概述古代中国的科技成就，认识中国科技发明对世界文明发展的贡献。

中国古代科技曾长期领先于世界。为人类社会发展作出过重要贡献。6——19世纪，中国科技成果占全世界的二分之一；19——20世纪中国科技成果占全世界的百分之一。

一、代表性成就——四大发明（文明古国的标志之一）

"三大发明"（印刷术、火药、指南针）最早由16世纪英国哲学家培根提出，马克思认同。"四大发明"（加入造纸术）是19世纪英国传教士、汉学家艾约瑟提出的。中国学者认为此"四大发明"不能代表古代中国的最高科技成就，提出了新"四大发明"之说——;丝绸、青铜、造纸印刷和瓷器。

1、表现：

（1）造纸术

发明：西汉前期

放马滩纸是世界上最早的纸，它是西汉初期文帝、景帝时期的纸，在1986年出土于甘肃省天水放马滩汉代墓葬区。这片纸在出土时放在死者胸部，因墓内积水受潮，仅存不规则碎片。放马滩纸是一幅麻质地图，出土时黄色，现褪成黄间浅灰色，纸薄而平整软滑，最重要之处在於上有用细黑线绘制的山、河流、道路等图形，现存甘肃省博物馆。

改进：东汉

105年蔡伦，废物利用——用树皮、废麻、破布、旧鱼网等，成本降低，便于推广，因此被封为龙亭侯，改进的纸人称"蔡侯纸"。蔡伦的捣浆法才使纸业达到批量化、社会化的程度，所以有人认为是蔡伦发明了造纸术。

发展：魏晋南北朝

纸成为最主要书写材料。西晋左思作《三都赋》，一时间洛阳纸贵。

外传：唐代

传入阿拉伯、欧洲、北非。

唐玄宗天宝十年（公元751年），大唐帝国和大食（阿拉伯帝国）发生战争，唐军败，好多唐朝的士兵被俘虏去了，这些士兵中有不少造纸工人，因此，我国的造纸方法也就传到了大食国。大食国人就在撒马尔罕和其它一些城市里开办造纸厂，大量生产纸，并且把纸出口到欧洲各国去，当时欧洲各国所用的纸，都是阿拉伯人制造供应的。

意义：

①是书写材料的一次伟大革命

此前：甲骨、牛骨、青铜器、玉石器、竹木策等，其上刻字，影响到汉语的简约特点，联合国使用的英、法、俄、西班牙和中文五种文本，最薄的文本总是中文本；丝帛。

国外：羊皮、小牛皮。

②为人类文化发展作出贡献

有利于文化的保存、传播、交流和普及。

（2）印刷术（以往手抄，效率低，抄错，抄漏）

雕版印刷术：在版料上雕刻图、文来印刷的技术（从印章、石刻中得到启示）。

发明：隋朝（起源时间有7说，最早汉代，最晚北宋）

黄金时代：宋代（依据：其一出现套色印刷技术。其二用纸、用墨、用字讲究，校阅精准，校阅即审阅校订书刊内容，如宋刻本，世界上最昂贵的书。明清即有"一页宋版，一两黄金"之说，目前宋刻本依然"按页论价"，一般每页底价一万元人民币。见页37《九章算术》书影，刘徽注本，属于宋刻本。书影即显示书刊的版式和部分内容的印刷物。其三，出现宋体字，起源于宋代雕版印刷时通行的印刷字体，字形方正，横平竖直，横细竖粗，起落笔有棱有角，结构严谨，整齐均匀，有舒适醒目之感，今天成为汉字文化圈主流的印刷字体）

雕版印刷三阶段：

一是单版单色印刷。早期印刷品是以墨汁为着色剂的单色印刷品。

一是单版多色印刷。多色方法：手工填彩，但需逐张处理，费时间费人力；单版多色印刷，不同色料刷在同一印版，但各色交接处易渗而变色。

一是多版多色印刷。又称套色印刷，以大小不同的几块印版，分别涂上不同色料，再分次印于同一纸上，每次只印一种颜色，干后再印另一颜色。

版材：枣木、梨木、梓木等取材方便、纹理细密、木质坚硬的木材（百姓所说的"硬杂木"），枣木和梨木内含糖分，容易被虫蛀损，不利于长期保存，是其缺点。

树木的名称作为雕版印刷的代称，如：

书稿完成交付刻印称为"付梓"；

书籍的刻印发行称为"梓行"；

"交付梨枣"就是交付刻印；

"灾梨祸枣"就是乱刻乱印那些有害无益的书。

2006、8央视的"百家讲坛"北师大附中纪连海老师讲到纪晓岚编纂《四库全书》之事，提到了当时乾隆皇帝收集民间藏书的上喻，原文是："择其中罕见之书，有益于世道人心者，寿之梨枣，以广流传。"对其中的"寿之梨枣"，纪是这样解释的：也就是政府给予奖励，给几个能买"三瓜两枣"的小钱。圣旨中的"寿之梨枣"，它的意思应该是"刊印成书，流传后世，长期保存"。

陈旭麓教授挽谢天佑教授联：

一书方梓行，一书成断简，才未尽也呕心死；

午夜传病讯，午夜惊噩耗，去何速耶挥泪哀。

雕版印刷存在明显缺点：第一，刻版费时费工费料，第二，大批书版存放不便，第三，有错字不容易更正。

活字印刷术：

方法是先制成单字的阳文反文字模，然后按照稿件把单字挑选出来，排列在字盘内，涂墨印刷，印完后再将字模拆出，留待下次排印时再次使用。

时间：11世纪中期

发明者：平民毕昇（毕升原来可能是一个雕版刻字工，进而发明了活字术。当木印版雕刻成了之后，发现有错字、漏字，如何补救？这种工艺失误问题，不但古代有，今天也仍然有。损失最小的解决办法，就是挖掉错字，另刻一枚单字嵌补进印版里。同样，印量较大或存放后再用的印版，会有掉缺笔画、版面开裂、甚至虫蛀鼠啃的损坏，也采取挖洞补字的修整工艺。这是从整版雕刻到有意识地单活字雕刻的工艺发端，进而发展成为专门刻出不同的单活字，这就是发明新兴印刷技术的思想意识引擎。布衣毕昇极有可能就是版刻的技术工匠，在他的工作实践里，产生了由雕版补字到活字排版的思想意识飞跃）

