大量的农书和占卜方面的书。修建了长城，军事目的是为了防守塞外骑兵，烽火台是一种快速传递军情的方法，长城的边墙也是北方农牧文明的分界线和北方民族的融合接近线。秦始皇陵兵马俑坑是秦始皇陵的陪葬坑，位于陵园东侧l500米处。秦始皇兵马俑陪葬坑坐西向东，三坑呈品字形排列。最早发现的是一号俑坑，呈长方形，东西长230米，南北宽62米，深约5米，总面积14260平方米，四面有斜坡门道，左右两侧又各有一个兵马俑坑，现称二号坑和三号坑。俑坑布局合理，结构奇特，在深5米左右的坑底，每隔3米架起一道东西向的承重墙，兵马俑排列在墙间空档的过洞中。

1974年3月，在陵东的西杨村村民抗旱打井时，在陵墓以东三里的下和村和五垃村之间，发现规模宏大的秦始皇陵兵马俑坑，经考古工作者的发掘，才揭开了埋葬于地下的2000多年前的秦俑宝藏。

1975年国家决定在俑坑原址上建立博物馆。1979年10月1日秦始皇兵马俑博物馆开始向国内外参观者展出。2009年6月13日，秦始皇陵兵马俑一号坑再次开掘，之后在一号坑北部中段，又出土了带有彩兵马俑。秦始皇兵马俑陪葬坑，是世界最大的地下军事博物馆。

秦始皇兵马俑是世界考古史上最伟大的发现之一，被誉为“世界第八大奇迹“。秦汉时期汉代西汉时期，相对于秦朝，大大扩大了版图，向西方征讨了匈奴，疆域达到今天的新疆地区。张骞出使西域，开通丝绸之路，也扩大了对外的交流。东汉时期，班超在西域担任都护。汉代分为西汉和东汉，以王莽的篡位为分界，西汉在前东汉在后，东汉的建立者是刘秀,是西汉皇族的一个分支舂陵候家族，刘秀自己并不认为自己创立的是一个新的朝代，而是光复了汉朝，并自认为是汉宣帝的继承人，继位后,追尊汉宣帝为中宗。当时的官方也不认为东汉和西汉是两个朝代。秦汉时期科学技术成果：

手工业方面：东汉的杜诗发明了水排——水利鼓风机，用于冶铁。冶金铸造技术在汉代有了很大发展。两汉时期，西北养马业得到发展。

数学方面：西汉张苍和耿寿昌先后修订了战国时已出现的《九章算术》，这是对中国数学的发展影响最大的一部古代数学名著。汉代还出现了《许商算术》、《杜忠算术》。农业方面：铁工具得到普及，农具得到了改进，新式的镰、耙、锄、耧车、犁出现了。汉武帝末年令赵过在全国推广牛耕。还把各地官员招至京城学习，回去普及新技术。汉成帝时，胜著《胜之书》，总结了当时关中地区的农业生产经验。西汉晚期发明了风车和脱粒的水碓。

