「高考歷史」古代中國的發明和發現（全歸納）

概述古代中國的科技成就，認識中國科技發明對世界文明發展的貢獻。

中國古代科技曾長期領先於世界。為人類社會發展作出過重要貢獻。6——19世紀，中國科技成果佔全世界的二分之一；19——20世紀中國科技成果佔全世界的百分之一。

一、代表性成就——四大發明（文明古國的標誌之一）

"三大發明"（印刷術、火藥、指南針）最早由16世紀英國哲學家培根提出，馬克思認同。"四大發明"（加入造紙術）是19世紀英國傳教士、漢學家艾約瑟提出的。中國學者認為此"四大發明"不能代表古代中國的最高科技成就，提出了新"四大發明"之說——;絲綢、青銅、造紙印刷和瓷器。

1、表現：

（1）造紙術

發明：西漢前期

放馬灘紙是世界上最早的紙，它是西漢初期文帝、景帝時期的紙，在1986年出土於甘肅省天水放馬灘漢代墓葬區。這片紙在出土時放在死者胸部，因墓內積水受潮，僅存不規則碎片。放馬灘紙是一幅麻質地圖，出土時黃色，現褪成黃間淺灰色，紙薄而平整軟滑，最重要之處在於上有用細黑線繪製的山、河流、道路等圖形，現存甘肅省博物館。

改進：東漢

105年蔡倫，廢物利用——用樹皮、廢麻、破布、舊魚網等，成本降低，便於推廣，因此被封為龍亭侯，改進的紙人稱"蔡侯紙"。蔡倫的搗漿法才使紙業達到批量化、社會化的程度，所以有人認為是蔡倫發明了造紙術。

紙成為最主要書寫材料。西晉左思作《三都賦》，一時間洛陽紙貴。

外傳：唐代

傳入阿拉伯、歐洲、北非。

唐玄宗天寶十年（公元751年），大唐帝國和大食（阿拉伯帝國）發生戰爭，唐軍敗，好多唐朝的士兵被俘虜去了，這些士兵中有不少造紙工人，因此，我國的造紙方法也就傳到了大食國。大食國人就在撒馬爾罕和其它一些城市裡開辦造紙廠，大量生產紙，並且把紙出口到歐洲各國去，當時歐洲各國所用的紙，都是阿拉伯人制造供應的。

意義：

①是書寫材料的一次偉大革命

此前：甲骨、牛骨、青銅器、玉石器、竹木策等，其上刻字，影響到漢語的簡約特點，聯合國使用的英、法、俄、西班牙和中文五種文本，最薄的文本總是中文本；絲帛。

國外：羊皮、小牛皮。

②為人類文化發展作出貢獻

有利於文化的保存、傳播、交流和普及。

（2）印刷術（以往手抄，效率低，抄錯，抄漏）

雕版印刷術：在版料上雕刻圖、文來印刷的技術（從印章、石刻中得到啟示）。

發明：隋朝（起源時間有7說，最早漢代，最晚北宋）

黃金時代：宋代（依據：其一出現套色印刷技術。其二用紙、用墨、用字講究，校閱精準，校閱即審閱校訂書刊內容，如宋刻本，世界上最昂貴的書。明清即有"一頁宋版，一兩黃金"之說，目前宋刻本依然"按頁論價"，一般每頁底價一萬元人民幣。見頁37《九章算術》書影，劉徽注本，屬於宋刻本。書影即顯示書刊的版式和部分內容的印刷物。其三，出現宋體字，起源於宋代雕版印刷時通行的印刷字體，字形方正，橫平豎直，橫細豎粗，起落筆有稜有角，結構嚴謹，整齊均勻，有舒適醒目之感，今天成為漢字文化圈主流的印刷字體）

雕版印刷三階段：

一是單版單色印刷。早期印刷品是以墨汁為著色劑的單色印刷品。

一是單版多色印刷。多色方法：手工填彩，但需逐張處理，費時間費人力；單版多色印刷，不同色料刷在同一印版，但各色交接處易滲而變色。

一是多版多色印刷。又稱套色印刷，以大小不同的幾塊印版，分別塗上不同色料，再分次印於同一紙上，每次只印一種顏色，幹後再印另一顏色。

版材：棗木、梨木、梓木等取材方便、紋理細密、木質堅硬的木材（百姓所說的"硬雜木"），棗木和梨木內含糖分，容易被蟲蛀損，不利於長期保存，是其缺點。

樹木的名稱作為雕版印刷的代稱，如：

書稿完成交付刻印稱為"付梓"；

書籍的刻印發行稱為"梓行"；

"交付梨棗"就是交付刻印；

"災梨禍棗"就是亂刻亂印那些有害無益的書。

2006、8央視的"百家講壇"北師大附中紀連海老師講到紀曉嵐編纂《四庫全書》之事，提到了當時乾隆皇帝收集民間藏書的上喻，原文是："擇其中罕見之書，有益於世道人心者，壽之梨棗，以廣流傳。"對其中的"壽之梨棗"，紀是這樣解釋的：也就是政府給予獎勵，給幾個能買"三瓜兩棗"的小錢。聖旨中的"壽之梨棗"，它的意思應該是"刊印成書，流傳後世，長期保存"。

陳旭麓教授挽謝天佑教授聯：

一書方梓行，一書成斷簡，才未盡也嘔心死；

午夜傳病訊，午夜驚噩耗，去何速耶揮淚哀。

雕版印刷存在明顯缺點：

活字印刷術：

方法是先製成單字的陽文反文字模，然後按照稿件把單字挑選出來，排列在字盤內，塗墨印刷，印完後再將字模拆出，留待下次排印時再次使用。

時間：11世紀中期

發明者：平民畢昇（畢昇原來可能是一個雕版刻字工，進而發明了活字術。當木印版雕刻成了之後，發現有錯字、漏字，如何補救？這種工藝失誤問題，不但古代有，今天也仍然有。損失最小的解決辦法，就是挖掉錯字，另刻一枚單字嵌補進印版裡。同樣，印量較大或存放後再用的印版，會有掉缺筆畫、版面開裂、甚至蟲蛀鼠啃的損壞，也採取挖洞補字的修整工藝。這是從整版雕刻到有意識地單活字雕刻的工藝發端，進而發展成為專門刻出不同的單活字，這就是發明新興印刷技術的思想意識引擎。布衣畢昇極有可能就是版刻的技術工匠，在他的工作實踐裡，產生了由