标志：泥活字的发明（毕升的方法是这样的：用胶泥做成一个个规格一致的毛坯，在一端刻上反体单字，字划突起的高度象铜钱边缘的厚度一样，用火烧硬，成为单个的胶泥活字）

优点：理论上经济、便捷

古代活字印刷术为什么未能取代雕版印刷术？

北宋就出现了活字印刷，但是雕版印刷却一直是古代（直到明清时期）印刷的主流，也就是说，古代活字印刷术未能取代雕版印刷术。据统计，清末版本目录《增订四库简明目录》共著录历代书籍七千七百四十八种，约计不同版本两万部，其中活字印本只有二百二十部，约占总数的百分之一强。

在古代中国商品经济不发达的自然经济环境里，活字印刷的技术优越性不易表现出来，因而活字印刷术在古代中国未能取代雕版印刷术。

雕版印刷和活字印刷的优缺点比较：

雕版精美，可文可图，文字可阳可阴，活字排版方式不容易实现，文人墨客普遍喜欢雕版印刷品；

雕刻印版是整块的印版，规矩性好，在印刷过程里不易变形走样，印本质量平稳、好，印版寿命较长。而古代的活字版，要用粘药来固版（毕升法），或者以竹片嵌镶字间和字行的缝隙。活字版总体规矩性不如雕刻印版，在其后的印刷里容易松动走位，影响印品质量。

雕刻版便于保存，便于多次少量印刷，适应了古代中国的印刷商品经济状况。雕版印刷适用于同品种、多批次，每次少批量的商业性（书坊）印刷，商品图书的市场主要是面向知识分子文化人，这个人群在社会总人口里的比例很小，对商品图书的需求量虽然不绝于时，然而每个时间断面上对某种图书的需求量仍然不是大量，比如经书，刻制好一套印版，印书出售，售完再印，无疑比活字版无法保存印版，有较大的优越性。

活字排版还要求排字工匠必须识字，因为古代书面语和口语的不一致，排字工还必须读得懂文言文。但是，在古代中国，读书人愿意来当这个排字工匠吗？科举落第的读书人可以去当塾师先生，可以去当帐房先生，可以去当抄书和写书稿的经生，但是肯轻易去当排字工匠吗。按照王祯在《造活字印书法》里的讲述，排字时一人念书稿，一人检字排字，那么活字排版对读书识字的技工要求数量更多。排字技工普遍乏人，也因此人工费用高，恐怕也是古代活字排版不能顺利发展取代雕版的重要因素。

活字版在印后拆版，必须把各活字归位到贮字处以利再用。活字归位，是雕版印刷里所没有的印后工序，是一个很繁琐的工作。以至于在现代的铅活字印刷工业技术里，宁愿把拆了版的铅活字重新融化铸字，而不愿分字归位再用——在铅活字版拆散之后，其中的铅空、铅线都可以简易回收再用，而一大堆杂乱的活字却不易分字再用。毕升最初的泥活字版采用粘药来固版，拆版以后清除活字身上的残留粘药，也是颇为烦难的事情。如果是字母文字，就比较简单一些。1440年左右，约翰内斯——古腾堡将当时欧洲已有的多项技术整合在一起，发明了铅字的活字印刷，很快在欧洲传播开来，实质上推进了印刷形成工业化。参见王建新、李凡《活字印刷术：在中国与欧洲的不同命运》，《国际新闻界》1996年第3期。

有些图书需要名家字体，要把名家字体转变为活字的字体式样，比在雕版上困难，特别是在泥活字上再现名家字体更难。聘请书写高手，仿照名家字体风格写版雕刻，技术上容易实现。

在手工时代和手工业时代，雕版印刷术比活字印刷术简单易行，更容易满足自然经济环境里社会对图书的需求。

（3）火药

火药成分：硝石、硫黄、木炭。这些时人作为治病的药物，故名"火药"，"着火的药"。火药早期用于医药、治病，如治癣、*虫等。

产生直接原因：火药的研究大约开始于战国炼丹术（近代化学的先驱），古人为求长生、不老、不死而炼制丹药，东汉与道家结合，炼丹术的目的和动机都是荒谬和可笑的，但它的实验方法还是有可取之处，最后导致了火药的发明。

丹药分内服和外用，内服毒性大被淘汰，外用至今有价值。

死于丹药中毒的名帝有：汉武帝、唐太宗、雍正帝。

唐末：开始用于军事

宋朝：广泛使用火药，抵御辽、西夏、金

火器：

突火枪——用火药燃烧产生气体压力发射弹丸的竹管射击火器。宋理宗开庆元年（公元1259），宋军发明此种管状火器。以巨竹筒为枪身，内部装填火药与子窠－－子弹。点燃引线后，火药喷发，将"子窠"射出，射程远达150步（约230米）。这是世界第一种发射子弹的步枪。

火箭——用纸将火药包裹成筒状或球状，绑缚在靠近镞的箭杆上，使用时先点燃引线，然后用弓弩发射出去。

火炮——将火药球点燃后，用抛石机抛掷出去。

古人对火器的迷信、畏惧，可能超过现代人对核武器的畏惧，故被视为"神器"。古人火器主要以纵火燃烧为主，较少注意火药膨胀的瞬间产生的巨大的爆发力。

（4）指南针（判别方位的简单仪器）

中国古代方位文化两个阶段：

①天体定向或者天文定向阶段

用天文学方法定位，昼观日影（立竿测影。立竿测影，是古代中国天文学观测天体位置，勘定地体方位，划分节气，定立时刻制度不可或缺的方法之一。怎样定四个方位？《周礼——冬官——考工记》、《周髀算经》都记载了：以表为圆心画出一个圆圈，并将日出和日落时表影与四周相交的两点记录下来，便可以通过连接两点的直线得到正东西的方向；线的中点，跟表本身的连线，就是正南和正北），夜观星象（观看北极星，地轴指向北极星，北极星最靠近正北的方位，是北方天空的标志。只有北半球能观察，在观察者的正北方）。

