武際可:科技史選講之二1中國(guó)古代的科技武際可:科技史選講之二2中國(guó)古代的科技I、四大創(chuàng)造及其影響II、自然科學(xué)和技術(shù)III、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)IV、幾位著名的科學(xué)家和他們的成就V、中國(guó)古代科技的一般特點(diǎn)武際可:科技史選講之二3I、四大創(chuàng)造及其影響指南針造紙印刷術(shù)火藥以上合稱為中國(guó)古代的四大創(chuàng)造。它們是中華民族對(duì)世界文明的最偉大的奉獻(xiàn)。武際可:科技史選講之二41、指南針指南針約出現(xiàn)于2000年前的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期。最早記載指南針的有戰(zhàn)國(guó)末期的著作?韓非子?說(shuō)：“先王立司南以端朝夕。〞指南針大約在12、13世紀(jì)由海路經(jīng)阿拉伯傳入歐洲。早期的司南武際可:科技史選講之二5司南圖武際可:科技史選講之二62、造紙1933年在新疆、1957年在西安分別考古發(fā)現(xiàn)公元前一、二世紀(jì)西漢的麻紙。東漢蔡倫造出了質(zhì)地精良的紙到公元三、四世紀(jì)紙已經(jīng)取代布帛和竹簡(jiǎn)書(shū)寫(xiě)。公元六世紀(jì)后傳入朝、越、日，后經(jīng)阿拉伯傳入歐洲，12世紀(jì)后歐洲才有造紙廠。蔡倫像武際可:科技史選講之二7抄紙圖

本圖復(fù)制自明朝宋應(yīng)星所著?天工開(kāi)物?武際可:科技史選講之二81917年印度克什米爾的造紙操作武際可:科技史選講之二93、印刷術(shù)6、7世紀(jì)，隋、唐之際出現(xiàn)了雕板印刷。9世紀(jì)出現(xiàn)大規(guī)模雕板印刷。咸通九年即公元868年，這是目前世界上最早的有明確日期的印刷實(shí)物。該實(shí)物原藏于甘肅敦煌千佛洞，1899年在洞中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存英國(guó)倫敦大不列顛博物館。該書(shū)呈卷子形式，全卷長(zhǎng)4877毫米，高244毫米，卷首的一幅扉畫(huà)是釋迦牟尼在祗樹(shù)給孤獨(dú)園的說(shuō)法圖，其余是?金剛經(jīng)?全文。?金剛經(jīng)?局部圖片武際可:科技史選講之二10北宋慶歷間〔1041－1048〕平民畢升創(chuàng)造泥活字。元大德間，王禎創(chuàng)木活字。8世紀(jì)傳入日本，后入朝鮮，12、13世紀(jì)傳入伊朗、埃及，后傳入歐洲。畢升像武際可:科技史選講之二11活字排版武際可:科技史選講之二12存放活字的轉(zhuǎn)盤(pán)武際可:科技史選講之二13活字印刷的書(shū)籍武際可:科技史選講之二14WilliamCaxtoninhisworkshopc1480.武際可:科技史選講之二151930年日本的印刷活字武際可:科技史選講之二16關(guān)于印刷起源的中韓之爭(zhēng)1966年在韓國(guó)境內(nèi)的古都慶洲佛國(guó)寺釋迦塔內(nèi)發(fā)現(xiàn)印本?無(wú)垢凈光大陀羅尼經(jīng)?.佛國(guó)寺釋迦塔建于公元751年，此后沒(méi)有重修記錄.比本世紀(jì)初在中國(guó)敦煌發(fā)現(xiàn)的印于公元868年〔唐咸通九年〕的?金剛般波羅蜜經(jīng)?早110年以上。于是就有韓國(guó)學(xué)者提出了印刷術(shù)韓國(guó)起源說(shuō)。黃善必、金夢(mèng)術(shù)在該經(jīng)發(fā)現(xiàn)后三天內(nèi)，便匆匆忙忙在?東亞日?qǐng)?bào)?和?朝鮮日?qǐng)?bào)?上宣布它是世界上最古老的木板印刷品。七天后，金癢基更是在?東亞日?qǐng)?bào)?上撰文將建釋迦塔之年當(dāng)作?無(wú)垢凈光大陀羅尼經(jīng)?的刊行年代。其中最具代表性的是韓國(guó)清洲大學(xué)副教授金圣洙在韓國(guó)?書(shū)志學(xué)研究?1994年第10期上發(fā)表的長(zhǎng)篇論文?關(guān)于韓國(guó)木版印刷起源年代的研究?。武際可:科技史選講之二174、火藥公元7世紀(jì)，唐代的醫(yī)學(xué)家和煉丹家孫思邈在?孫真人丹經(jīng)?中最早載有硝石、硫磺和炭的火藥配方。在唐、宋、元、明出現(xiàn)了火箭、火炮、火龍出水。公元8、9世紀(jì)火藥經(jīng)過(guò)印度西傳到歐洲。武際可:科技史選講之二18'Theinventionofgunpowder',c14thcentury武際可:科技史選講之二19四大創(chuàng)造在東西方的不同命運(yùn)火藥、指南針、印刷術(shù)是預(yù)告資產(chǎn)階級(jí)社會(huì)到來(lái)的三大創(chuàng)造?；鹚幇羊T士階級(jí)炸得粉碎，指南針?lè)_(kāi)了世界市場(chǎng)并建立了殖民地，而印刷術(shù)那么變成新教的工具，總的來(lái)說(shuō)，變成科學(xué)復(fù)興的手段，變成對(duì)精神開(kāi)展創(chuàng)造必要前提的最強(qiáng)大的杠桿?！柴R克思語(yǔ)〕四大創(chuàng)造在始終沒(méi)有和開(kāi)展市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合?；鹚幰恢敝饕糜趭蕵?lè)用的焰火。造紙和印刷術(shù)那么主要用于印刷禮教典籍和佛經(jīng)。指南針推動(dòng)的航海，在明初鄭和下西洋是為了政治上揚(yáng)威而不是為了開(kāi)展經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易。武際可:科技史選講之二20II、自然科學(xué)和技術(shù)世界上最早的十進(jìn)制(殷商，3400前〕算籌、算盤(pán)的故土最早有正負(fù)數(shù)加減法、分?jǐn)?shù)、小數(shù)的概念最早提出聯(lián)立方程和不定方程問(wèn)題最早的剩余定理，西方稱中國(guó)余數(shù)定理數(shù)學(xué)九章算術(shù)武際可:科技史選講之二21自然科學(xué)和技術(shù)－－數(shù)學(xué)最早的規(guī)矩(約4000年前)武際可:科技史選講之二22漢代彩帛規(guī)矩圖武際可:科技史選講之二23劉輝