秦汉时期造纸方面：造纸术是汉代的一大发明，西汉发明了麻纸，东汉时蔡伦造出了蔡侯纸，造纸术是为知识和文化生产而发明的，这项发明后来传到了世界各地。在汉代。它的发明首先使书籍更加便宜，私家著书的风气从此开始，促进了教育事业的发展，使三国时代涌现出了一大批人才。天文学方面：西汉时，落下闳制造了观测天象的浑天仪。耿寿昌用铜制造了一个演示天象的天球仪。东汉的张衡制造了地动仪还制造了一台用水推动的仪器来演示天象。东汉人郄萌提出来昼夜说。浑天仪地动仪医学方面：东汉张仲景所写的《伤寒论》，是把《黄帝内经》的医学思想应用于伤寒病症的诊断治疗。汉代的《神农本草经》中收入了很多药物，是中国一部早期药典。东汉末年的华佗创造了“麻沸散”。华佗一生行医各地，声誉颇著，在医学上有多方面的成就。他精通内、外、妇、儿、针灸各科，尤擅外科，曾用“麻沸散”施剖腹术，为世界医学史上最早之全身麻醉。华佗很重视疾病的预防，强调体育锻炼以增强体质，模仿虎、鹿、熊、猿、鸟的动作和姿态，创造了一种“五禽之戏”，用以锻炼身体。五禽戏是以体育活动为主、与气功结合的健身运动。三国时，他医术全面，尤其擅长于外科，精于手术，被后人称为外科圣手、外科鼻祖。《神农本草经》里面记载了神农尝百草的故事。秦汉时期三国两晋南北朝时期这一时期中国各地政权鼎立对峙，只有西晋短暂的统一，北方五胡同汉人融合，从西域传入的佛教在南北盛行开来。三国两晋南北朝时期西晋东晋西晋和东晋根据都城方位来定的，西晋的都城在洛阳，经过八王之乱和永嘉之乱西晋变成东晋，东晋的都城在南京，统治范围仅限于秦岭淮河以南的土地。南京的地理位置比洛阳更靠东，所以后世称为“东晋”。科技发展成果：手工业方面：魏国马钧改进了织机，发明了龙骨水车，制造了指南车，改进了连弩。三国两晋南北朝时期农业方面：西晋人刘景宜发明了牛转连磨，是高效的粮食颗粒粉碎机。北魏的贾思勰著《齐民要术》是一部重要的农学著作。交通方面：蜀人蒲元发明了木牛流马（独轮车或者手推车），方便了车马道路不通地区的运输。龙骨水车

军事方面：两晋至南北朝时期还出现了马蹬，这一发明导致了重装骑兵出现，对军事产生深远影响。三国两晋南北朝时期数学方面：三国时赵爽注释了《周髀算经》，刘徽著《九章算术注》，对《九章算术》中大部分算法做了证明，还发明了割圆术。地理学家:西晋地理学家裴秀，主编过一本历史地图集，但他制定了一套实用的制图规则（制图六体）。隋唐五代时期隋朝

隋朝重新统一了中国，但时间很短。这个朝代为后世留下了科举制、赵州桥、沟通南北的水运航道大运河。隋朝的洛阳和长安设计者是宇文恺，御医巢元方写了中国历史上第一部病因病理学专著《诸病源候论》。隋唐五代时期我们把大运河的基本内容归纳为：“５４３２１”五个阿拉伯数字，即沟通五大水系（海河、黄河、淮河、长江、钱塘江）、开凿四段运河（永济渠、通济渠、邯沟、江南河），共有三个支撑点（以洛阳为中心，北连涿郡，南至余杭）、全长两千多公里，成为一条贯通南北水路交通的大动脉。大运河李春是中国隋朝时代著名的桥梁工匠，建造了举世闻名的赵州桥，开创了中国桥梁建造的崭新局面，为中国桥梁技术的发展作出了巨大贡献。

赵州桥，又称大石桥、安济桥，是位于河北省赵县城南五里洨河上的一座石拱桥，设计者是隋代杰出的工匠李春，建造于大业六年（610年）。是目前世界上最古老，完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥，1961年被国务院列为第一批全国重点文物保护单位。隋唐五代时期唐朝唐朝文化发达，疆域辽阔，当时亚洲影响最大，科技方面有所进步，但是突破性进展不多。隋唐五代时期科技发展成果：地理方面：贾耽和李吉甫主编过大型地图册。唐玄宗时僧一行领导过一次大地测量，测出地球子午线一度之长。数学方面：唐朝学校里设算数，以十部算经为教材。医学方面：朝廷组织编修了一本药典《新修本草》，供全国医生参考。唐律中有医药法。孙思邈写了《千金方》，王焘搜集秘方，写出《外台秘要》，是一部秘方大全。这一时期，印度波斯医学也渗入中医。隋唐五代时期手工业方面：唐代的丝绸、唐三彩十分文明，造纸术公元751年传入阿拉伯。唐朝以来，佛教的盛行引起了对佛经的大量需求，雕版印刷术发明。炼丹家还发明了火药。唐三彩是一种盛行于唐代的陶器，以黄、褐、绿为基本釉色，后来人们习惯地把这类陶器称为“唐三彩”。唐三彩的诞生已有1300多年的历史了，它吸取了中国国画、雕塑等工艺美术的特点，采用堆贴、刻画等形式的装饰图案，线条粗犷有力。隋唐五代时期宋辽金夏时期北宋从宋太祖赵匡胤于公元960年登位起至公元1127年止，因为这一时期定都在北方的东京(现在的河南开封)，史称“北宋”。南宋从宋高宗于公元1127年南渡起至公元1279年正月元军攻占崖山止，因为这个时期定都南方的临安(现在的浙江杭州)，史称“南宋”。这个时代，中国政局分裂，但科学技术趋于古代的顶峰，新发明层出不穷，许多发明被发展、应用到实际生活。宋辽金夏时期科技发展成果：火药:唐代的火药配方在宋代定量化，并从炼丹炉生产进入了火药作坊生产。火药的使用标志化学力量进入了战争，导致军队编制增加了火器，战争形式发生了变化。宋辽金夏时期活字印刷：平民毕昇发明了用泥活字印书的技术，用活字印出来的最早的书是宋代朱熹和吕祖谦等宋代大儒的书。后来，中国人又发明了木活字。这项技术于15世纪传入欧洲。宋辽金夏时期指南针：战国时发明的磁勺司南、汉代的指南鱼，被宋代民间风水先生制成指南针，应用与风水活动。宋朝时由于陆路被辽金阻断，航海事业发达，指南针便被应用到了航海上面，后经阿拉伯人传入西方。宋辽金夏时期