缺点：不是全天候（全天候：包括所有复杂气象在内的各种天气的总称）

②磁体定向阶段

用磁学方法制成定向装置，先是司南，后是指南针。

人们在长期的实践中对物体磁性认识：由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石吸铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的判别方位的仪器。

地球是巨大的磁体，将天然磁铁矿石制成条状，使其自由转动，在地球磁场作用下，条状磁石的两端转动停止时，总是指向南北，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南，以此理制成司南。

司南：战国时代发明，世界上最早的指南仪器。静止时，勺尾指向为南。《韩非子》中就有："先王立司南以端朝夕。""端朝夕"就是正四方、定方位的意思。《鬼谷子》中记载了司南的应用，郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。优点：全天候。缺点：一是做工复杂，需要将整块磁石雕刻成勺状；二是准确性不高，磁勺在铜盘底上容易移动（无法固定在特定位置，须以手放在适当部位，再以手拨动使其旋转，是手动装置，不是自动指向方位）、容易被干扰磁勺（天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁，所以司南的磁性比较弱，而且它与地盘接触处要非常光滑，否则会因转动摩擦阻力过大，而难于旋转，无法达到预期的指南效果，磁勺在铜盘上的摩擦阻力减少其灵敏性）；三是不能在颠簸状态下使用，如海船上。

指南针：大约在唐末出现。磁针的装置方法有多种，沈括介绍了四种方法：水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向；碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向；指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向；缕悬法——在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。水浮法的最大缺点，水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，转动很灵活，但容易掉落。

所以固定旱针为多，如早期简易的，是一根装在轴上可以自由转动的磁针。稍晚出现的复杂的，也叫罗盘针，由三大部分组成：内环——固定在内盘中央的磁针；中环——内盘，紧邻指南针外面那个可以转动的圆盘；外环——正方形的外盘，是内盘的托盘。磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。与司南相比，固定的指南针的优点：磁针比磁勺灵敏度更高；磁针可固定，自动指向；携带方便等。

北宋时指南针应用于航海。罗盘应用于航海的记载，则见于北宋地理学家朱彧（生卒年不详）的《萍洲可谈》（浙江湖州人，晚年定居湖北黄冈，买下黄冈丁氏民田宅，称其所居为"萍洲"，自号"萍洲老圃"，一说自号"萍洲老仆"，著成《萍洲可谈》一书）。书中称："舟师识地理，夜则观星，昼则观日，晦阴观指南针"。彧书成于宣和元年（1119年），但所记述则本于其父朱服知广州时之所见所闻。根据考证，朱服服官广州时期，应在建中靖国元年至崇宁二年（1101——1103年），故指南针应用于航海，在我国最迟应在1103年之前。

2、影响：

总：

（1）推动了欧洲资产阶级社会的到来

（2）推动了欧洲社会文化、经济和政治的巨大进步

分：

（1）造纸术、印刷术促进了欧洲文艺复兴和宗教改革的发生

可以大量印刷各国民族文学作品和翻译成民族语言的《圣经》。中世纪晚期，英语、德语、法语、意大利语、波希米亚语、西班牙语、瑞典语等多种民族语《圣经》译本仍不断问世。这些民族语译本普遍用词浅显，通俗易懂，因而流传甚广，使更多的老百姓有机会直接阅读《圣经》。

（2）火药促进了欧洲资产阶级革命的胜利

火药武器攻破贵族城堡。

（3）指南针促进了新航路开辟和地理大发现

指南针成为远洋航行的导航仪器。

二、数学

数学是研究数和形的科学。古代数学思想方法的两大源头：

一是古希腊的《几何原本》，注重逻辑推理，演绎方法为主。演绎法：从普遍性结论或一般性事理推导出个别性结论的论证方法，即从一般到具体。演绎推理的主要形式是三段论，即大前提、小前提和结论。大前提是一般事理；小前提是论证的个别事物；结论就是论点。其局限性：不能解决思维活动中演绎前提的真实性问题，前提的真实性要靠其它科学方法和实践来检验，如果演绎前提不可靠，即便没有违犯逻辑规则，也不能保证结论的正确；演绎法是从一般推知个别事实．它只说明一般与个别的统一，不能揭示一般与个别的差异等。

西方传统数学的特点：以演绎公理体系为中心（或者"注重逻辑推理"，《几何原本》先给出最基本的23条定义，接着给出5条公理和5条公设，然后以这些定义、公理、公设为基础推导出475个命题。公设即"不证自明"的命题。定义如"线只有长度而没有宽度""平行直线是在同一个平面内向两端无限延长不能相交的直线"；公理如"彼此能重合的物体是全等的""整体大于部分"；公设如"过两点能作且只能作一直线""凡是直角都相等"）；抽象性强（和实际生活联系不大。原因：西方数学受到哲学影响较大，很多数学家本身就是哲学家）。

一是中国的《九章算术》，注重计算和实际应用，归纳方法为主。归纳法：是一种由个别到一般的论证方法。它通过许多个别的事例或分论点，然后归纳出它们所共有的特性，从而得出一个一般性的结论，即从具体到一般。比如在我们买葡萄的时候就用了归纳法，往往先尝一尝，如果都很甜，就归纳出所有的葡萄都很甜的，就放心的买上一大串。

