六、古代中國的科技文化成就

中國是人類歷史的發(fā)祥地之一，黃河流域、長江流域孕育了古代中國文明。中國文明史有5000多年，是著名的世界四大文明古國之一?！霸谥腥A民族的開化史上，有素稱發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)和手工業(yè)，有許多偉大的思想家、發(fā)明家、科學(xué)家、政治家、軍事家、文學(xué)家和藝術(shù)家，有豐富的文化典籍?！崩罴s瑟博士也指出:“中國人在研究大自然并用在造福人類方面，很早就躋身于世界先進(jìn)民族之林了?！?/p>

(一)農(nóng)學(xué)

中國自古以來就是一個(gè)以農(nóng)業(yè)為主體的國家，農(nóng)業(yè)技術(shù)和農(nóng)學(xué)理論在世界上首屈一指。中國是世界上從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最早的國家之一，也是世界農(nóng)作物起源的中心地區(qū)之一。春秋戰(zhàn)國時(shí)期，以一家一戶為基礎(chǔ)的個(gè)體小農(nóng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起來，基本形成了以糧食作物生產(chǎn)為主，以桑麻、畜牧為副的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，并一直延續(xù)了2000多年。中國古代耕作技術(shù)是精耕細(xì)作，到宋元時(shí)期已達(dá)到完全成熟的地步。中國古代先進(jìn)的農(nóng)學(xué)代表是“五大農(nóng)書”，即西漢的《氾勝之書》、北魏賈思勰的《齊民要術(shù)》、宋代的《陳敷農(nóng)書》、元代的《王禎農(nóng)書》和明代徐光啟的《農(nóng)政全書》?！掇r(nóng)政全書》共60卷，50多萬字，分農(nóng)本、田制、農(nóng)事、水利、農(nóng)器等12項(xiàng)，是一部集中國古代農(nóng)業(yè)科學(xué)之大成的學(xué)術(shù)著作。

(二)天文學(xué)

中國古代天文學(xué)萌芽于原始社會(huì)，戰(zhàn)國、秦漢時(shí)期已形成了以歷法和天象觀測為中心的完整的體系。中國古代歷法有104種之多，為古代任何其他地區(qū)所不及，而且屢經(jīng)修訂，許多數(shù)據(jù)的精確度在世界上長期領(lǐng)先。中國最早就開始了天象觀測，李約瑟博士認(rèn)為“中國是文藝復(fù)興以前所有文明中對天象觀測得最系統(tǒng)、最精密的國家”。中國早在公元前1361年就有日食記錄，在公元前1600年至公元1600年間有581項(xiàng)彗星記載，公元前28年便開始系統(tǒng)記錄了太陽黑子，公元前1400年至公元1600年間，中國有90項(xiàng)超新星記錄。在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明前，中國就積累了大量有關(guān)日食、黑子、彗星、流星雨、新星、超新星和極光等十分準(zhǔn)確而豐富的記錄，為近代科學(xué)研究提供了寶貴的歷史資料。在宇宙論方面，古代中國形成了三大學(xué)說，“蓋天說”產(chǎn)生于1世紀(jì)，認(rèn)為“天圓如張蓋，地方如棋局”，后又發(fā)展為“天象蓋笠，地法覆盤”，已初步有球狀大地的思想；“渾天說”形成于2世紀(jì)，認(rèn)為眾天體附著在繞極軸旋轉(zhuǎn)的天體球上，大地居于中心，這是中國古代的地心說；“宣夜說”源于戰(zhàn)國時(shí)期，認(rèn)為天無形質(zhì)，高遠(yuǎn)無極，日月星辰飄浮其中，已有一種樸素的無限宇宙思想。

(三)數(shù)學(xué)