割圓術(shù)

四庫(kù)全書(shū)

九章算術(shù)武際可:科技史選講之二24武際可:科技史選講之二25武際可:科技史選講之二26自然科學(xué)和技術(shù)－力學(xué)、物理樂(lè)器、樂(lè)律與振動(dòng)我國(guó)最古老的樂(lè)器有：在河南舞陽(yáng)賈湖出土的骨笛在浙江余姚河姆渡出土的7000年前的陶塤〔xūn〕之后篪、琴、鼓、罄等樂(lè)器相繼出現(xiàn)。據(jù)春秋時(shí)的著作?詩(shī)經(jīng)?上所載已有樂(lè)器29種之多。?周禮?將當(dāng)時(shí)的樂(lè)器分為8類，即：匏〔páo,笙類〕、土〔塤或缶，fǒu〕、革〔鼓類〕、木〔板類〕、石〔罄類〕、金〔鐘類〕、絲〔琴〕、竹〔管類〕。到唐代，加上外來(lái)樂(lè)器，總共已達(dá)300多種。武際可:科技史選講之二27樂(lè)器、樂(lè)律與振動(dòng)我國(guó)古鐘從史前〔2800BC〕的陶鐘開(kāi)始到周初〔1100BC〕的銅鐘，一直是合瓦狀。沈括說(shuō)：“古樂(lè)鐘皆扁如盒〔合〕瓦。蓋鐘圓那么聲長(zhǎng)，扁那么聲短。聲短那么節(jié)，聲長(zhǎng)那么曲，節(jié)短處皆相亂，不成音律。〞圖為1978年3月，在湖北隨縣開(kāi)掘的戰(zhàn)國(guó)曾國(guó)君主乙，出土的編鐘。武際可:科技史選講之二28關(guān)于振動(dòng)和共振的知識(shí)唐代韋絢〔9世紀(jì)人〕撰?劉賓客佳話錄?，其中記述如下故事：“洛陽(yáng)有僧，房中罄子日夜輒自鳴。僧以為怪，懼而成疾。求術(shù)士百方禁之，終不能已。曹紹夔素與僧善，夔來(lái)問(wèn)候，僧具以告。俄?yè)酏S鐘，罄復(fù)作聲。紹夔笑曰：‘明日設(shè)盛饌，余當(dāng)為除之。’僧雖不信，冀或有效，乃力置饌以待。紹夔食訖〔qì〕，出懷中錯(cuò)，鑢罄數(shù)處而去，其聲遂絕。僧問(wèn)其所以，紹夔曰：‘此罄與鐘律合，故擊彼此應(yīng)。’僧大喜，其病便癒。〞這段故事的發(fā)生和記載在千年以前，說(shuō)明曹紹夔有共振的知識(shí)和改變共振的經(jīng)驗(yàn)。知道用鑿子〔錯(cuò)〕去鑿澡盤(pán)或罄后，就不再共振了。武際可:科技史選講之二29律學(xué)最早的一種樂(lè)律是“三分損益〞法，始見(jiàn)于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期管仲〔？－645BC〕的著作?管子·地員?到明末，王子朱載堉〔1536－1611〕首創(chuàng)了十二平均律，即十二個(gè)順序半音之比為2開(kāi)12次方。武際可:科技史選講之二30中國(guó)古代對(duì)于運(yùn)動(dòng)、慣性與