先列举生产、生活中的具体问题，从中归纳出某一类问题的一般解法，即算法（术）

在明朝中叶以前，在数学的许多分支领域，中国一直处于遥遥领先的地位。

中国古代数学发展三次高潮：两汉时期；魏晋南北朝时期；宋元时期。

1、数学专著——《九章算术》：

大约成书于东汉，作者不详。唐宋两代，《九章算术》都由国家明令规定为教科书。到了北宋，《九章算术》还曾由政府进行过刊刻(1084)，这是世界上最早的印刷本数学书。在现传本《九章算术》中，最早的版本乃是上述北宋本的南宋翻刻本(1213)，现藏于上海图书馆(孤本，残，只余前五卷)。页37书影为魏晋时刘徽注本，即宋刻本。代表了传统数学的最高成就，它的出现标志着中国古代数学体系的形成。

中国古代数学以数的运算为主，统称"算术"。算，指算筹；术，指解题的方法。"算术"指用筹演算的原理和方法。包括现在的算术、代数和几何的各种算法。全书采用问题集的形式，收有246个与生产、生活实践有联系的数学问题及解法，将书中所有数学问题分为九大类，即"九章"。其中每道题有问（题目）、答（答案）、术（解题的步骤，但没有证明），有的是一题一术，有的是多题一术或一题多术。全书体例是"问题 答案 算法"。

西方以代数的运算和几何为主。数，固定的，常量；代数，不固定，变量。

内容：

（1）采用十进位值制记数法

中国是世界上最早采用十进位制的国家。殷商甲骨文中已经有一、二、三、四、五、六、七、八、九、十和百、千、万等的记数。后来，这种记数法逐步发展为筹算和珠算中逢十进一位的十进位值制，成了记数和计算领域的革命性发明。起源于先民用手指计数，十指可以自由伸缩，是一个天然的计数工具。

（2）采用了世界上最先进的运算方法和比例算法

运算方法六种：加、减、乘、除、乘方（如2的2次方）、开方（根号2）。此六种运算方法《九》皆有。最先进的，如分数四则运算、正负数的加减法运算等。

地位：是当时世界上最先进的应用数学著作，在世界数学史上占有重要地位

传统的数学分为"纯数学"（理论数学）与"可应用的数学"（与应用有关的数学）。

意义：标志着中国古代以计算为中心的数学形成了完整的体系

特点：

从《九章算术》中可以看出中国传统数学的两个特点。

（1）以计算为中心

演算在中国传统数学中占有重要地位，几乎每一部中国古代数学著作都是以"问题 答案 算法"的形式存在。这导致了算筹和算盘等计算工具的发明。

（2）实用性强

中国传统数学从开始产生就与社会生活的实际需要有密切联系，如计算田亩、土方、交换等，第一章"方田"：主要讲述了平面几何图形面积的计算方法，包括长方形、等腰三角形、直角梯形、等腰梯形、圆形、扇形、弓形、圆环这八种图形面积的计算方法。说明中国古代数学是以解决实际问题为目的，更多是一门"技术"，而不是一门科学。

影响中国古代数学特点的原因：

（1）重视实用、追求功利的儒家思想影响，中国古代数学的研究者、整理者大多是官员。

（2）以农立国的经济模式影响，传统数学基本以农业为应用对象，发展了测量田亩、分米、灌溉、运输、买鸡等方面的理论，这些理论均以计算为主。而微积分是工业社会的产物，中国古代没有这方面的需求。

李希贵《36天，我的美国教育之旅》：美国学校教育中，数学不重视计算，如旅游景点价目以列表方式呈现。询之学生，澳大利亚旅游景点价目同样以列表方式呈现。

2、计算工具：

（1）手指

优点：无成本，方便。成语"屈指可数""掐指一算"。不足：小数字可，大数字不可。

（2）算筹

算筹是中国古代用来记数、列式和进行各种数与式演算的一种工具。又称为筹、策、算子等。一根根同样长短和粗细的小棍子，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，大约270几枚为一束，放在一个布袋里，系在腰部随身携带。需要记数和计算的时候，就把它们取出来，放在桌上、炕上或地上都能摆弄。

它最早出现在何时，现在已经不可查考了，但至迟到春秋战国；算筹的使用已经非常普遍了。算筹是在珠算发明以前中国独创并且是最有效的计算工具。

成语"运筹帷幄""略胜一筹"中的"筹"就是"算筹"。

《水浒传》里"神算子"蒋敬，梁山第53条好汉。

《射雕英雄传》"神算子"瑛姑手里拿一把算筹，让黄蓉比下去了。

基础：十进位值制（又叫"十进位制"）

缺点：携带不够方便（数字越大，所需摆放的面积越大）

名称辨析：算具叫"算筹"，算法叫"筹算"。

（3）算盘

我国的算盘由古代的"筹算"演变而来。"筹算"就是运用一种竹签作筹码来进行运算。由于缺少足够的证据，算盘的起源问题直至今天仍是众说纷坛，莫衷一是，归纳起来，主要有三说：

一是清代数学家梅启照等主张的东汉、南北朝说。其依据是，东汉数学家徐岳写过一部《数术记遗》，其中著录了十四种算法，第十三种即称"珠算"，并说："珠算，控带四时，经纬三才。"后来，北周数学家甄鸾对这段文字作了注释，称："刻板为三分，其上下二分以停游珠，中间一分以定算位。位各五珠，上一珠与下四珠色别，其上别色之珠当五，其下四珠，珠各当一。至下四珠所领，故云'控带四时'。其珠游于三方之中，故云'经纬三才'也。"这些文字，被认为是最早关于珠算的记载。当时的五珠中算盘不是穿珠算盘——珠中无孔(没有档),名曰珠盘和盘珠。那时把涂有不同颜色的算珠放在一个刻有一排排纵向弧形槽内的木盘上。但是一些学者认为，此书描写的珠算，充其量不过是一种记数工具或者只能作加减法的简单算板，与后来出现的珠算，不能同日而语。