火药、活字印刷术、指南针和西汉时期的造纸术一起被称为中国古代的四大发明。

中国的四大发明在欧洲近代文明产生之前陆续传入西方，对西方科技发展产生一定影响。造纸术和活字印刷术的出现改变了只有僧侣才能读书和受高等教育的状况便利了文化的传播。火药和火器的采用摧毁了欧洲中世纪天主教的思想枷锁。指南针传到欧洲航海家的手里使他们有可能发现美洲和实现环球航行为西方奠定了世界贸易和工场手工业发展的基础。

四大发明在人类科学文化史上留下了灿烂的一页。宋辽金夏时期纸币：宋和金朝的时候军费开支大，贸易使金银容易外流，所以发明了纸币（交子）。交子出现后货币贬值加剧，但是它对商品经济有催化作用。这一发明是现代银行制度的基础。宋辽金夏时期建筑方面：有木质虹桥和安平桥，金国的卢沟桥，辽国的木塔，北宋李诫编写的《营造法式》是中国历史上最著名的建筑学著作；北宋苏颂和韩公廉制造了水运仪像台是当时世界上最复杂精巧的机械。宋辽金夏时期手工业方面：宋代的船造得更大了，有了木密舱，更加安全；宋代人开始使用煤炼铁。农业方面：开始大面积种植棉花，发明了轧棉交车和水利大纺车。宋辽金夏时期数学方面：贾宪的三角形，杨辉的《杨辉算法》，秦九韶著《数学九章》，李冶著《测圆海镜》，朱世杰著《四元玉鉴》（研究高阶等差级数、多元高次方程），把中国古代数学推上高峰。医学方面：北宋宋慈著《洗冤集录》，金国人刘完素、张从正、李杲和金末元初的朱震亨被称为金元四大医家，分别为寒凉、攻下、补上、养阴四派。发展了中医，使中医向分科的方向发展了一步。隋唐时期国家统一，疆域辽阔，科技方面有所进步，但是突破性进展不多。然而宋辽金夏时期国家政局不统一，但是科学技术趋于古代的巅峰。大家都知道，合久必分分久必合，这是时代的发展规律，那么怎样的条件才是对科学技术发展有利的呢？讨论历史如此“分”、“合”各有其利弊。

“分”利于促进相互竞争，共同进步，中国历史上思想、科技、医学发展最快、英雄人物辈出的时候就在“分”，如春秋战国、三国时期，“分”的弊病在于国家间相互征伐，对经济破坏极大，普通老百姓生活艰难。