相對(duì)性原理的認(rèn)識(shí)?考工記?有“馬力既竭，輈猶能取也〞的描述。意思是說(shuō)，在馬拉車時(shí)，馬不走了，即馬對(duì)車不施力了，車子還有前進(jìn)的趨勢(shì)，或即車子還可以前進(jìn)一小段路。?尚書(shū)緯·考靈曜?有這樣一段話：“地恒動(dòng)不止，而人不知，譬如人在大舟中，·閉牗而坐，舟行而人不覺(jué)也。〞這段話是關(guān)于后人稱為伽利略不變性原理的最早的表述。?易?曰，乾，其靜也專，其動(dòng)也直。武際可:科技史選講之二31對(duì)于流體平衡與運(yùn)動(dòng)的知識(shí)黃帝時(shí)創(chuàng)造了相風(fēng)鳥(niǎo)，是一種測(cè)風(fēng)向的器具。漢代已有吸水的唧筒。宋代創(chuàng)造了拉桿活塞式的風(fēng)箱。漢代已有船舵。用以推進(jìn)船前進(jìn)的篙與漿起源很早。搖櫓，是一項(xiàng)我國(guó)獨(dú)有的創(chuàng)造，約起源于漢代。沈括發(fā)現(xiàn)即夏天水的黏性小，冬天黏性大。武際可:科技史選講之二32中國(guó)古代關(guān)于材料和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的知識(shí)我國(guó)學(xué)者老亮的考證，最早在東漢就已發(fā)現(xiàn)了彈性變形與外力成比例的規(guī)律，他說(shuō)：“東漢經(jīng)學(xué)家鄭玄〔127－200年〕就?考工記·弓人?中‘量其力，有三均’注云：‘假令弓力勝三石，引之中三尺，弛其弦，以繩緩擐之，每加物一石，那么張一尺?！瞥踬Z公彥對(duì)此又有疏曰：‘鄭又云，假令弓力勝三石，引之中三尺者，此即三石力弓也。必知弓力三石者當(dāng)弛其弦，以繩緩擐之者，謂不張之別以一條繩系兩簫，乃加物一石張一尺、二石張二尺、三石張三尺?！矫鞔螒?yīng)星的?天工開(kāi)物?也談及有關(guān)問(wèn)題：‘凡試弓力，以足踏弦就地，秤鉤搭掛弓腰，弦滿之時(shí)，推移秤錘所壓，那么知多少。’〞[1]從這段話中，我們知道后人所說(shuō)的胡克〔Hooke〕定律〔1678年〕比鄭玄晚了千年以上。武際可:科技史選講之二33試弓定力圖武際可:科技史選講之二34自然科學(xué)和技術(shù)－天文學(xué)我國(guó)至遲在殷商時(shí)代〔約1500－1300BC〕已經(jīng)可以測(cè)分〔春分、秋分〕、至〔冬至、夏至〕。到了西周，已有28宿(xiù)的記載，并且根據(jù)28宿來(lái)定日、月、五大行星的位置。在戰(zhàn)國(guó)魏人石申寫(xiě)的?石氏占經(jīng)?或稱?天文星占?中，已有28宿的記載。那時(shí)已定一年為365.25天。?石氏占經(jīng)?中，記錄了121個(gè)星的赤道坐標(biāo)。19年7閏是從周朝開(kāi)始的，但閏月一般置在歲末。到了漢朝，產(chǎn)生了制定大小月和閏月的更精確的方法。武際可:科技史選講之二35水運(yùn)儀象臺(tái)北宋人蘇頌〔1020－1101年〕于1088年造的水運(yùn)儀象臺(tái)。它的構(gòu)造在蘇頌著的?新儀象法要?中描述得很詳細(xì)。50年代我國(guó)學(xué)者王振鐸等將它復(fù)原于北京歷史博物館陳列。武際可:科技史選講之二36