二是清代学者钱大听等主张的元明说，即算盘出现在元朝中叶，到元末明初已普遍使用。元代陶宗仪《南村辍耕录》第二十九卷《井珠》，引当时谚语形容奴仆说："凡纳婢仆，初来时曰擂盘珠，言不拨自动；稍久，曰算盘珠，言拨之则动；既久，曰佛顶珠，言终日凝然，虽拨亦不动。"后人称此为"三珠戏语"。把老资格的奴婢比作算盘珠，拨一拨动一动，说明当时的算盘已很普及。宋末末元初人刘因的《静穆先生文集》中有一首以《算盘》为题的五言绝句："不作翁商舞，休停饼氏歌。执筹仍蔽簏，辛苦欲如何。"这也是算盘在元代出现的明证。至于明朝，永乐年间编的《鲁班木经》中，已有制造算盘的规格、尺寸，还出现了徐心鲁《算珠算法》、程大位《直指算法统宗》等介绍珠算用法的著作，因此算盘在明代已被广泛使用，这是毫无疑问的了。

三随着新史料的发现，又形成了算盘起源于唐朝、流行于宋朝的第三说。其依据：一是宋代名画《清明上河图》中，画有一家药铺，其正面柜台上赫然放有一架算盘，经中日两国珠算专家将画面摄影放大，确认画中之物是与现代使用算盘形制类似的串档算盘。二是1921年在河北巨鹿县曾挖掘到一颗出于宋人故宅的木制算盘珠，已被水土淹没八百年，但仍可见其为鼓形，中间有孔，与现代算珠毫无两样。三是刘因是宋末元初人，他的《算盘》诗，与其说是描写元代的事物，还不如说是宋代事物的反映更为确切。同样，陶宗仪的"三珠戏语"所见元人谚语中已有算盘珠之说，也反映出"是法盛行于宋矣"（《四库全书总目提要》"算法统宗"条）。四是元初的蒙学课本《新编相对四言》中，有一幅九档的算盘图，既然在元初已为训蒙内容，可见已是寻常之物，它的出现，至少可上推到宋代。此外，宋代的算盘从形制看已较成熟，没有新生事物常有的那种笨拙或粗糙。因此，较多的算学家认为，算盘的诞生还可上推到唐代。因为宋以前的五代十国时期战乱不断，科技文化的发展较为滞缓，算盘诞生于此时的可能性较小。而唐代是中国历史上的盛世，经济文化都较发达，需要有新的计算工具，使用了两千年的筹算在此时演变为珠算，算盘在这时被发明，是极有可能的。 算盘是中华民族宝贵的文化遗产，有关它的起源却争论了上百年，无法统一。但愿有更多的有志者投入进一步的探索与研究，早日得出科学的结论，以告慰于古人．无愧于后代。

基础：小九九（即《九九乘法歌诀》，现在学生学的"小九九"口诀，是从"一一得一"开始，到"九九八十一"止，而在古代，却是倒过来，从"九九八十一"起，到"二二得四"止。因为口诀开头两个字是"九九"，所以，人们就把它简称为"九九"。大约到13、14世纪的时候才倒过来像现在这样"一一得一……九九八十一"。在《荀子》、《管子》、《淮南子》、《战国策》等书中就能找到"三九二十七"、"六八四十八"、"四八三十二"、"六六三十六"等句子，由此可见，早在春秋战国的时候，《九九乘法歌诀》就已经开始流行了）；十进位制。

发展：明清时期珠算应用得到普及和发展，明中晚期是珠算发展的黄金时代，中国古代商品经济发展的第3次飞跃时期；明朝时期珠算法外传。

《天龙八部》中"金算盘"崔百泉。

《碧血剑》中"铜笔铁算盘"华山派大师兄黄真，一手拿铜笔，一手拿铁算盘作武器。

金庸小说是中国文化小说，涉及很多中国传统文化元素，如儒、佛、道，如小桥流水、江南园林、西北大漠，如各个民族英雄和民族融合。海外华人子弟学习古代白话文和传统文化的读本。

成语"满打满算""精打细算""三下五去二"等。

名称辨析：算具叫"算盘"，算法叫"珠算"。

三、天文

天文学是对天体及其他宇宙物质进行观测和理论研究的科学，与人类的生产、生活紧密相关，特别是与农业文明相关。

1、原因：

（1）采集、狩猎和农牧业活动的需要

观测天文、制定历法的最初目的是为了农业的需要。可明方向、知季节、告农时。

（2）不少朝代设有专门的天象观测机构

在秦代，负责天文学研究的官员被称为太史令，以后历代多沿袭这一称呼并稍有变化，到明清时期，天文观测主要由钦天监这一专门机构负责。

学者认为中国古代天文学纯粹是帝王之学，沦为纯粹的统治工具（参见江晓原《天学外史》）。古代法律禁止私习天文，罪名有两种，一是"私历"，也就是自己非法编造印刷历法（编造历法在古代是统治者的特权行为）。二是"私习天文"，主要有两方面：其一是学习观测天文和按照天象预测吉凶的方法；其二是收藏天文图书和观测天文的仪器。法律禁止私习天文始于西晋。西晋时玄学大行其道，社会上充斥着不可知论，但更令统治者不安的是玄学与天文学的结合，使各种严重威胁统治的学说开始蔓延。于是，晋朝统治者开始禁止私习天文。"禁星气，谶纬之学。"（摘自《晋书。武帝纪》）自西晋后，历代统治者无不予以继承，而且对禁止藏匿的书籍和用以观测天文的器物的范围都做了具体规定。如隋朝张仲让在朝廷不得志，于是辞官还乡，在民间对外公然预测天象，于是惹来*身之祸，并牵连了孔笼、张黑奴、刘祖仁也丢了官职。明朝刘基是开国元勋，他受朱元璋的赏识正是由于他对天文的精通符合政治上的要求。但是刘基的天文知识也最终给他带来*身之祸，朱元璋怀疑他把一块有王气的地方选为自己的坟地，以致于他在死前劝告自己的儿子不要学习天文了。虽然他不是因为私习天文而死，他的天文知识使他飞黄腾达，也使他成为一个悲剧式的人物。由此可看出，统治者把天文学的控制权牢牢的握在手中。　　

