中国古代史文化部分基础知识专题(二)·中国古代科学技术的发展

古代科学技术的发展

一、中国古代科学的发展

1、中国古代的四大发明

四

大发明发展过程传播过程影响

共同

影响

造纸术西汉前期已经有了纸。甘肃天水放马滩出土的绘有

地图的纸，是目前世界所知最早的纸。东汉蔡伦改

进了造纸术，用树皮、麻头、破布、渔网等造出便

于书写的纸。这种纸被称为“蔡侯纸”

4 世纪初，

造纸术传

到朝鲜，后

又传到越

南和日本。

8 世纪传

到中亚，后

经阿拉伯

逐步传到

非洲和欧

洲。

对人类文化的发展做出了重要

贡献

促进

了世

界文

化和

文明

的发

展，特

别是

对欧

洲封

建社

会向

资本

主义

社会

的转

变起

了推

动作

用

印刷术隋唐时期已经有了雕版印制的佛经、日历和书籍。

按照明朝人的记载，隋文帝时期下令印刷佛经，这

是我国历史上最早的雕版印刷记录。唐朝与868年

印制的《金刚经》，是世界上现存最早的、有确切

日期的雕版印刷品。

11世纪的北宋时期，平民毕升发明了活字印刷术。

之后活字印刷术迅速发展起来，其中，用西夏木活

字印刷的佛经，是目前发现的最早的木活字印本

向东传到

朝鲜、日

本，向西传

到埃及和

欧洲

为世界文明作出了重要贡献，比

欧洲用活字排版印刷早了四个

多世纪

火药唐朝中期的书籍里，已经有了制成火药的配方。唐

朝末年，火药开始用于军事，火箭是最早的火药武

器。北宋政府在东京设立专门机构，制造火药和火

器。南宋时期发明了管形火器“突火枪”。管形火

器的出现开创了人类作战史的新阶段。金朝的火器

制造业比较发达。金军曾用火药武器打退蒙古军进

攻，取得了局部胜利

火药和火

药武器在

13世纪中

期传入阿

拉伯，后来

又由阿拉

伯传入欧

洲

对欧洲资产阶级战胜封建势力

起了重要作用

指

南针指南针在宋代航海交通上已经普遍使用

13世纪，

传入阿拉

伯和欧洲

各国

它用于航海，对世界经济文化的

交流和发展起着巨大的推动作

用，同时，它也为欧洲航海家发

现美洲和实现全球航行提供了

重要条件

2、中国古代自然科学的发展

学

科

时间发展表现地位及影响

天文历法春秋

《春秋》记载，公元前613年，“有星孛入北斗”这是历

史上关于哈雷彗星的确切记录

是世界公认的首次记录，比欧洲早600 多

年

春秋时期我国历法已经形成了自己固定的系统，确立十

九年七闰的历法原则

形成我国固定历法系统，比西方早160年战国

战国时期，出现了天文学著作《甘石星经》，其中有丰

富的天文记载，反映了那个时期人们对天文的认识

世界上最早的天文学著作

西汉

西汉汉武帝时期，制定出历书《太初历》，开始以正月

为岁首

中国第一部较完整的历书

太阳黑子的记录被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录东汉

东汉时期的张衡，从日、月、地球所处的不同位置，对

月食作了最早的科学的解释

世界上最早对月食作出的科学的解释唐朝

唐朝杰出的天文学家僧一行制定的《大衍历》，比较准

确地反映了太阳运行的规律，系统周密

标志着我国古代历法体系的成熟僧一行实测地球子午线长度

世界上用科学方法实测地球子午线长度的

创始人

北宋

沈括提倡改革历日制度，制定了把四季24节气和12个月

完全统一起来的历日制度—“十二气历”