宋代的

石刻星圖

武際可:科技史選講之二37自然科學(xué)和技術(shù)－車船的開(kāi)展車船在中國(guó)開(kāi)展得很早?？脊虐l(fā)現(xiàn)，最早的獨(dú)木舟是1973－1978年發(fā)現(xiàn)的浙江余姚河姆渡獨(dú)木舟，距今約7000年。中國(guó)在夏〔約2000BC〕已有了車，傳說(shuō)是一位名叫奚仲的官員創(chuàng)造的，他曾任夏王朝的“車正〞。武際可:科技史選講之二38秦始皇陵出土的二號(hào)銅車馬復(fù)原圖

武際可:科技史選講之二39指南車復(fù)原圖

武際可:科技史選講之二40記里鼓復(fù)原圖

武際可:科技史選講之二41造船有文字記載的海外航行是法顯〔？－423年〕遠(yuǎn)航。399年法顯由長(zhǎng)安出發(fā)，歷經(jīng)四年的數(shù)萬(wàn)里艱苦跋涉到達(dá)印度求經(jīng)。412年〔東晉義熙8年〕，法顯在斯里蘭卡乘中國(guó)商船回國(guó)。由于在中國(guó)南海遇風(fēng)東航，經(jīng)105日到達(dá)一地，名為耶婆提。據(jù)考證[1]耶婆提就是美洲。武際可:科技史選講之二42泉州出土宋代船復(fù)原圖