標誌：泥活字的發明（畢昇的方法是這樣的：用膠泥做成一個個規格一致的毛坯，在一端刻上反體單字，字劃突起的高度象銅錢邊緣的厚度一樣，用火燒硬，成為單個的膠泥活字）

優點：理論上經濟、便捷

古代活字印刷術為什麼未能取代雕版印刷術？

北宋就出現了活字印刷，但是雕版印刷卻一直是古代（直到明清時期）印刷的主流，也就是說，古代活字印刷術未能取代雕版印刷術。據統計，清末版本目錄《增訂四庫簡明目錄》共著錄歷代書籍七千七百四十八種，約計不同版本兩萬部，其中活字印本只有二百二十部，約佔總數的百分之一強。

在古代中國商品經濟不發達的自然經濟環境裡，

雕版印刷和活字印刷的優缺點比較：

雕版精美，可文可圖，文字可陽可陰，活字排版方式不容易實現，文人墨客普遍喜歡雕版印刷品；

雕刻印版是整塊的印版，規矩性好，在印刷過程裡不易變形走樣，印本質量平穩、好，印版壽命較長。而古代的活字版，要用粘藥來固版（畢昇法），或者以竹片嵌鑲字間和字行的縫隙。活字版總體規矩性不如雕刻印版，在其後的印刷裡容易鬆動走位，影響印品質量。

雕刻版便於保存，便於多次少量印刷，適應了古代中國的印刷商品經濟狀況。雕版印刷適用於同品種、多批次，每次少批量的商業性（書坊）印刷，商品圖書的市場主要是面向知識分子文化人，這個人群在社會總人口裡的比例很小，對商品圖書的需求量雖然不絕於時，然而每個時間斷面上對某種圖書的需求量仍然不是大量，比如經書，刻制好一套印版，印書出售，售完再印，

活字排版還要求排字工匠必須識字，因為古代書面語和口語的不一致，排字工還必須讀得懂文言文。但是，在古代中國，讀書人願意來當這個排字工匠嗎？科舉落第的讀書人可以去當塾師先生，可以去當帳房先生，可以去當抄書和寫書稿的經生，但是肯輕易去當排字工匠嗎。按照王禎在《造活字印書法》裡的講述，排字時一人唸書稿，一人檢字排字，那麼活字排版對讀書識字的技工要求數量更多。排字技工普遍乏人，也因此人工費用高，恐怕也是古代活字排版不能順利發展取代雕版的重要因素。

活字版在印後拆版，必須把各活字歸位到貯字處以利再用。活字歸位，是雕版印刷裡所沒有的印後工序，是一個很繁瑣的工作。以至於在現代的鉛活字印刷工業技術裡，寧願把拆了版的鉛活字重新融化鑄字，而不願分字歸位再用——在鉛活字版拆散之後，其中的鉛空、鉛線都可以簡易回收再用，而一大堆雜亂的活字卻不易分字再用。畢昇最初的泥活字版採用粘藥來固版，拆版以後清除活字身上的殘留粘藥，也是頗為煩難的事情。如果是字母文字，就比較簡單一些。1440年左右，約翰內斯

有些圖書需要名家字體，要把名家字體轉變為活字的字體式樣，比在雕版上困難，特別是在泥活字上再現名家字體更難。聘請書寫高手，仿照名家字體風格寫版雕刻，技術上容易實現。

在手工時代和手工業時代，雕版印刷術比活字印刷術簡單易行，更容易滿足自然經濟環境里社會對圖書的需求。

（3）火藥

火藥成分：硝石、硫黃、木炭。這些時人作為治病的藥物，故名"火藥"，"著火的藥"。火藥早期用於醫藥、治病，如治癬、殺蟲等。

產生直接原因：火藥的研究大約開始於戰國煉丹術（近代化學的先驅），古人為求長生、不老、不死而煉製丹藥，東漢與道家結合，煉丹術的目的和動機都是荒謬和可笑的，但它的實驗方法還是有可取之處，最後導致了火藥的發明。

丹藥分內服和外用，內服毒性大被淘汰，外用至今有價值。

死於丹藥中毒的名帝有：漢武帝、唐太宗、雍正帝。

唐末：開始用於軍事

宋朝：廣泛使用火藥，抵禦遼、西夏、金

火器：

突火槍——用火藥燃燒產生氣體壓力發射彈丸的竹管射擊火器。宋理宗開慶元年（公元1259），宋軍發明此種管狀火器。以巨竹筒為槍身，內部裝填火藥與子窠－－子彈。點燃引線後，火藥噴發，將"子窠"射出，射程遠達150步（約230米）。這是世界第一種發射子彈的步槍。

火箭——用紙將火藥包裹成筒狀或球狀，綁縛在靠近鏃的箭桿上，使用時先點燃引線，然後用弓弩發射出去。

火炮——將火藥球點燃後，用拋石機拋擲出去。

古人對火器的迷信、畏懼，可能超過現代人對核武器的畏懼，故被視為"神器"。古人火器主要以縱火燃燒為主，較少注意火藥膨脹的瞬間產生的巨大的爆發力。

（4）指南針（判別方位的簡單儀器）

中國古代方位文化兩個階段：

①天體定向或者天文定向階段

用天文學方法定位，晝觀日影（立竿測影。立竿測影，是古代中國天文學觀測天體位置，勘定地體方位，劃分節氣，定立時刻制度不可或缺的方法之一。怎樣定四個方位？《周禮——冬官——考工記》、《周髀算經》都記載了：以表為圓心畫出一個圓圈，並將日出和日落時表影與四周相交的兩點記錄下來，便可以通過連接兩點的直線得到正東西的方向；線的中點，跟表本身的連線，就是正南和正北），