2、成就：

（1）天象记录

留下了世界上最早的日食、月食、太阳黑子、哈雷彗星的记录。

（2）天体测量

天体测量学或天文测量学是天文学中最古老也是最基础的一个分支，主要以测量恒星的位置和其他会运动天体的距离和动态，任务是测定天体的位置和运动，建立参考坐标系，即星表。

是研究怎样测定天体的位置和天体到达某个位置的时间。

战国时期编出了世界上最早的星表——《石氏星表》。

星表：记载恒星或其他天体在天球上的位置以及其他参数的表册。把测量出的若干恒星的坐标汇编而成的。它是天文学上的一种很重要的工具。我国古代曾多次测编过星表，最早的一次在战国，观测者是石申。

为确定某一天体的位置，需要建立天体坐标。国际通用的办法有：地平坐标、赤道坐标、黄道坐标、银道坐标等。观测点不同，观测的范围就不同。如地平坐标，以赤道外任一点观测天象，观测不了全部星空，有局限；赤道坐标，可观测到全部星空。纬度越低，观测范围就越大。相当于登高望远，位置越高，观测范围就越大。

内容：用赤道坐标记录了800多颗恒星的位置（恒星的空间分布）

恒星：自己能够发光的球体，古人以为恒星在星空的位置是固定的，故名。

地位：是世界上现存最古老的星表。

意义：是后世许多天体测量工作的基础，诸如日、月、行星的位置和运动，都要用到其中的一些数据；是战国秦汉天文历法发展的一个重要基础。

补充：中国古代的宇宙结构学说——盖天说、浑天说、宣夜说。

在中国古代，天体学说有所谓论天六家：即盖天、浑天、宣夜、昕天、穹天、安天。其中主要有三家：即盖天、浑天、宣夜。昕天基本上属于盖天体系，穹天是盖天说的翻版，安天则是宣夜的发展。

盖天说：盖天说出现于殷末周初。主要观点为天在上，地在下，天为一个半球形的大罩子。南北朝时代鲜卑族歌手斛律金《敕勒歌》中"天似穹庐，笼盖四野"两句诗，是对盖天说的形象化说明。盖天说一共有两种。

第一种盖天说即"天圆地方"说。天圆如张盖（天是一个半球形），地方如棋局，天地之间有8根柱子支撑。天圆地方说的最大破绽，就是半球形的天穹和方形大地之间不能吻合。迫使其修改为：天并不与地相接，而是象一把大伞一样，高悬在大地上空，有绳子缚住它的枢钮，周围有八根在柱子支撑着。天空有如一座顶部为圆拱的凉亭。此说在传统的天地理论体系中占据正统地位，如北京的天坛，是圆形的；地坛，是方形的。这是天圆地方的象征性模型。

第二种盖天说将方形大地改为拱表大地，此说已经有了拱形大地的设想，为以后球形大地的认识奠定了基础。

浑天说：大地是个球形，外裹着一个球形的天穹，地球浮于天表内的水上。关于球形大地如何悬在空中，最早的浑天说认为天球里盛满水，地球浮在水面。半边天在地上，半边天在地下。日月星辰附在天壳上，随天周日旋转。

天是一个圆球，地球在其中，如蛋黄在蛋壳内一样。张衡在《浑天仪图注》中说："浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。"

宣夜说：认为"天"并没有一固定的天穹，而只不过是无边无涯的气体，日月星辰就在气体中飘浮游动。关于宣夜说的命名，清代邹伯奇说："宣劳午夜，斯为谈天家之宣夜乎？"宣夜说之得名，是因为观测星星常常闹到夜半不睡觉。宣劳：出力、效命，讲古代观星者们在夜间进行辛劳的天文观测。宣夜说是中国古代一种朴素的无限宇宙观念，最有卓见。

赤道坐标、《石氏星表》、浑仪、简仪的发明都与浑天说分不开。

（3）测天仪器：（测量天体位置的仪器，确定天体坐标）

①浑仪：

在古代，"浑"字含有圆球的意义。古人认为天是圆的，形状像蛋壳，出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸，地球则是蛋黄，人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置。因此，把这种观测天体位置的仪器叫做"浑仪"。

17世纪天文望远镜发明之前，"浑仪"是测定天体方位必不可少的仪器。

它是由一重重的同心圆环构成，整体看起来就像一个圆球。从汉代到北宋，浑仪的环数不断增加。多重环结构的浑仪虽是一杰出的创造，在天文学史上也起过重要的作用，但其自身也存在着两大缺陷。一是要把这么多的圆环组装得中心都相重合，十分困难，因而易产生中心差，造成观测的偏差。一是每个环都会遮蔽一定的天区，环数越多，遮蔽的天区也越大，这就妨碍观测，降低使用效率。

②简仪：

浑仪的结构比较繁杂，观测时经常发生环与环相互阻挡视线的现象，使用极不方便。元朝天文学家郭守敬将浑仪化为两个独立的观测装置，安装在一个底座上，每个装置都十分简单实用，而且除北极星附近以外，整个天空一览无余。因此，古人称这种装置为"简仪"。简仪的创制，是我国天文仪器制造史上的一大飞跃。

郭守敬创制的简仪，在清康熙五十四年（公元1715年）被传教士纪理安当作废铜给熔化了。现在保存在南京紫金山天文台的简仪是明代正统二年到七年（公元1437-1422年）间的复制品。

（4）历法：

用年、月、日等时间单位计算时间的方法。年、月、日是历法的三大要素。时间的计量单位——年、月、日、时，也和长度的计量单位——米、尺、丈，和重量的计量单位——斤、两、千克、吨等一样，是人为规定的。确定人类的一日在无限时间中的确切位置。

历法一般是从太阳、地球和月球的运转周期的比例计算出来的，所以历法又是计算太阳、地球、月球运转周期比例的学问。

年：地球绕太阳公转一周。

月：月球绕太阳公转一周。

日：地球自转一周。

历法分类：

阳历：太阳历又称为阳历，是以地球绕太阳公转的运动周期为基础而制定的历法。一阳历年为365天。现在使用的公元纪年是阳历的一种，民国元年开始采用，因西方各国所通用，又称"西历"；因现在国际通用，又称"公历"。