有利于农事安排

元朝

元代设太史局编制新历法，郭守敬提出“历之本在于测

验，而测验之器莫先仪表”的正确主张，创制了简仪和

高表等近20件天文观测仪器，主持了全国范围的天文测

量，他主持编订的《授时历》，一年周期与现行公历基

本相同，但比现行公历早300年

《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

清朝康熙帝重用西方传教士南怀仁修订历法

地理东汉张衡发明地动仪

是世界上最早测量地震方位的仪器，比欧

洲人制作地动仪早了1,700多年

西晋

西晋时期，裴秀是中国古代杰出的地图学家。他绘制出

《禹贡地域图》，还提出了绘制地图的原则

北魏

北魏时期，郦道元著有《水经注》，通过为古书《水经》

作注，以《水经》为纲，全面而系统的介绍了水道所流

经地区的自然地理和经济地理等方面的内容

是一部历史、地理、文学价值都很高的综

合性地理著作。它既是古代地理名著，又

是山水文学的优秀作品

明朝

徐霞客著有《徐霞客游记》记述了石灰岩溶蚀地貌，此

外，它还记录了一些地理发现，这些都纠正了前代地理

学著作中的错误

对石灰岩溶蚀地貌的观察和记述，早于欧

洲约两个世纪

数学春秋

战国

发明了九九乘法表

东汉

东汉时期的《九章算术》分九章介绍了许多算术命题及

其解法

是当时世界上最先进的应用数学，它的出

现标志着中国古代数学形成了完整的体系南朝

魏晋时期，数学家刘徽运用极限理论，提出了计算圆周

率的正确方法；南朝时期，祖冲之精确算出圆周率是在

3.1415926－3.1415927之间，并著有《缀术》

祖冲之的圆周率成就比欧洲早近1000年战国

扁鹊是战国时期最著名的医生，后世医家把他奉为“脉

学之宗”，他采用望、闻、问、切四珍法诊断疾病。其

四诊法成为我国中医的传统诊病法，两千

多年来一直为中医所沿用

医药学

中，切脉是扁鹊的主要成就。

战国问世、西汉编定的《黄帝内经》，是我国现存较早

的重要医学文献

奠定了我国医学的理论基础

东汉

《神农本草经》是我国第一部完整的药物学著作华佗擅长外科手术，被人誉为“神医”。他发明的麻沸

散，是一种植物麻醉药，适用于外科手术

发明了世界上最早的麻醉药，比西方早

1600多年

张仲景的《伤寒杂病论》

被人称为“医圣”，是后世中医的重要经

典，奠定了中医治疗学的基础

唐朝

孙思邈著的《千金方》

全面总结历代和当时的医药学成果，并有

许多创见，在我国医药学史上占有重要地

位

唐高宗时编修的《唐本草》是世界上第一部由国家颁行的药典吐蕃元丹贡布编著《四部医典》在国内外有重要影响

明朝

李时珍编写《本草纲目》，这部书记载药物一千八百多

种，方剂一万多个，全国总结了16世纪以前的中国医药

学，被誉为“东方医药巨典”。由于李时珍重视实地考

察和试验观察，注意运用比较方法进行创造性研究，所

以他对药物的认识和总结具有较高的科学价值。《本草

纲目》中反映了作者“从贱至贵”、从低级到高级的生

物进化观，还反映了作者在动物适应环境、相关变异以

及遗传特征等方面的新认识

全面地总结了16 世纪以前的中国医药学，

被誉为“东方医药巨典”