缺點：不是全天候（全天候：包括所有複雜氣象在內的各種天氣的總稱）

②磁體定向階段

用磁學方法制成定向裝置，先是司南，後是指南針。

人們在長期的實踐中對物體磁性認識：由於生產勞動，人們接觸了磁鐵礦，開始了對磁性質的瞭解。人們首先發現了磁石吸鐵的性質。後來又發現了磁石的指向性。經過多方的實驗和研究，終於發明了可以實用的判別方位的儀器。

地球是巨大的磁體，將天然磁鐵礦石製成條狀，使其自由轉動，在地球磁場作用下，條狀磁石的兩端轉動停止時，總是指向南北，無論站在地球的什麼地方，它的正極總是指北，負極總是指南，以此理製成司南。

司南：戰國時代發明，世界上最早的指南儀器。靜止時，勺尾指向為南。《韓非子》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》中記載了司南的應用，鄭國人採玉時就帶了司南以確保不迷失方向。優點：全天候。缺點：一是做工複雜，需要將整塊磁石雕刻成勺狀；二是準確性不高，磁勺在銅盤底上容易移動（無法固定在特定位置，須以手放在適當部位，再以手撥動使其旋轉，是手動裝置，不是自動指向方位）、容易被幹擾磁勺（天然磁體不易找到，在加工時容易因打擊、受熱而失磁，所以司南的磁性比較弱，而且它與地盤接觸處要非常光滑，否則會因轉動摩擦阻力過大，而難於旋轉，無法達到預期的指南效果，磁勺在銅盤上的摩擦阻力減少其靈敏性）；三是不能在顛簸狀態下使用，如海船上。

指南針：大約在唐末出現。磁針的裝置方法有多種，沈括介紹了四種方法：水浮法

所以固定旱針為多，如早期簡易的，是一根裝在軸上可以自由轉動的磁針。稍晚出現的複雜的，也叫羅盤針，由三大部分組成：內環——固定在內盤中央的

北宋時指南針應用於航海。羅盤應用於航海的記載，則見於北宋地理學家朱彧（生卒年不詳）的《萍洲可談》（浙江湖州人，晚年定居湖北黃岡，買下黃岡丁氏民田宅，稱其所居為"萍洲"，自號"萍洲老圃"，一說自號"萍洲老僕"，著成《萍洲可談》一書）。書中稱："舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，晦陰觀指南針"。彧書成於宣和元年（1119年），但所記述則本於其父朱服知廣州時之所見所聞。根據考證，朱服服官廣州時期，應在建中靖國元年至崇寧二年（1101——1103年），故指南針應用於航海，在我國最遲應在1103年之前。

2、影響：

總：

（1）推動了歐洲資產階級社會的到來

（2）推動了歐洲社會文化、經濟和政治的巨大進步

分：

（1）造紙術、印刷術促進了歐洲文藝復興和宗教改革的發生

可以大量印刷各國民族文學作品和翻譯成民族語言的《聖經》。中世紀晚期，英語、德語、法語、意大利語、波希米亞語、西班牙語、瑞典語等多種民族語《聖經》譯本仍不斷問世。這些民族語譯本普遍用詞淺顯，通俗易懂，因而流傳甚廣，使更多的老百姓有機會直接閱讀《聖經》。

（2）火藥促進了歐洲資產階級革命的勝利

火藥武器攻破貴族城堡。

（3）指南針促進了新航路開闢和地理大發現

指南針成為遠洋航行的導航儀器。

二、數學

數學是研究數和形的科學。古代數學思想方法的兩大源頭：

一是古希臘的《幾何原本》，注重邏輯推理，演繹方法為主。演繹法：從普遍性結論或一般性事理推導出個別性結論的論證方法，即從一般到具體。演繹推理的主要形式是三段論，即大前提、小前提和結論。大前提是一般事理；小前提是論證的個別事物；結論就是論點。其侷限性：不能解決思維活動中演繹前提的真實性問題，前提的真實性要靠其它科學方法和實踐來檢驗，如果演繹前提不可靠，即便沒有違犯邏輯規則，也不能保證結論的正確；演繹法是從一般推知個別事實．它只說明一般與個別的統一，不能揭示一般與個別的差異等。

西方傳統數學的特點：以演繹公理體系為中心（或者"注重邏輯推理"，《幾何原本》先給出最基本的23條定義，接著給出5條公理和5條公設，然後以這些定義、公理、公設為基礎

一是中國的《九章算術》，注重計算和實際應用，歸納方法為主。歸納法：是一種由個別到一般的論證方法。它通過許多個別的事例或分論點，然後歸納出它們所共有的特性，從而得出一個一般性的結論，即從具體到一般。比如在我們買葡萄的時候就用了歸納法，往往先嚐一嘗，如果都很甜，就歸納出所有的葡萄都很甜的，就放心的買上一大串。

先列舉生產、生活中的具體問題，從中歸納出某一類問題的一般解法，即算法（術）

在明朝中葉以前，在數學的許多分支領域，中國一直處於遙遙領先的地位。

中國古代數學發展三次高潮：兩漢時期；魏晉南北朝時期；宋元時期。

1、數學專著——《九章算術》：

大約成書於東漢，作者不詳。唐宋兩代，《九章算術》都由國家明令規定為教科書。到了北宋，《九章算術》還曾由政府進行過刊刻(1084)，這是世界上最早的印刷本數學書。在現傳本《九章算術》中，最早的版本乃是上述北宋本的南宋翻刻本(1213)，現藏於上海圖書館(孤本，殘，只餘前五卷)。頁37書影為魏晉時劉徽注本，即宋刻本。代表了傳統數學的最高成就，它的出現標誌著中國古代數學體系的形成。