阴历：是以月球绕地球公转的运动周期为基础而制定的历法。一阳历年为354天。在农业气象学中，阴历俗称农历、殷历、古历、旧历，是指中国传统上使用的夏历。而在天文学中认为夏历实际上是一种阴阳历。

阴阳历：以上述两种周期加以调和，我国古代历法（农历），都是阴阳合历。

表现：

元朝《授时历》——1276年郭守敬修订新历法，经4年时间制订出《授时历》，通行360多年。是当时世界上最先进的一种历法。定一回归年为365.2425日，比地球绕太阳公转一周的实际时间，仅差26秒，和现代世界通用的公历完全相同，但比现行公历的颁布早了300年。元世祖按照"敬授民时"（指将历法付予百姓，使知时令变化，不误农时。）的古语，取名为《授时历》。

回归年，即太阳中心从春分点到春分点所经历的时间，又称为太阳年。四季构成的一年，就是一"回归年"。

四、农学

1、《氾胜之书》：西汉晚期农学家氾胜之。

2、《齐民要术》：北魏时期农学家贾思勰。"齐民"指平民百姓。"要术"指谋生方法。反映黄河领域的民族融合（胡人汉化）。

3、《王祯农书》：兼论北方农业技术和南方农业技术。

4、《农政全书》：按内容大致上可分为农政措施和农业技术两部分。其他的大型农书，无论是北魏贾思勰的《齐民要术》，还是元代王祯的《农书》，虽然是以农本观念为中心思想，但重点在生产技术和知识，可以说是纯技术性的农书。该书将"农政"摆在了首位。农政，有关农业的政策﹑法令﹑制度等。《农政全书》提出的农政方面的主张，在一定程度上影响了后来的社会政策。尤其突出了屯垦、水利和荒政（遇到荒年时所采取的救济措施）三方面的内容，这是以前农书从未有过的，也表明徐光启认识到了政府的行为对农业生产的重要性。介绍了一些新品种，如甘薯的种植；介绍了欧洲的水利技术等。

五、医学

世界三大古典医学体系：阿拉伯医学、印度医学和中国医学。阿拉伯医学、印度医学已经消亡了。现代医学体系：西医、中医。

1、早期成就：

（1）《黄帝内经》：

为古代医者托黄帝之名所作，其具体作者已不可考。古人对于《黄帝内经》的成书年代问题，主要有以下三种看法：成书于先秦、战国之时；成书于周汉之间；成书于西汉时期。现在，《黄帝内经》非一人一时所作，这一点已有不少人予以肯定。至于要确定具体的成书年代，就现在来看远非易事。

第一部中医理论经典；第一部养生宝典；第一部关于生命的百科全书。

（2）《伤寒杂病论》：

中医所说的伤寒实际上是一切外感病的总称，它包括瘟疫这种传染病。在这部著作中，张仲景创造了三个世界第一：首次记载了人工呼吸、药物灌肠和胆道蛔虫治疗方法。

贡献——创造性提出了"辩证施治"的原则。辨证论治是中医认识疾病和治疗疾病的基本原则，是中医学对疾病的一种特殊的研究和处理方法，又称辨证论治，包括辨证和论治两个过程。"辩证"就是把四诊（望诊、闻诊、问诊、切诊）所收集的资料，症状和体征，通过分析、综合、辨清疾病的病因，性质，部位，以及邪正之间的关系，概括，判断为某种性质的证。"施治",即根据辨证的结果，确定相应的治疗方法，辨证是决定治疗的前提和依据，论治是治疗疾病的手段和方法。

西医看病：检查（血、尿、心电图、拍片等）诊断开药。

辩证施治，即对症下药。

"辩证"还是"辨证"？辩，辩论；辨，辨别。吴开宝《"辩证施治"应为"辨证施治"》（《编辑之友》2010年10期）

2、李时珍与《本草纲目》：

本草含义：

（1）中药中以草类药物居多，以草为本，以草为主，"本草"系中药的统称。古人把中药称为"本草"，把中药学称为本草学。

（2）"本"原始意义是"根"，"草"泛指植物，也可指草本植物，或者草本植物的地上部分，所以本草即根根草草。

（3）"本"作动词，有"查究"之意，本草——研究以草为主的药物。

六、中国古代科技的若干特点：

1、实用主义倾向

首先需要指出的是这一特点是与古希腊科学对比而言，属于横向的，同时期但不同文化背景的比较。

中国古代科学表现出极为强烈的实用主义特点，这是很多科学史研究者的共同认识，所谓实用主义特点，是指它在学科门类上，不同学科发展的先进程度上，都表现出一个明确的价值取向，就是实用，它非常强调现实需要的意义，强调理论、技术，甚至于具体工具对于生产和生活中所遇问题的解决能力，这与古希腊推进科学进步的动力主要在于兴趣和好奇心不同。而这种实用主义的倾向性所导致的直接后果就是使中国古代科学表现出强烈的功利主义色彩，最重要的还是这种功利主义和实用主义的倾向不但是具体操作者的习惯，同时也获得了知识分子的支持，在中国古代有广泛影响的儒、墨、法三家的知识分子都有类似的认识，墨子即认为，人类所有行为都应当"利人乎即行，不利人乎即止"，中国古代科学体系中发展起来的主要的、占优势地位的学科几乎都是应用型知识体系与这种强调知识（无论是自然科学还是人文科学）应当以满足现实需要为目的，以追求应用价值为导向的实用主义品格有关，对于某种理论的评价，主要是看它能否解决实际问题，只有那些能解决实际问题的理论才是好的、有意义的理论。