中國古代數(shù)學(xué)成就主要在算術(shù)和代數(shù)方面。中國古代出現(xiàn)了十大數(shù)學(xué)著作。公元前1世紀(jì)的《周髀算經(jīng)》是我國現(xiàn)存最早的一部算經(jīng)，它總結(jié)了勾股定理與勾股測量等數(shù)學(xué)問題及其在天文、生產(chǎn)中的應(yīng)用?！毒耪滤阈g(shù)》成書于東漢，標(biāo)志著中國古代以算籌為計(jì)算工具、具有自己獨(dú)特風(fēng)格的數(shù)學(xué)體系的形成，它比較系統(tǒng)地總結(jié)和概括了自春秋、戰(zhàn)國至西漢時(shí)期人們在社會(huì)實(shí)踐中積累的數(shù)學(xué)成就。它從各類問題中選出246個(gè)例題，按解題方法和應(yīng)用范圍分為九大類，內(nèi)容涉及算術(shù)、初等代數(shù)、初等幾何等各個(gè)方面，其中多元一次方程組解法的記載是世界最早的，比印度早400多年，比歐洲早1300多年，關(guān)于分?jǐn)?shù)概念及其運(yùn)算、正負(fù)數(shù)概念、加減法則、開方平方、二次方程運(yùn)算等在世界上都是最早的?！毒耪滤阈g(shù)》為中國古代數(shù)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。以《九章算術(shù)》為代表的中國古代數(shù)學(xué)體系，其計(jì)算與實(shí)用的顯著特點(diǎn)，彌補(bǔ)了以歐幾里得《幾何原本》為代表的具有高度抽象性和邏輯系統(tǒng)性的古希臘數(shù)學(xué)體系的不足。中國古代數(shù)學(xué)家對圓周率的計(jì)算也達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。三國時(shí)期魏人劉徽于公元263年提出了用“割圓術(shù)”計(jì)算圓面積的方法，并用極限的概念求得圓周率為3.1416，劉徽在中國古代數(shù)學(xué)史上最早把極限概念用于解決實(shí)際的數(shù)學(xué)問題，這在世界數(shù)學(xué)史上是一項(xiàng)重大成就。劉徽的思想方法與公元前5世紀(jì)的希臘人安提豐和阿基米德(公元前287～公元前212)的方法都不同，他是用安提豐的方法來解決阿基米德的問題的，當(dāng)然是在不了解他們兩人工作的情況下作出的。阿基米德算出圓周率在3.1408和3.1428之間。羅馬時(shí)代的天文學(xué)家托勒密算出圓周率是3.14167。祖沖之是南北朝時(shí)一位杰出的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家，在機(jī)械制造等方面都取得了重大成就。他應(yīng)用劉徽的割圓術(shù)，推算出圓周率在3.1415926與3.1415927之間。為計(jì)算方便，祖沖之還求出用分?jǐn)?shù)表示的兩個(gè)圓周率數(shù)值:密率為355/133，約率為22/7，歐洲直到16世紀(jì)才由德國人鄂圖和荷蘭人安托尼茲算出同樣結(jié)果。在各國數(shù)學(xué)家中，對圓周率計(jì)算貢獻(xiàn)最大的是祖沖之，所以世界上又把圓周率稱為“祖率”。祖沖之的兒祖暅則求得球體體積公式為V=π/6·D(D為球體直徑)，稱為祖暅公理。在西方它被稱為卡瓦列里公理，比祖暅公理晚了1000年。

(四)醫(yī)藥學(xué)

中國古代醫(yī)學(xué)自成體系，有獨(dú)特的理論和方法，其內(nèi)容之豐富、體系之完善為各學(xué)科之冠。戰(zhàn)國時(shí)期的扁鵲是中國醫(yī)學(xué)史上第一位著名的醫(yī)生，他利用望、聞、問、切四診合參法治病，奠定了中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)診斷法的基礎(chǔ)。戰(zhàn)國時(shí)期的《黃帝內(nèi)經(jīng)》是中國醫(yī)學(xué)體系開始形成的標(biāo)志，它全面論述了關(guān)于醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床的基本理論，確立了中醫(yī)的指導(dǎo)思想和治療原則，尤其是臟腑、經(jīng)絡(luò)學(xué)說是中醫(yī)基本理論成果的重要組成部分，這一學(xué)說2000多年來被實(shí)踐證明是行之有效的，成為中醫(yī)體系中辨證治療的基本理論之一。3世紀(jì)初的張仲景所著的《傷寒雜病論》以六經(jīng)論傷寒，以五臟六腑論雜病，提出了系統(tǒng)的辨證施治的思想和方法，奠定了中國臨床醫(yī)學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。后人尊稱張仲景為醫(yī)方學(xué)之始祖。同時(shí)代的華佗擅長外科，被尊為外科學(xué)鼻祖，他發(fā)明了全身麻醉術(shù)，是中國、也是世界上第一個(gè)應(yīng)用全身麻醉的人。唐代醫(yī)學(xué)家孫思邈著有《千金方》，收錄藥物800多種，他被稱為“藥王”。1578年李時(shí)珍寫成《本草綱目》，全書50多卷，收錄藥物1892種，藥方萬余個(gè)，藥圖千余幅，它是中國古代醫(yī)藥學(xué)的經(jīng)典著作，也是世界科技史上的重要典籍，它出版后不久便被譯成各種文字在世界廣為流傳。