中國古代數學以數的運算為主，統稱"算術"。算，指算籌；術，指解題的方法。"算術"指用籌演算的原理和方法。包括現在的算術、代數和幾何的各種算法。全書採用問題集的形式，收有246個與生產、生活實踐有聯繫的數學問題及解法，將書中所有數學問題分為九大類，即"九章"。其中每道題有問（題目）、答（答案）、術（解題的步驟，但沒有證明），有的是一題一術，有的是多題一術或一題多術。全書體例是"問題+答案+算法"。

西方以代數的運算和幾何為主。數，固定的，常量；代數，不固定，變量。

內容：

（1）採用十進位值制記數法

中國是世界上最早採用十進位制的國家。殷商甲骨文中已經有一、二、三、四、五、六、七、八、九、十和百、千、萬等的記數。後來，這種記數法逐步發展為籌算和珠算中逢十進一位的十進位值制，成了記數和計算領域的革命性發明。起源於先民用手指計數，十指可以自由伸縮，是一個天然的計數工具。

（2）採用了世界上最先進的運算方法和比例算法

運算方法六種：加、減、乘、除、乘方（如2的2次方）、開方（根號2）。此六種運算方法《九》皆有。最先進的，如分數四則運算、正負數的加減法運算等。

地位：是當時世界上最先進的應用數學著作，在世界數學史上佔有重要地位

傳統的數學分為"純數學"（理論數學）與"可應用的數學"（與應用有關的數學）。

意義：標誌著中國古代以計算為中心的數學形成了完整的體系

特點：

從《九章算術》中可以看出中國傳統數學的兩個特點。

（1）以計算為中心

演算在中國傳統數學中佔有重要地位，幾乎每一部中國古代數學著作都是以"問題+答案+算法"的形式存在。這導致了算籌和算盤等計算工具的發明。

（2）實用性強

中國傳統數學從開始產生就與社會生活的實際需要有密切聯繫，如計算田畝、土方、交換等，第一章"方田"：主要講述了平面幾何圖形面積的計算方法，包括長方形、等腰三角形、直角梯形、等腰梯形、圓形、扇形、弓形、圓環這八種圖形面積的計算方法。說明中國古代數學是以解決實際問題為目的，更多是一門"技術"，而不是一門科學。

影響中國古代數學特點的原因：

（1）重視實用、追求功利的儒家思想影響，中國古代數學的研究者、整理者大多是官員。

（2）以農立國的經濟模式影響，傳統數學基本以農業為應用對象，發展了測量田畝、分米、灌溉、運輸、買雞等方面的理論，這些理論均以計算為主。而微積分是工業社會的產物，中國古代沒有這方面的需求。

李希貴《36天，我的美國教育之旅》：美國學校教育中，數學不重視計算，如旅遊景點價目以列表方式呈現。詢之學生，澳大利亞旅遊景點價目同樣以列表方式呈現。

2、計算工具：

（1）手指

優點：無成本，方便。成語"屈指可數""掐指一算"。不足：小數字可，大數字不可。

（2）算籌

算籌是中國古代用來記數、列式和進行各種數與式演算的一種工具。又稱為籌、策、算子等。一根根同樣長短和粗細的小棍子，多用竹子製成，也有用木頭、獸骨、象牙、金屬等材料製成的，大約270幾枚為一束，放在一個布袋裡，系在腰部隨身攜帶。需要記數和計算的時候，就把它們取出來，放在桌上、炕上或地上都能擺弄。

它最早出現在何時，現在已經不可查考了，但至遲到春秋戰國；算籌的使用已經非常普遍了。算籌是在珠算髮明以前中國獨創並且是最有效的計算工具。

成語"運籌帷幄""略勝一籌"中的"籌"就是"算籌"。

《水滸傳》裡"神算子"蔣敬，梁山第53條好漢。

《射鵰英雄傳》"神算子"瑛姑手裡拿一把算籌，讓黃蓉比下去了。

基礎：十進位值制（又叫"十進位制"）

缺點：攜帶不夠方便

名稱辨析：算具叫"算籌"，算法叫"籌算"。

（3）算盤

我國的算盤由古代的"籌算"演變而來。"籌算"就是運用一種竹籤作籌碼來進行運算。由於缺少足夠的證據，算盤的起源問題直至今天仍是眾說紛壇，莫衷一是，歸納起來，主要有三說：

一是清代數學家梅啟照等主張的東漢、南北朝說。其依據是，東漢數學家徐嶽寫過一部《數術記遺》，其中著錄了十四種算法，第十三種即稱"珠算"，並說："珠算，控帶四時，經緯三才。"後來，北周數學家甄鸞對這段文字作了註釋，稱："刻板為三分，其上下二分以停遊珠，中間一分以定算位。位各五珠，上一珠與下四珠色別，其上別色之珠當五，其下四珠，珠各當一。至下四珠所領，故云'控帶四時'。其珠遊於三方之中，故云'經緯三才'也。"這些文字，被認為是最早關於珠算的記載。當時的五珠中算盤不是穿珠算盤——珠中無孔(沒有檔),名曰珠盤和盤珠。那時把塗有不同顏色的算珠放在一個刻有一排排縱向弧形槽內的木盤上。但是一些學者認為，此書描寫的珠算，充其量不過是一種記數工具或者只能作加減法的簡單算板，與後來出現的珠算，不能同日而語。