兴趣和好奇心是持久的内在因素，功利、奖励是难以持久的外在因素。

同时代的古希腊学者却认为对于纯知识的好奇心和对于自然万物的兴趣是最重要的。亚理士多德就说过"求知是人类的本性"，"古今人们开始哲理探索，都应起源于对大自然的惊异"，后来的宗教哲学家阿奎那也认为"人类的最大幸福就是对真理的凝视"，他们都没有强调科学理论的应用价值。古希腊学者甚至认为机械制造等工匠的行为是卑贱的，具有渎神的性质。我们所熟知的一个故事中也提到，亚理士多德在回答一个青年人问学习几何学有什么用的问题时，让自己的学生拿几个钱把这个人打发走，因为他打算靠几何学发财。美国科学哲学家瓦托夫斯基在其《科学思想的概念基础――科学哲学导论》中总结说古代希腊科学"涉及满足某种渴求理解的愿望"而"不属于应用范围"。当然应该指出的是这种对于中国古代科学的认识是从大的历史特点而言，正如李约瑟所说"从根本上说，中国人注重实践，不太相信纯理论，我不想与人争论这话究竟是否合理，但必须当心，不能无限制地滥用这一观点"。

2、经验技术性倾向

这一特点是与实用主义倾向密切相关的，正是实用主义的价值取向培养出中国古代科学重经验、重技术而轻理论的特点，甚至有人据此认为中国古代只有应用技术而没有科学理论，这种观点的代表人物就是台湾物理学家吴大猷，他在1976年的一篇名为《科学技术与人类文明》的演讲中就指出"我国两千年来有甚多的技术发明，这早于西欧，而科学未得发展，乃我国偏重实用过甚，虽有发现发明，但未能脱离实用的视野，作纯抽象的研究之故"，"我国的发明，多系技术性、观察性、记录性、个别性，而弱于抽象的、逻辑的、分析的、演绎的科学系统"。

应该说，这种认识有一定的道理，有人作过统计，如果将全部科技活动分为理论、技术和实验三大部分，就可以发现中国古代科学在几千年的发展当中的确是以实用技术为主，有的时期可以达到100％。中国古代的制陶、冶炼、农业、水利等实用技术远远领先于世界，但中国古代数学只侧重于代数计算；天文学则只有观测记录和历法推演；很早就出现了常平架，但只是以被中香炉的形式存在。而与此同时代的古希腊人则沉溺于科学理论的构建，以欧几里德几何学为基础不断探索，发展出系统的力学、天文学，甚至于光学、磁学等。当然需要指出的是这种经验技术性倾向是出于中西方科学总的对比，如果以某个具体学科为研究对象，可能会有不同的结论。比如中西方古代医学就与此相反，中国古代医学比古希腊医学更加理论化，而古希腊医学则表现出很大的经验性。

重视经验技术而忽视理论抽象的传统在很大程度上限制了中国古代科技向高级形态的发展，这一缺点在中国古代实用科学体系终于走到了经验科学形态的尽头之后便暴露出来，它使中国古代科学迟迟难以过渡到近代科学形态。

李约瑟曾有一个就法，就是蒸汽机＝风箱＋水排，但现实情况是中国人很早就有了风箱和水排，却始终没有出现哪怕是蒸汽机的雏形，因为这不单是需要的问题，蒸汽机的出现除了工业生产的需要外，还必须有两个科学理论的发展作为支撑，一是直线运动和圆周运动的相互转换，二是热力学知识，前者在中国古代某些工具上有所解决，但并未给予理论阐释，后者则在中国古代科学当中缺如。蒸汽机是理论推动科学进步的一个很好的例子，而这种例子在中国古代科学技术史上实在太少了，几乎找不到。

3、与农业关系密切的学科更多地得到发展

与农业关系密切的学科，如天文学、农学、地学、医学等在中国古代都得到较大的发展。先秦以来，一直强调以农为本，编造历法，授民以时正是历代王朝必须从事并给以极大关注的重大事项。又如作为地学分支之一的气象学，远在3000多年前，在我国殷代甲骨文中，就有关于天气实况的记录，《卜辞》里还表达出人们已有预知天气状况的要求，这些都是和当时农业生产的需要相适应的。水利工程与水文知识的发展同样与农业灌溉、防止水患侵袭、保障皇粮军粮运输等需求紧密相连，正因为这样，都江堰、郑国渠、龙首渠、黄河大堤、海塘等我国古代水利工程都是闻名世界的杰作。与这些学科不同，一些与手工业生产关系密切的学科，像力学、物理学等都不像与农业关系密切的一些学科那样发达，也不成体系。

4、环政治倾向（环：围绕）

在科学史研究中有两个不同的派别，内史论和外史论，内史论者主要是从科学内部，从科学自身的体系、范型的渐进或革命性变化来研究问题，也即注重自身因素对于科学进步的意义；外史论者则强调社会需要、社会建制和政治经济特点等因素对于科学进步的影响作用。中国古代一直是大一统型的政治结构，所以国家机器对于社会各个方面的影响是非常大的。因此以中国的历史特点来看，政治因素对于科学进程的影响可能要大于西方，西方古代社会对于科学进程影响（无论是正面影响还是负面影响）比较大的可能是宗教而不是政治。

有人将中国古代科学称为"大一统"型科学，也即关系到政治安定，有利于国家长治久安的学科门类会受到官方的支持；皇家或宫廷需要的学科门类会优先发展，比如中国古代的农业和水利学非常发达，这是因为中国古代就是以农业为基础的社会，农业是否发达直接关系到是否会有饥民四起。再比如天学的发展，天学是中国古代唯一受到官方支持，主管人员有固定场所和官职、俸禄的学科，过去人们总是认为农业对于天文和历法的需要促进了中国古代天学的进步，但实际上中国古代的天学主要还是为了占卜的需要而不是为了探索天体运行的规律。中国古代的冶炼术比西方先进几个世纪，但这最初却并不是由于农业的需要，看一下博物馆中青铜器的代表就可以发现，冶炼技术的飞速发展是以战争的需要（代表器物是各种青铜兵器）和宫廷礼仪的需要（代表器物为各类青铜礼器）作为支撑的。