(五)建筑

秦漢時(shí)期修筑的萬里長城是世界古代偉大的建筑工程，它以雄偉壯觀、工程浩大聞名于世。它雄踞中國北部，綿延萬余里，構(gòu)成了一個(gè)比較完整的防御體系。它顯示了中華民族的聰明才智，也反映了當(dāng)時(shí)測量、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑和工程管理的高超水平。隋唐時(shí)期的長安城規(guī)模宏大，規(guī)劃嚴(yán)整，是當(dāng)時(shí)世界上最大的城市。京杭大運(yùn)河全長4000多里，溝通了海河、黃河、淮河、長江和錢塘江五大水系，是中國南北交通的大動(dòng)脈。北京的皇宮是一組宏偉壯麗的建筑群，顯示了中國具有悠久歷史的木構(gòu)建筑技術(shù)的輝煌成就。故宮建筑群是明代永樂年間興建的，以太和殿、保和殿為中心，建筑設(shè)計(jì)十分嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)整。

(六)四大發(fā)明

1.造紙術(shù)

中國漢字起始很早，新石器時(shí)代的西安半坡村遺址出土有刻畫符號(hào)，黃帝時(shí)代有倉頡造字的傳說。古代人們曾先后使用龜甲、獸骨、金石、竹簡、木牘、縑帛等作為書寫材料。由于簡牘笨重，縑帛貴重，于是尋求廉價(jià)、方便易得的新型書寫材料成了迫切的社會(huì)要求。

東漢時(shí)期的蔡倫用破布、舊漁網(wǎng)、樹皮等廢料制成了植物纖維紙，105年蔡倫把紙獻(xiàn)給漢和帝，頗受稱贊。蔡侯紙的出現(xiàn)在造紙術(shù)的發(fā)展史上是一件大事，為交流思想、傳播文化和發(fā)展科學(xué)技術(shù)提供了重要工具。造紙術(shù)是中國勞動(dòng)人民的偉大發(fā)明，也是中國人民對人類做出的重大貢獻(xiàn)。蔡倫發(fā)明造紙術(shù)時(shí)，埃及人還在使用紙草，巴比倫人使用泥板，印度人使用貝葉，歐洲人使用羊皮。中國造紙術(shù)首先傳入朝鮮、越南、日本，后又傳入印度、中亞，一千多年后經(jīng)阿拉伯人傳入歐洲，17世紀(jì)末才傳到美洲。

自漢代以后，中國的造紙技術(shù)不斷革新與進(jìn)步。魏晉南北朝時(shí)，紙已代替帛、簡成為普遍的書寫材料。造紙的主要原料，除原有的麻、楮之外，桑皮、藤皮也被用于造紙。南方的藤紙由于質(zhì)地優(yōu)良，于隋代成為官方文件的主要用紙而盛行一時(shí)。隋唐至宋代，造紙手工業(yè)已遍及全國，印刷術(shù)的發(fā)明和發(fā)展，又促進(jìn)了造紙業(yè)和造紙技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)的麻紙、楮紙、桑皮紙、藤皮紙等繼續(xù)發(fā)展，新的造紙?jiān)先缰?、檀皮、麥秸、稻稈等不斷被開拓利用。中唐時(shí)期竹紙?jiān)谀戏绞⑿?，竹紙的問世，?biāo)志著中國造紙技術(shù)已相當(dāng)精熟。書畫用的紙，唐時(shí)以“玉版宣”之名在安徽宣州(今涇縣)問世，被列為貢品。宣紙?jiān)谔拼蕴雌樵?，到清代就改為檀皮、稻草合料制造，其質(zhì)地細(xì)膩、潔白、柔軟，且經(jīng)久而不變色，至今仍是稀世之寶。

1990年在比利時(shí)馬爾梅迪舉行的國際造紙歷史協(xié)會(huì)第20屆代表會(huì)上，專家們一致認(rèn)為蔡倫是造紙術(shù)的偉大發(fā)明家，中國是紙的發(fā)明國。