农学北朝

北朝时期，贾思勰著有《齐民要术》，系统的总结了6

世纪以前黄河中下游地区农牧业生产经验、食品的加工

与贮藏、野生植物的利用等

是中国现存最早最完整的农书明朝

徐光启著《农政全书》，综合介绍了我国传统农学成就，

还介绍了欧洲先进的水利技术和工具

建立了比较完整的农学体系

建筑秦朝长城西起临洮，东到辽东成为世界上的伟大工程之一

隋朝

隋朝宇文恺是古代著名建筑学家，他擅长从事规划和建

筑设计。隋朝兴建大兴城和洛阳城、开凿广通渠、修长

城等，都是在他的规划和指导下完成的。宇文恺采用图

纸和模型结合的设计方法，是我国建筑技术上的一大突

破。他设计的观风行殿，这是世界上最早的活动房屋

宇文恺采用图纸和模型结合的设计方法，

是我国建筑技术上的一大突破。他设计的

观风行殿，这是世界上最早的活动房屋隋朝工匠李春设计建造的赵州桥，是一座石拱桥在世界桥梁史上占有重要地位

唐朝长安城的兴建体现了当时城市建筑的高超技术

北宋

李诫编写《营造法式》，对建筑材料、结构、式样等都

有详细说明和精确的图样

是我国建筑史上的杰作

辽河北蓟县独乐寺、山西应县木塔是我国著名的古代木结构建筑

金卢沟桥因坚固实用、美丽壮观闻名中外

3、中国古代领先世界的科技成就

时代成就地位

先秦时期公元前613年，关于世界上公认的首次哈雷慧星的确切纪录世界上最早的记录，比欧洲早600多年春秋时期，我国历法基本上确立了十九年七闰的原则比西方早160多年战国时期，出现了天文学著作《甘石星经》世界上最早的天文学著作

秦汉时期

西汉时期关于太阳黑子的记录

被世界公认为是有关太阳黑子的最早记

录

东汉时期张衡发明地动仪

是世界上最早测量地震方位的仪器，比

欧洲人制作地动仪早了1,700多年成书于东汉时期的《九章算术》当时世界上最先进的应用数学

东汉末年华佗发明了麻醉药“麻沸散”

世界上最早的麻醉药，比西方早1600

多年

西汉前期发明纸；东汉蔡伦改进造纸术世界上最早发明了纸的国家

魏晋

南北朝时期南朝时期，祖冲之精确算出圆周率是在3.1415926－

3.1415927之间

祖冲之的圆周率成就比欧洲早近1000

年

隋唐时期

隋唐时期有了雕版印刷的佛经、日历和书籍我国是世界上最早发明印刷术的国家唐朝中期出现了火药配方，唐朝末年火药用于军事我国是世界上最早发明火药的国家

元大都建筑宏伟，城内有完整的排水系统

明朝

明长城东起鸭绿江，西到嘉峪关成为世界上的伟大工程之一

北京城布局严整，建筑壮丽。北京城的布局突出了皇权。

城有三重，宫城外有皇城，皇城外有京城，宫城又称为

紫禁城。北京城高大的主体建筑都布置在中轴线上，中

央官署集中在京城南部，鼓楼、钟楼位于城北。城内建

筑保持严格对称

是我国古代城市建筑的杰作

物

理学战国

战国时期，物理学也有较大的成就。《墨经》是《墨子》

内容的一部分，里面有大量的物理学知识。其中包括杠

杆原理和浮力理论的叙述，还有声学和光学的记载。关

于光影关系、小孔成像等，写的很系统，被现代科学家

称为“《墨经》光学八条”

反映了春秋战国时期我国物理学的重大成

就

化

学

东晋葛洪著有《抱朴子》，书中涉及到许多化学知识在中国古代化学史上占有重要地位

综合著作北宋

沈括著《梦溪笔谈》，总结了我国古代主要是北宋时期

的许多科技成就，在我国和世界科技史上有重要地位

被誉为“中国科学史的里程碑”，沈括被

李约瑟誉为“中国科学史上最卓越的人

物”

明末

清初

宋应星的《天工开物》

总结了明代农业、手工业的生产技术，被

誉为“中国17世纪的工艺百科全书”

唐朝僧一行用科学方法实测地球子午线长度一行是世界上最早实测地球子午线长度

的科学家

唐高宗时期编修《唐本草》世界上最早由国家颁行的药典隋朝工匠李春设计建造的赵州桥，是一座石拱桥在世界桥梁史上占有重要地位

宋元时期

北宋毕升发明活字印刷

世界上最早发明活字印刷，比欧洲早了

四个多世纪

宋代指南针在航海上普遍使用世界上最早

北宋时期沈括著有《梦溪笔谈》，总结了我国古代主要是北

宋时期的许多科技成就，在我国和世界科技史上有重要地位

被誉为“中国科学史的里程碑”，沈括

被李约瑟誉为“中国科学史上最卓越的

人物”