二是清代學者錢大聽等主張的元明說，即算盤出現在元朝中葉，到元末明初已普遍使用。元代陶宗儀《南村輟耕錄》第二十九卷《井珠》，引當時諺語形容奴僕說："凡納婢僕，初來時曰擂盤珠，言不撥自動；稍久，曰算盤珠，言撥之則動；既久，曰佛頂珠，言終日凝然，雖撥亦不動。"後人稱此為"三珠戲語"。把老資格的奴婢比作算盤珠，撥一撥動一動，說明當時的算盤已很普及。宋末末元初人劉因的《靜穆先生文集》中有一首以《算盤》為題的五言絕句："不作翁商舞，休停餅氏歌。執籌仍蔽簏，辛苦欲如何。"這也是算盤在元代出現的明證。至於明朝，永樂年間編的《魯班木經》中，已有製造算盤的規格、尺寸，還出現了徐心魯《算珠算法》、程大位《直指算法統宗》等介紹珠算用法的著作，因此算盤在明代已被廣泛使用，這是毫無疑問的了。

三隨著新史料的發現，又形成了算盤起源於唐朝、流行於宋朝的第三說。其依據：一是宋代名畫《清明上河圖》中，畫有一家藥鋪，其正面櫃檯上赫然放有一架算盤，經中日兩國珠算專家將畫面攝影放大，確認畫中之物是與現代使用算盤形制類似的串檔算盤。二是1921年在河北鉅鹿縣曾挖掘到一顆出於宋人故宅的木製算盤珠，已被水土淹沒八百年，但仍可見其為鼓形，中間有孔，與現代算珠毫無兩樣。三是劉因是宋末元初人，他的《算盤》詩，與其說是描寫元代的事物，還不如說是宋代事物的反映更為確切。同樣，陶宗儀的"三珠戲語"所見元人諺語中已有算盤珠之說，也反映出"是法盛行於宋矣"（《四庫全書總目提要》"算法統宗"條）。四是元初的蒙學課本《新編相對四言》中，有一幅九檔的算盤圖，既然在元初已為訓蒙內容，可見已是尋常之物，它的出現，至少可上推到宋代。此外，宋代的算盤從形制看已較成熟，沒有新生事物常有的那種笨拙或粗糙。因此，較多的算學家認為，算盤的誕生還可上推到唐代。因為宋以前的五代十國時期戰亂不斷，科技文化的發展較為滯緩，算盤誕生於此時的可能性較小。而唐代是中國歷史上的盛世，經濟文化都較發達，需要有新的計算工具，使用了兩千年的籌算在此時演變為珠算，算盤在這時被髮明，是極有可能的。 算盤是中華民族寶貴的文化遺產，有關它的起源卻爭論了上百年，無法統一。但願有更多的有志者投入進一步的探索與研究，早日得出科學的結論，以告慰於古人．無愧於後代。

基礎：小九九（即《九九乘法歌訣》，現在學生學的"小九九"口訣，是從"一一得一"開始，到"九九八十一"止，而在古代，卻是倒過來，從"九九八十一"起，到"二二得四"止。因為口訣開頭兩個字是"九九"，所以，人們就把它簡稱為"九九"。大約到13、14世紀的時候才倒過來像現在這樣"一一得一……九九八十一"。在《荀子》、《管子》、《淮南子》、《戰國策》等書中就能找到"三九二十七"、"六八四十八"、"四八三十二"、"六六三十六"等句子，由此可見，早在春秋戰國的時候，《九九乘法歌訣》就已經開始流行了）；十進位制。

發展：明清時期珠算應用得到普及和發展，明中晚期是珠算髮展的黃金時代，中國古代商品經濟發展的第3次飛躍時期；明朝時期珠算法外傳。

《天龍八部》中"金算盤"崔百泉。

《碧血劍》中"銅筆鐵算盤"華山派大師兄黃真，一手拿銅筆，一手拿鐵算盤作武器。

金庸小說是中國文化小說，涉及很多中國傳統文化元素，如儒、佛、道，如小橋流水、江南園林、西北大漠，如各個民族英雄和民族融合。海外華人子弟學習古代白話文和傳統文化的讀本。

成語"滿打滿算""精打細算""三下五去二"等。

名稱辨析：算具叫"算盤"，算法叫"珠算"。

三、天文

天文學是對天體及其他宇宙物質進行觀測和理論研究的科學，與人類的生產、生活緊密相關，特別是與農業文明相關。

1、原因：

（1）採集、狩獵和農牧業活動的需要

觀測天文、制定曆法的最初目的是為了農業的需要。可明方向、知季節、告農時。

（2）不少朝代設有專門的天象觀測機構

在秦代，負責天文學研究的官員被稱為太史令，以後歷代多沿襲這一稱呼並稍有變化，到明清時期，天文觀測主要由欽天監這一專門機構負責。

學者認為中國古代天文學純粹是帝王之學，淪為純粹的統治工具（參見江曉原《天學外史》）。古代法律禁止私習天文，罪名有兩種，一是"私歷"，也就是自己非法編造印刷曆法（編造曆法在古代是統治者的特權行為）。二是"私習天文"，主要有兩方面：其一是學習觀測天文和按照天象預測吉凶的方法；其二是收藏天文圖書和觀測天文的儀器。法律禁止私習天文始於西晉。西晉時玄學大行其道，社會上充斥著不可知論，但更令統治者不安的是玄學與天文學的結合，使各種嚴重威脅統治的學說開始蔓延。於是，晉朝統治者開始禁止私習天文。"禁星氣，讖緯之學。"（摘自《晉書。武帝紀》）自西晉後，歷代統治者無不予以繼承，而且對禁止藏匿的書籍和用以觀測天文的器物的範圍都做了具體規定。如隋朝張仲讓在朝廷不得志，於是辭官還鄉，在民間對外公然預測天象，於是惹來殺身之禍，並牽連了孔籠、張黑奴、劉祖仁也丟了官職。明朝劉基是開國元勳，他受朱元璋的賞識正是由於他對天文的精通符合政治上的要求。但是劉基的天文知識也最終給他帶來殺身之禍，朱元璋懷疑他把一塊有王氣的地方選為自己的墳地，以致於他在死前勸告自己的兒子不要學習天文了。雖然他不是因為私習天文而死，他的天文知識使他飛黃騰達，也使他成為一個悲劇式的人物。由此可看出，統治者把天文學的控制權牢牢的握在手中。　　