“合”利于经济发展，农业、手工业发展。以及对前期文化、思想、科技的研究总结。例如：汉。百姓生活安定，文人就有闲情逸致搞文学，因此文化繁荣，例如唐、宋；其弊病在于，由于国力繁荣，没有生存压力，统治者就越来越没有上进心，最后一代不如一代。元明清时期元代蒙古统治中国时期，由于了同时在欧亚大陆建立了四个蒙古帝国，东西方交往的障碍被扫除了，东方的先进技术传到了西方，一大批中亚人来到中国，带来了中亚文明。元明清时期科学技术发展成果：天文学方面：最有名的科学家是郭守敬，他吸取了中亚天文仪器的优点，改造了浑天仪，创造了观测天象的简仪。他、王恂和许衡等人制定了“授时历”。手工业方面：手工业相当发达，官营手工业占主导地位，元朝的火器工匠铸造了世界上最早的金属管型火器——铜火铳。元明清时期农业方面：朝廷力农司编印了农书《农桑辑要》，元末的王祯所著《农书》，是这个时代最有名的农业科技著作，有大量的农业机械插图，他还是木活字的发明者。元明清时期明代明代的欧洲是文艺复兴时期，欧洲的科学在整体已超过中国。但在科技方面仍取得一些成就。元明清时期科技发展成果:建筑方面：永乐皇帝时期，把国都从南京迁到了北京，修建了故宫建筑群。这个时期的《永乐大典》是中国历史上最大的一部类书，铸造的永乐大钟是中国最大的钟，天坛的回音壁是中国最好的声学建筑。永乐大钟元明清时期医学方面：明朝李时珍，他创造了《本草纲目》，收集的植物药草很多，其中一些生物学知识被达尔文引用。元明清时期交通方面：永乐年间的郑和船队航海活动，主要是为了向海外各国显示中国富强。当时只有中国才有这样的技术和能力，郑和先后7次率船队下西洋。明朝国立衰退后便无力再举行了，但是中国通过郑和航海更确切地了解了海洋世界，南方各省的沿海地区开始向东南亚移民。元明清时期元明清时期军事方面：明朝时中国人改进了火器，火炮得到了改进，新的火药枪被发明出来，用火箭驱动的武器——火龙出水、神火飞鸦等已经相当先进。军队中火器装备大量增加。音乐方面：明朝朱载堉发现了十二平均律。手工方面：明末的宋应星所著《天工开物》是中国古代手工业技术的百科全书，此书反映了中国技术水平和当时的欧洲不相上下。元明清时期明末的徐光启是中国科技史上一个重要人物，他的活动标志着中国科学和欧洲近代科学开始融合。他的时代传教士到中国，其中最有名的是利玛窦，他给中国带来了地图，徐光启和利玛窦合译欧几里得的《几何原本》前6卷，徐光启还写了《农政全书》，并参与了《崇祯历书》的修订。元明清时期这个时代有一大批西方新鲜科技知识涌入了中国，其中包括：欧式几何、算数笔算法、对数和三角、望远镜、重心、比重、杠杆、滑轮、轮轴传动、斜面原理、火炮铸造、子弹和地雷制造等。与此同时，传教士也给欧洲带去了中国文化。元明清时期清朝清朝前期通过战争巩固了边疆，康熙年间重视科学技术，还学习和掌握了大量的中西科技知识。元明清时期科技发展成果：数学方面：法国人张诚、白晋和汉人梅成等编写的《数理精蕴》，这本书的内容包括了明末以来传入的西方数学知识。还组织了一次全国地图测绘，清代的王锡阐、梅文鼎也是有名的数学家。清代李善兰与外国人伟烈亚力合译了《几何原理》的剩下9卷。医学方面：清代赵学敏所著《本草纲目拾遗》，王清任所著《医林改错》都是有所创新的医药学著作。植物学方面：清代吴其所著《植物名实图考》是一部插图逼真的植物学的著作。理学方面：清代徐寿和华蘅芳二人曾设计制造了第一艘蒸汽船，并翻译了一些西方化学和数学著作。元明清时期文学方面：由于清初大兴文字狱，一些知识分子不敢自由研究现实问题，把兴趣转向了对古代文献得研究，朝廷支持了这方面的工作，乾隆嘉庆年间，学者们编写了中国最大的一部丛书《四库全书》，尽可能的收集古代文献。《红楼梦