元代郭守敬主持编订《授时历》

《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

明清时期明朝徐霞客著有《徐霞客游记》记述了石灰岩溶蚀地貌，此

外，它还记录了一些地理发现，这些都纠正了前代地理学著

作中的错误

对石灰岩溶蚀地貌的观察和记述，早于

欧洲约两个世纪

二、中国古代科学技术发展的主要特点：

1、在内容上，应用性很强，对事物发展规律探索不够；

2、在研究方法上，主要采用传统的典籍整理与经验总结，少实验，缺乏理论探究，创新性不强，没有形成系统的理论，因而不能长足发展；

3、在科技使用上，主要服务于封建农业经济的发展需要，没有将科技有效转化为生产力的动力意识；

4、科学技术没有取得应有的社会地位，科学人才的社会地位不高；

5、长期处于世界领先地位，明清时期才逐渐落后于西方。

三、中国古代科学技术自身的缺陷

尽管中国古代在科学技术领域取得了巨大的成就，但其自身的缺陷也是十分明显的。从直观上看，中国的科学技术只停留在经验的形态上，缺少欧洲近代科学严密的理论体系，也没有得出普遍的科学规律和定则来。这说明它自身有着明显的缺陷，大体有如下几方面的弊病：

（1）满足于实际上的应用，没有形成理论上探讨和深思的风气。对自然现象的观测入微，是中国学者的一大特长。比如，人人都看到过下雪现象，而中国古代的学者却能首先发现雪花的结晶体是六角形的几何体。这是一个了不起的发现。但是，每一个角之间的关系，中国学者却从不深究，更未从几何学的角度去作探讨。这和古希腊几何学形成鲜明对照。（2）中国学者形成了“天人合一”的世界观，这种世界观中包含一些人与自然协调的正确思想，但也会妨碍对自然的研究，更无益于对人事的研究。中国有对太阳黑子、彗星、陨石雨、日晕、月晕、新星、超新星的最早观察和记录，然而长期以来，却把它们与人事联系在一起，纠缠不清。

（3）科学实验是建立近代科学的基础。不进行实验，便不能由表及里，发现事物内部的运动规律。实验是受控的，只要掌握受控条件，任何人都可以得出同样的预期结果。中国古代的学者缺少这方面的传统训练。

东西方科学技术的差距从15世纪开始：大约从15世纪后半期开始，近代科学在西欧兴

起，我国的科学技术不但被西方迅速赶上和超过，而且日益走向衰落。首先这一时期中西科学技术成果在内容和方法上的差距加大。在内容上，中国在科学上的主要成就大多属于应用科学，如《本草纲目》、《农政全书》、《天工开物》等。而同一时期西方科学的发展主要是理论科学。科学家努力的重点，不在于实际的应用，而在于对事物及其规律的探索。例如哥白尼的“太阳中心说”，如果从实用的观点看，比起托勒密的“地心说”不能显出明显的优越性，但就人类对太阳系的认识而言，哥白尼学说更能反映天体运行的本质。伽利略更是一位对理论充满情趣的人，他对自由落体定律、惯性定律、抛物体运动的轨迹等所做的探索，大都寄予对事物和规律的追寻。在研究方法上，西方科学家所进行的科学研究大多使用观察和实验的方法。而中国仍然主要采用传统的整理典籍和总结经验的方法。李时珍《本草纲目》的成书过程，充分体现着这一传统研究方法的使用过程。16世纪中西科学在内容上和研究方法上的差别，正是近代科学与传统科学本质差别的具体体现。

四、中国古代科学技术发展的几个问题

1、中国古代科技发明世界地位变化及其原因。

秦汉至明朝前期，中国科技发明领先于世界其它国家。原因：中国是世界上强大的封建帝国；封建经济繁荣；中央集权制度完善；各民族交流密切，民族融合不断加强；中国古代文化源远流长。

明朝中后期至鸦片战争前，中国科技发明落后于世界。原因：中国封建制度渐趋衰落；君主专制钳制了思想文化发展；闭关自守，发展迟缓；中国开始落后于世界历史发展潮流；西方资产阶级革命完成，确立了先进的社会制度；资本主义经济发展起来；理性主义在西方的确立，促进了科技发展