2、成就：

（1）天象記錄

留下了世界上最早的日食、月食、太陽黑子、哈雷彗星的記錄。

（2）天體測量

天體測量學或天文測量學是天文學中最古老也是最基礎的一個分支，主要以測量恆星的位置和其他會運動天體的距離和動態，任務是測定天體的位置和運動，建立參考座標系，即星表。

是研究怎樣測定天體的位置和天體到達某個位置的時間。

戰國時期編出了世界上最早的星表——《石氏星表》。

星表：記載恆星或其他天體在天球上的位置以及其他參數的表冊。把測量出的若干恆星的座標彙編而成的。它是天文學上的一種很重要的工具。我國古代曾多次測編過星表，最早的一次在戰國，觀測者是石申。

為確定某一天體的位置，需要建立天體座標。國際通用的辦法有：地平座標、赤道座標、黃道座標、銀道座標等。觀測點不同，觀測的範圍就不同。如地平座標，以赤道外任一點觀測天象，觀測不了全部星空，有侷限；赤道座標，可觀測到全部星空。緯度越低，觀測範圍就越大。相當於登高望遠，位置越高，觀測範圍就越大。

內容：用赤道座標記錄了800多顆恆星的位置（恆星的空間分佈）

恆星：自己能夠發光的球體，古人以為恆星在星空的位置是固定的，故名。

地位：是世界上現存最古老的星表。

意義：是後世許多天體測量工作的基礎，諸如日、月、行星的位置和運動，都要用到其中的一些數據；是戰國秦漢天文曆法發展的一個重要基礎。

補充：中國古代的宇宙結構學說——蓋天說、渾天說、宣夜說。

在中國古代，天體學說有所謂論天六家：即蓋天、渾天、宣夜、昕天、穹天、安天。其中主要有三家：即蓋天、渾天、宣夜。昕天基本上屬於蓋天體系，穹天是蓋天說的翻版，安天則是宣夜的發展。

蓋天說：蓋天說出現於殷末周初。主要觀點為天在上，地在下，天為一個半球形的大罩子。南北朝時代鮮卑族歌手斛律金《敕勒歌》中"天似穹廬，籠蓋四野"兩句詩，是對蓋天說的形象化說明。蓋天說一共有兩種。

第一種蓋天說即"天圓地方"說。天圓如張蓋（天是一個半球形），地方如棋局，天地之間有8根柱子支撐。天圓地方說的最大破綻，就是半球形的天穹和方形大地之間不能吻合。迫使其修改為：天並不與地相接，而是象一把大傘一樣，高懸在大地上空，有繩子縛住它的樞鈕，周圍有八根在柱子支撐著。天空有如一座頂部為圓拱的涼亭。此說在傳統的天地理論體系中佔據正統地位，如北京的天壇，是圓形的；地壇，是方形的。這是天圓地方的象徵性模型。

第二種蓋天說將方形大地改為拱表大地，此說已經有了拱形大地的設想，為以後球形大地的認識奠定了基礎。

渾天說：大地是個球形，外裹著一個球形的天穹，地球浮於天表內的水上。關於球形大地如何懸在空中，最早的渾天說認為天球裡盛滿水，地球浮在水面。半邊天在地上，半邊天在地下。日月星辰附在天殼上，隨天週日旋轉。

天是一個圓球，地球在其中，如蛋黃在蛋殼內一樣。張衡在《渾天儀圖注》中說："渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居於天內，天大而地小。天表裡有水，天之包地，猶殼之裹黃。"

宣夜說：認為"天"並沒有一固定的天穹，而只不過是無邊無涯的氣體，日月星辰就在氣體中飄浮游動。關於宣夜說的命名，清代鄒伯奇說："宣勞午夜，斯為談天家之宣夜乎？"宣夜說之得名，是因為觀測星星常常鬧到夜半不睡覺。宣勞：出力、效命，講古代觀星者們在夜間進行辛勞的天文觀測。宣夜說是中國古代一種樸素的無限宇宙觀念，最有卓見。

赤道座標、《石氏星表》、渾儀、簡儀的發明都與渾天說分不開。

（3）測天儀器：（測量天體位置的儀器，確定天體座標）

①渾儀：

在古代，"渾"字含有圓球的意義。古人認為天是圓的，形狀像蛋殼，出現在天上的星星是鑲嵌在蛋殼上的彈丸，地球則是蛋黃，人們在這個蛋黃上測量日月星辰的位置。因此，把這種觀測天體位置的儀器叫做"渾儀"。

17世紀天文望遠鏡發明之前，"渾儀"是測定天體方位必不可少的儀器。

它是由一重重的同心圓環構成，整體看起來就像一個圓球。從漢代到北宋，渾儀的環數不斷增加。多重環結構的渾儀雖是一傑出的創造，在天文學史上也起過重要的作用，但其自身也存在著兩大缺陷。一是要把這麼多的圓環組裝得中心都相重合，十分困難，因而易產生中心差，造成觀測的偏差。一是每個環都會遮蔽一定的天區，環數越多，遮蔽的天區也越大，這就妨礙觀測，降低使用效率。

②簡儀：

渾儀的結構比較繁雜，觀測時經常發生環與環相互阻擋視線的現象，使用極不方便。元朝天文學家郭守敬將渾儀化為兩個獨立的觀測裝置，安裝在一個底座上，每個裝置都十分簡單實用，而且除北極星附近以外，整個天空一覽無餘。因此，古人稱這種裝置為"簡儀"。簡儀的創制，是我國天文儀器製造史上的一大飛躍。

郭守敬創制的簡儀，在清康熙五十四年（公元1715年）被傳教士紀理安當作廢銅給熔化了。現在保存在南京紫金山天文臺的簡儀是明代正統二年到七年（公元1437-1422年）間的複製品。