武際可:科技史選講之二43橋梁、水利與土木建筑的開(kāi)展橋梁、水利與土木建筑表達(dá)了材料強(qiáng)度、靜力平衡和穩(wěn)定性、地基處理的綜合技術(shù)水平。這里我們僅舉三個(gè)例子以說(shuō)明中國(guó)這方面早期的開(kāi)展。武際可:科技史選講之二44河北趙州安濟(jì)橋武際可:科技史選講之二45應(yīng)縣木塔武際可:科技史選講之二46都江堰武際可:科技史選講之二47古代的機(jī)械成就漢代劉歆著的?西京雜記?中記錄了兩件事：“高祖入咸陽(yáng)，周行府庫(kù)，金玉珍寶不可稱言。其尤驚異者，有青玉五枝燈，高七尺五寸，作蟠螭以口銜燈。燈燃，鱗甲皆動(dòng)，煥柄假設(shè)列星，而盈室焉。復(fù)鑄銅人12枚，坐皆高三尺，列在一筵上；琴、筑、笙、竽、各有所執(zhí)；皆綴花采，儼假設(shè)生人；筵下有二銅管，上口高數(shù)尺，出筵后；其一管空，一管內(nèi)有繩大如指，使一人吹空管，一人扭繩，那么眾樂(lè)皆作。與真樂(lè)不異焉。〞“長(zhǎng)安巧工丁緩者，為常滿燈，七龍五鳳雜以芙蕖蓮藕之奇；又作臥褥香爐，一名被中香爐。本出房風(fēng)，其法后絕。至緩始更為之，為機(jī)環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)四周而爐體常平?？芍弥蝗?，故以為名。〞武際可:科技史選講之二48被中香爐武際可:科技史選講之二49III、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)我國(guó)是世界上歷史最悠久的農(nóng)業(yè)大國(guó)之一。7000年以前，就從采集、狩獵經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。無(wú)論在作物栽培、耕作技術(shù)、農(nóng)副業(yè)工具創(chuàng)造與使用上，都有光輝的歷史。我國(guó)在醫(yī)學(xué)、醫(yī)藥方面有獨(dú)特的傳統(tǒng)。中醫(yī)中藥已經(jīng)得到世界上廣泛的認(rèn)可。春秋時(shí)代的名醫(yī)扁鵲就提出了望、聞、問(wèn)、切的診斷方法。成書(shū)于戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的?素問(wèn)?和東漢張仲景的?傷寒論?奠定了中醫(yī)的理論根底。武際可:科技史選講之二50西漢成帝時(shí)期成書(shū)的?氾勝農(nóng)書(shū)?是中國(guó)最早的農(nóng)書(shū)。公元前6世紀(jì)就已經(jīng)創(chuàng)造了鐵犁。我國(guó)是世界上最早種植水稻、麥子、棉花、大豆、谷子等作物的國(guó)家。漢代使用的鐵犁農(nóng)業(yè)武際可:科技史選講之二51龍骨水車武際可:科技史選講之二52中國(guó)是世界上養(yǎng)蠶、抽絲和絲織的國(guó)家。大約開(kāi)始于六、七千年以前。由于大量絲織品輸出產(chǎn)生了“絲綢之路〞傳播東西文明。農(nóng)業(yè)－絲綢武際可:科技史選講之二53提花織布機(jī)武際可:科技史選講之二54絲綢武際可:科技史選講之二55醫(yī)學(xué)公元前6世紀(jì)，扁鵲就以切脈診斷。?黃帝內(nèi)經(jīng)?是我國(guó)最早的醫(yī)書(shū)。東漢張仲景著的?傷寒論?是我國(guó)第一部臨床醫(yī)學(xué)的巨著。明代李時(shí)珍的?本草綱目?是藥學(xué)巨著。清代醫(yī)學(xué)家王清任于1830年寫(xiě)出的?醫(yī)林改錯(cuò)?是我國(guó)第一部解剖學(xué)著作。南宋宋慈的?洗冤錄?是最早的法醫(yī)著作。武際可:科技史選講之二56針灸療法在長(zhǎng)沙馬王堆開(kāi)掘的西漢早期的醫(yī)書(shū)中只有灸法還沒(méi)有針?lè)?。成?shū)于漢的?黃帝內(nèi)經(jīng)?記述了古代針具。西晉初，著述家黃甫謐編成?針灸甲乙經(jīng)?是我國(guó)第一部針灸著作。針灸6世紀(jì)傳入日本，18世紀(jì)傳入美國(guó)。武際可:科技史選講之二57IV、幾位著名的科學(xué)家和他們的成就張衡〔公元79－139年〕漢代天文學(xué)家。祖沖之〔公元429－500年〕南北朝時(shí)代的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、創(chuàng)造家。沈括〔公元1030－1094年〕北宋時(shí)代的科學(xué)家，在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)等方面都有奉獻(xiàn)。宋應(yīng)星〔公元1587－1665年〕晚明科學(xué)家。徐光啟〔公元1562－1633年〕晚明科學(xué)家。武際可:科技史選講之二58張衡〔公元79－139年〕

漢代天文學(xué)家公元117年創(chuàng)制渾天議。創(chuàng)制測(cè)風(fēng)力風(fēng)向的侯風(fēng)儀和測(cè)地震的地動(dòng)儀〔公元132年〕。著有?渾天儀注?、?靈憲?等書(shū)。提出“月光生于日之所照