2、中国古代科技在明清以前长足发展、领先世界的原因

（1）国家统一是我国历史发展的主流，长期相对稳定的政治格局为科技发展奠定了良好的环境。

（2）中国古代传统思想在一定程度上促进了古代科技的发展。儒家学说在我国两千年封建社会一直占据统治地位，并促进了天文家、数学、医学和农学等中国古代主要学科的发展。儒学的一些思想方法，如孔子的“举一反三”、孟子的“苛求其故”，对于古代科技家开拓研究思路，探寻事物规律具有深远影响。另外，中国古代化学在道家的炼丹活动中得到了发展，医药学和生命科学在道家思想中也得到了重视。

（3）生产的不断发展促进科技的进步。生产的发展不仅为科技进步奠定了基础，也对科技发展提出了要求。如农业的发展促进了农学、天文历法、数学的进步；对外贸易的发展推动了造船业的进步和指南针在航海上的运用等。

（4）各民族间的联系和经济文化交流的持续与不断加强。中国自古以来就是一个多民族国家，汉族与各少数民族在长期的友好交往中，相互学习，取长补短，促进了中国古代科技的发展。如《齐民要术》就是民族融合下各民族共同进步的产物。

（5）教育和科举的发展促进了科技进步。教育培养了从事科技文化事业的人才，在一定程度上推动了科技的发展。

（6）明清以前，中国历代统治者大都实行对外开放政策，中外文化交流繁荣，大量吸收外来先进文化，促进本国科技发展。如唐朝时，东罗马、天竺的医术传入我国。

（7）中华民族具有勤劳、刻苦钻研、重视调查研究的优良传统，富于智慧和创新精神。（8）在中国古代科技快速发展的同时，中世纪的欧洲却一蹶不振，进入昏睡状态。由于欧洲的停顿才显示出中国科技的一枝独秀，没有强大竞争对手的中国古代科技走在了世界的前列。

3、明清时期中国古代科技衰落、整体落后于西方的原因

（1）封建自然经济占主导地位，限制了生产力的发展。

（2）中国封建统治者历来推行重农抑商政策，清朝严格限制手工业生产的规模。压制了手工业的发展，不利于科学技术成果的产生和推广。

（3）明清统治者加强文化专制统治，八股取士，大兴文字狱。窒息了学术空气；知识分子普遍脱离生产，不利于自然科学的研究与发展。

（4）中国古代科技体系结构不合理，科技长期处于经验层次，重视实用技术，轻视理论的提升

（5）历代封建统治阶级从根本上对科技不予重视。

（6）明清时期，欧洲的科技迅速发展。文艺复兴和启蒙运动兴起，解放了人们思想，为科技发展提供了思想武器；新兴的资本主义生产方式的产生为科技发展积累了物质基础，提供了动力；资产阶级革命，确立了资产阶级的统治，为科学技术的发展提供了政治保障；工业革命推动科学技术的进一步发展。西方资本主义兴起时，中国封建统治者推行闭关政策，阻碍了东西方科技文化的正常交流，使中国失去吸收外来先进文化的条件。

总之，当时中国腐朽的封建制度严重地束缚了科学技术的进步。

4、明清时期中西科技比较

16世纪，当近代自然科学的曙光初照欧洲大陆时，中国传统科学技术也已进入了自身发展的黄昏。这一时期中国影响最大的科技成就主要有李时珍的《本草纲目》、徐光启的《农政全书》等。而在西方，16世纪中叶，以哥白尼“日心说”为标志的近代科学诞生，同时西方的物理学、生物学等也突破了古代的范围，迎来了近代的黎明。

应用科学，科学研究仍主要是采取传统的整理典籍和总结经验的方法。与中国不同，西方主要是理论研究，大多数科学家的研究采用观察和实验的方法，以及数理逻辑推导的方法。16世纪中西科学在内容上和研究方法上的差别，正是近代科学与传统科学在本质差异上的具体表现。