（4）曆法：

用年、月、日等時間單位計算時間的方法。年、月、日是曆法的三大要素。時間的計量單位——年、月、日、時，也和長度的計量單位——米、尺、丈，和重量的計量單位——斤、兩、千克、噸等一樣，是人為規定的。確定人類的一日在無限時間中的確切位置。

曆法一般是從太陽、地球和月球的運轉週期的比例計算出來的，所以曆法又是計算太陽、地球、月球運轉週期比例的學問。

年：地球繞太陽公轉一週。

月：月球繞太陽公轉一週。

日：地球自轉一週。

曆法分類：

陽曆：太陽曆又稱為陽曆，是以地球繞太陽公轉的運動週期為基礎而制定的歷法。一陽曆年為365天。現在使用的公元紀年是陽曆的一種，民國元年開始採用，因西方各國所通用，又稱"西曆"；因現在國際通用，又稱"公曆"。

陰曆：是以月球繞地球公轉的運動週期為基礎而制定的歷法。一陽曆年為354天。在農業氣象學中，陰曆俗稱農曆、殷歷、古歷、舊曆，是指中國傳統上使用的夏曆。而在天文學中認為夏曆實際上是一種陰陽曆。

陰陽曆：以上述兩種週期加以調和，我國古代曆法（農曆），都是陰陽合曆。

表現：

元朝《授時歷》——1276年郭守敬修訂新曆法，經4年時間制訂出《授時歷》，通行360多年。是當時世界上最先進的一種曆法。定一回歸年為365.2425日，比地球繞太陽公轉一週的實際時間，僅差26秒，和現代世界通用的公曆完全相同，但比現行公曆的頒佈早了300年。元世祖按照"敬授民時"（指將曆法付予百姓，使知時令變化，不誤農時。）的古語，取名為《授時歷》。

迴歸年，即太陽中心從春分點到春分點所經歷的時間，又稱為太陽年。四季構成的一年，就是一"迴歸年"。

四、農學

1、《氾勝之書》：西漢晚期農學家氾勝之。

2、《齊民要術》：北魏時期農學家賈思勰。"齊民"指平民百姓。"要術"指謀生方法。反映黃河領域的民族融合（胡人漢化）。

4、《農政全書》：按內容大致上可分為農政措施和農業技術兩部分。其他的大型農書，無論是北魏賈思勰的《齊民要術》，還是元代王禎的《農書》，雖然是以農本觀念為中心思想，但重點在生產技術和知識，可以說是純技術性的農書。該書將"農政"擺在了首位。農政，有關農業的政策﹑法令﹑制度等。《農政全書》提出的農政方面的主張，在一定程度上影響了後來的社會政策。尤其突出了屯墾、水利和荒政（遇到荒年時所採取的救濟措施）三方面的內容，這是以前農書從未有過的，也表明徐光啟認識到了政府的行為對農業生產的重要性。介紹了一些新品種，如甘薯的種植；介紹了歐洲的水利技術等。

五、醫學

世界三大古典醫學體系：阿拉伯醫學、印度醫學和中國醫學。阿拉伯醫學、印度醫學已經消亡了。現代醫學體系：西醫、中醫。

1、早期成就：

（1）《黃帝內經》：

為古代醫者託黃帝之名所作，其具體作者已不可考。古人對於《黃帝內經》的成書年代問題，主要有以下三種看法：成書於先秦、戰國之時；成書於周漢之間；成書於西漢時期。現在，《黃帝內經》非一人一時所作，這一點已有不少人予以肯定。至於要確定具體的成書年代，就現在來看遠非易事。

第一部中醫理論經典；第一部養生寶典；第一部關於生命的百科全書。

（2）《傷寒雜病論》：

西醫看病：檢查（血、尿、心電圖、拍片等）診斷開藥。

辯證施治，即對症下藥。

2、李時珍與《本草綱目》：

本草含義：

（1）中藥中以草類藥物居多，以草為本，以草為主，"本草"系中藥的統稱。古人把中藥稱為"本草"，把中藥學稱為本草學。

（2）"本"原始意義是"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"作動詞，有"查究"之意，本草——研究以草為主的藥物。

六、中國古代科技的若干特點：

1、實用主義傾向

首先需要指出的是這一特點是與古希臘科學對比而言，屬於橫向的，同時期但不同文化背景的比較。

中國古代科學表現出極為強烈的實用主義特點，這是很多科學史研究者的共同認識，所謂實用主義特點，是指它在學科門類上，不同學科發展的先進程度上，都表現出一個明確的價值取向，就是實用，它非常強調現實需要的意義，強調理論、技術，甚至於具體工具對於生產和生活中所遇問題的解決能力，這與古希臘推進科學進步的動力主要在於興趣和好奇心不同。而這種實用主義的傾向性所導致的直接後果就是使中國古代科學表現出強烈的功利主義色彩，最重要的還是這種功利主義和實用主義的傾向不但是具體操作者的習慣，同時也獲得了知識分子的支持，在中國古代有廣泛影響的儒、墨、法三家的知識分子都有類似的認識，墨子即認為，人類所有行為都應當"利人乎即行，不利人乎即止"，中國古代科學體系中發展起來的主要的、佔優勢地位的學科幾乎都是應用型知識體系與這種強調知識（無論是自然科學還是人文科學）應當以滿足現實需要為目的，以追求應用價值為導向的實用主義品格有關，對於某種理論的評價，主要是看它能否解決實際問題，只有那些能解決實際問題的理論才是好的、有意義的理論。