2.火藥

唐代中國的煉丹家們已經(jīng)知道了“以硫磺、雄黃合硝石，并密燒之”，就會(huì)出現(xiàn)“焰起，燒手、面及屋宇”的現(xiàn)象。硫磺、硝石和炭的混合物就是最初的黑火藥?！秾O真人丹經(jīng)》中就有混合硫磺、硝酸鉀和炭制成火藥的記載，這是世界上關(guān)于火藥的最早記載。宋元時(shí)期，黑火藥配方中的各種成分有了比較合理的定量配比，并在軍事上得到實(shí)際應(yīng)用?；鹚幒突鹚幬淦鞯闹圃扉_始成為軍事手工業(yè)的一個(gè)重要部門。970年以后陸續(xù)出現(xiàn)了火箭、火毯、火蒺藜等火攻武器。火攻武器的大量使用，推動(dòng)了火藥的研究和配方的改進(jìn)。宋代曾公亮編著的《武經(jīng)總要》中曾記載了三個(gè)火藥方子，以期使火藥達(dá)到易燃、易爆。1132年發(fā)明的長竹竿火槍、1259年發(fā)明突火槍是近代槍炮的雛形，1332年元代制造的銅鑄火銃是已發(fā)現(xiàn)的世界上最古老的銅炮。火藥的使用標(biāo)志著化學(xué)力量進(jìn)入戰(zhàn)爭(火箭、火球、陶雷、石雷、鐵雷、竹制鐵火槍、銅銃、鐵銃、槍炮)，導(dǎo)致軍隊(duì)編制增加了火器軍，戰(zhàn)爭形勢發(fā)生了變化?；鹚幍陌l(fā)明是中國人民的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)，對世界文明的發(fā)展有重大影響。

3.指南針

戰(zhàn)國時(shí)發(fā)明了磁勺司南，漢代時(shí)發(fā)明了指南魚，宋代人們在人工磁化和使用磁針方面的探索，導(dǎo)致了指南針的發(fā)明和廣泛應(yīng)用。沈括在《夢溪筆談》中曾記載了指南針的制作和運(yùn)用，即用磁石摩針鋒使鋼針顯示出磁性，指南針的裝置主要有水浮法、指甲旋定法、碗唇旋定法和縷懸法，而以單絲懸掛法為最好。指南針一經(jīng)發(fā)明，很快被應(yīng)用于航海，它使人們獲得了全天候航行的能力，人類第一次真正得到了在茫茫大海上晝夜航行的自由。指南針當(dāng)時(shí)由在中國沿海往來貿(mào)易的阿拉伯人傳向西方。

4.印刷術(shù)

印刷術(shù)的發(fā)明，須先具備紙、筆、墨等物質(zhì)條件，具備刻印的工藝技術(shù)，掌握反文印刷原理。這些條件在中國早已具備。在6世紀(jì)末的隋唐時(shí)期，雕版印刷術(shù)問世。雕版印刷一般選用紋質(zhì)細(xì)密的木材為原料，由于刻字印刷比手寫傳抄優(yōu)越百倍，所以很快得到推廣。1966年在朝鮮發(fā)現(xiàn)的刻本《陀羅尼經(jīng)》刻于704～751年，為目前發(fā)現(xiàn)的最早的印刷品，學(xué)者們認(rèn)為該經(jīng)是在長安翻譯和刻印的。至宋代，畢昇發(fā)明了活字版印刷術(shù)，他用膠泥制成活字經(jīng)火燒變硬，排在鐵板內(nèi)，內(nèi)放一層混合的松香、蠟、紙灰等，在火上加熱，松香、蠟遇熱熔化，冷卻后一版泥活字就粘在一起，冷卻時(shí)用一塊平板將泥活字壓平。一版印完，將鐵板放在火上加熱，即可取下泥活字，以備再用。后來，中國人又發(fā)明木活字，朝鮮人發(fā)明了銅活字。活字印刷術(shù)于15世紀(jì)傳入歐洲。畢昇發(fā)明的活字印刷術(shù)，既省時(shí)又省力，經(jīng)濟(jì)方便，在中國和世界印刷術(shù)史上都是一個(gè)創(chuàng)舉。

中國的四大發(fā)明在12～15世紀(jì)經(jīng)阿拉伯傳入歐洲，在近代科學(xué)和資本主義發(fā)展中產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。馬克思曾高度評(píng)價(jià):“火藥、指南針、印刷術(shù)——這是預(yù)告資產(chǎn)階級(jí)社會(huì)到來的三大發(fā)明?；鹚幇羊T士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場并建立了殖民地，而印刷術(shù)則變成新教的工具，總的來說變成科學(xué)復(fù)興的手段，變成對精神發(fā)展創(chuàng)造的必要前提的最強(qiáng)大的杠桿。”