得到发展；而中国是分散落后的小农经济。②文化教育方面。早在13世纪，西欧各国便产生了一些综合性大学；而中国的教育制度完全是为了培养皇权专制的奴才，以儒学为教育内容，脱离社会实际。③思想文化状况。中国从秦汉时期就实行严厉的文化专制主义，明清时期更是登峰造极；而西方则经历了文艺复兴运动及宗教改革的思想解放。④政治方面。中国的封建专制极力限制和阻挠资本主义发展，而西方的专制王权则是站在了资本主义势力一边，奉行重商主义，从而推动了近代文化的发展。

5、对中国古代科技发展的认识

科学技术是生产力，这是历史的结论。古代天文历法成就直接同农业生产有关，数学、农书的编撰既是生产发展的需要又是生产的总结。造纸、火药、火药爆破法采矿、金属冶炼，造船技术促进了手工业和商品经济的发展；指南针用于航海，促进了对外贸易的发展和对外交流范围的扩大，促进各国航海事业的发展，为欧洲航海家发现新大陆和实现环球航行提供了条件。我国古代科学技术的不断进步，科技发明的大量产生，促进社会经济的迅速发展，推动着人类社会前进。数字，天文历法成就和古代农书的编辑，促进了农业生产发展；造纸、火药和火器制作、火药爆破法、采矿技术、金属冶炼技术、造船技术等，促进了手工业和商品经济发展；指南针用于航海，促进了对外贸易的发展和对外交往范围的扩大，促进了各国航海事业的发避孕药，为欧洲航海家发现新大陆和环球航行提供了条件。

另一方面，科技能否转化为生产力，还取决于当时的社会条件包括社会制度、经济水平、人的观念等。明清时，已是中国封建社会晚期，封建上层建筑顽固地阻碍着商品经济和资本主义萌芽的发展，当然不能给科技发明运用开创广阔天地，也就不能产生超越这个社会水平的近代科技发明。例如四大发明在中国为什么没有发生像欧洲一样的作用，又比如明清时期为什么中国传统科技的发展没有产生突破。还有明清时期为什么我国文学艺术繁荣而科技发展停滞。

科学家的治学精神。这种精神表现为两方面：其一是勤奋钻研、重视调查研究的精神，贾思勰作《齐民要术》，集中精力凡12年；李时珍完成《本草纲目》，共付出了27年的艰苦劳动。其二是斗争精神，特别在宗教、儒家神学所束缚的封建时代，科学家的科研及成果无疑是伴随着与封建迷信的斗争。如秦汉时期封建统治者为巩固统治而确立儒家正统地位，君权神授、天人合一。同时大肆宣扬佛教以欺骗人民，对自然和历史发展作了歪曲解释。那么这一时期无论是张衡发明地动仪，还是张仲景研究医学，本身就是对封建迷信、神学巫术的否定。正是这些推动着人们对自然现象认识不断加深，成为唯物主义思想产生的基础。到封建社会晚期更为突出，三位著名科学家的科学精神与八股取士所造成的严重脱离实际的学风，形成了鲜明的对比。

古代中国科技的世界地位。主要通过概括中国科技对世界的影响，如秦汉时期中国的丝绸、冶铸、水利技术远播到中亚、罗马和欧洲地区；铸铜、制铁、制漆技术东传至日本、朝鲜，影响巨大。以后的隋唐、宋元、明清各时期这样的史实多不胜数，自然而然确立了中国在世界文明史上的地位。

中国古代在科学技术方面取得了多项居世界领先地位的成就，反映了中华民族的聪明才智和在科学道路上不畏艰苦、勇于攀登的民族精神。历代文化成就都是对以前的文化成就的继承和创新，又为后代文化的发展奠定了基础。

6、古代科学技术成就与局限性给我们的启示：

从国家来讲，要坚持以经济建设为中心，把经济搞上去，为科学技术的发展奠定雄厚的物质基础；要大力发展科学技术文化教育事业，实施科教兴国战略；要重视人才，尊重人才，充分发挥科技人才的作用，要建立知识创新体系，鼓励知识创新。要充分认识科学理论的指导意义，明确科学技术的作用。要充分发挥人的主观能动性，明确在激烈的科学技术竞争中，培养创新意识和创新精神是极其重要的。要全面行使国家职能，把发展科学技术和教育作为国家的战略重点。