興趣和好奇心是持久的內在因素，功利、獎勵是難以持久的外在因素。

同時代的古希臘學者卻認為對於純知識的好奇心和對於自然萬物的興趣是最重要的。亞理士多德就說過"求知是人類的本性"，"古今人們開始哲理探索，都應起源於對大自然的驚異"，後來的宗教哲學家阿奎那也認為"人類的最大幸福就是對真理的凝視"，他們都沒有強調科學理論的應用價值。古希臘學者甚至認為機械製造等工匠的行為是卑賤的，具有瀆神的性質。我們所熟知的一個故事中也提到，亞理士多德在回答一個青年人問學習幾何學有什麼用的問題時，讓自己的學生拿幾個錢把這個人打發走，因為他打算靠幾何學發財。美國科學哲學家瓦托夫斯基在其《科學思想的概念基礎――科學哲學導論》中總結說古代希臘科學"涉及滿足某種渴求理解的願望"而"不屬於應用範圍"。當然應該指出的是這種對於中國古代科學的認識是從大的歷史特點而言，正如李約瑟所說"從根本上說，中國人注重實踐，不太相信純理論，我不想與人爭論這話究竟是否合理，但必須當心，不能無限制地濫用這一觀點"。

2、經驗技術性傾向

這一特點是與實用主義傾向密切相關的，正是實用主義的價值取向培養出中國古代科學重經驗、重技術而輕理論的特點，甚至有人據此認為中國古代只有應用技術而沒有科學理論，這種觀點的代表人物就是臺灣物理學家吳大猷，他在1976年的一篇名為《科學技術與人類文明》的演講中就指出"我國兩千年來有甚多的技術發明，這早於西歐，而科學未得發展，乃我國偏重實用過甚，雖有發現發明，但未能脫離實用的視野，作純抽象的研究之故"，"我國的發明，多系技術性、觀察性、記錄性、個別性，而弱於抽象的、邏輯的、分析的、演繹的科學系統"。

應該說，這種認識有一定的道理，有人作過統計，如果將全部科技活動分為理論、技術和實驗三大部分，就可以發現中國古代科學在幾千年的發展當中的確是以實用技術為主，有的時期可以達到100％。中國古代的製陶、冶煉、農業、水利等實用技術遠遠領先於世界，但中國古代數學只側重於代數計算；天文學則只有觀測記錄和曆法推演；很早就出現了常平架，但只是以被中香爐的形式存在。而與此同時代的古希臘人則沉溺於科學理論的構建，以歐幾里德幾何學為基礎不斷探索，發展出系統的力學、天文學，甚至於光學、磁學等。當然需要指出的是這種經驗技術性傾向是出於中西方科學總的對比，如果以某個具體學科為研究對象，可能會有不同的結論。比如中西方古代醫學就與此相反，中國古代醫學比古希臘醫學更加理論化，而古希臘醫學則表現出很大的經驗性。

重視經驗技術而忽視理論抽象的傳統在很大程度上限制了中國古代科技向高級形態的發展，這一缺點在中國古代實用科學體系終於走到了經驗科學形態的盡頭之後便暴露出來，它使中國古代科學遲遲難以過渡到近代科學形態。

李約瑟曾有一個就法，就是蒸汽機＝風箱＋水排，但現實情況是中國人很早就有了風箱和水排，卻始終沒有出現哪怕是蒸汽機的雛形，因為這不單是需要的問題，蒸汽機的出現除了工業生產的需要外，還必須有兩個科學理論的發展作為支撐，一是直線運動和圓周運動的相互轉換，二是熱力學知識，前者在中國古代某些工具上有所解決，但並未給予理論闡釋，後者則在中國古代科學當中缺如。蒸汽機是理論推動科學進步的一個很好的例子，而這種例子在中國古代科學技術史上實在太少了，幾乎找不到。

3、與農業關係密切的學科更多地得到發展

與農業關係密切的學科，如天文學、農學、地學、醫學等在中國古代都得到較大的發展。先秦以來，一直強調以農為本，編造曆法，授民以時正是歷代王朝必須從事並給以極大關注的重大事項。又如作為地學分支之一的氣象學，遠在3000多年前，在我國殷代甲骨文中，就有關於天氣實況的記錄，《卜辭》裡還表達出人們已有預知天氣狀況的要求，這些都是和當時農業生產的需要相適應的。水利工程與水文知識的發展同樣與農業灌溉、防止水患侵襲、保障皇糧軍糧運輸等需求緊密相連，正因為這樣，都江堰、鄭國渠、龍首渠、黃河大堤、海塘等我國古代水利工程都是聞名世界的傑作。與這些學科不同，一些與手工業生產關係密切的學科，像力學、物理學等都不像與農業關係密切的一些學科那樣發達，也不成體系。

4、環政治傾向（環：圍繞）

在科學史研究中有兩個不同的派別，內史論和外史論，內史論者主要是從科學內部，從科學自身的體系、範型的漸進或革命性變化來研究問題，也即注重自身因素對於科學進步的意義；外史論者則強調社會需要、社會建制和政治經濟特點等因素對於科學進步的影響作用。中國古代一直是大一統型的政治結構，所以國家機器對於社會各個方面的影響是非常大的。因此以中國的歷史特點來看，政治因素對於科學進程的影響可能要大於西方，西方古代社會對於科學進程影響（無論是正面影響還是負面影響）比較大的可能是宗教而不是政治。

有人將中國古代科學稱為"大一統"型科學，也即關係到政治安定，有利於國家長治久安的學科門類會受到官方的支持；皇家或宮廷需要的學科門類會優先發展，比如中國古代的農業和水利學非常發達，這是因為中國古代就是以農業為基礎的社會，農業是否發達直接關係到是否會有饑民四起。再比如天學的發展，天學是中國古代唯一受到官方支持，主管人員有固定場所和官職、俸祿的學科，過去人們總是認為農業對於天文和曆法的需要促進了中國古代天學的進步，但實際上中國古代的天學主要還是為了占卜的需要而不是為了探索天體運行的規律。中國古代的冶煉術比西方先進幾個世紀，但這最初卻並不是由於農業的需要，看一下博物館中青銅器的代表就可以發現，冶煉技術的飛速發展是以戰爭的需要（代表器物是各種青銅兵器）和宮廷禮儀的需要（代表器物為各類青銅禮器）作為支撐的。

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