中国历史文化 16 中国古代的科学技术与五大发明

第十六章中国古代的科学技术与五大发明通过本章的学习,掌握中国古代科学技术的特点,了解中国古代科学技术的辉煌成就,及其在中国与西方经济、政治、文化交流中的重要作用和对世界文明发展作出的贡献,从而增强爱国主义情感。学习目的中国古代科学技术的特点中国古代科学的主要成就中国古代的五大发明主要内容中国古代科学技术,曾长期处于世界领先地位,为整个人类文明的进步作出了重大贡献。英国著名科学家李约瑟在其著作《中国科学技术史》中指出,中国人“在许多方面有一些科学技术发明,走在那些创造出著名的希腊奇迹的传奇式人物的前面,和拥有古代西方世界全部文化财富的阿拉伯人并驾齐驱,并在公元三世纪到十三世纪之间保持一个西方望尘莫及的科学知识水平”。中国古代科学技术在漫长的发展过程中形成了独具特色的体系,取得了辉煌的成就。第一节中国古代科学技术的特点一、实用性一般来说,凡是科学技术都有它实用性的特质,但中国古代科技和西方比起来,其实用性则表现得更充分、更明显,更倾向于追求功利。这一特点的形成有着深刻的社会历史原因。中国自古以来就是一个农业大国,其发展无不打上农业的烙印。农业生产中遵循着“人勤地不懒”“种瓜得瓜,种豆得豆”的原则,于是人们形成了重实际、求功利的思维模式。它是以农为本的社会生产和生活的需要。这一思维模式正是中国古代科学技术实用性特点赖以生存的土壤。同时,在中国古代社会,统治阶级政治与军事的实际需要也要求中国古代的科学技术向着实用、功利的方向发展。中国古代科学技术无不以“实用”来规范自己的道路,如中国古代的农学、天文学、数学的长足发展都是其实用性特点的体现。中国古代历代统治者都认识到,只有仓禀实、衣食足,人民才能守礼节、知荣辱,因而都非常重视农业的发展,皇帝常把各地农业收成的好坏作为考核地方官吏政绩的标准,这就使得农学朝着实用性的方向发展。中国农学史中的两部巨著《齐民要术》和《农政全书》充分体现了其指导人民生产和生活的实用性。《齐民要术》的写作目的就是要教会人们务农的方法。《农政全书·凡例》中说徐光启“生平所学,博究天人,而皆在实用”。另外,中国古代农学著作中常提及耕作技术、农具制作、农田水利等内容,其实用性可见一斑。中国古代天文学中的历法体系相当发达,它一方面成为统治者改朝换代、篡位夺权、祈祥避灾的工具;另一方面则指导人民的生产与生活实践,如历法中设置的“二十四节气”就是对人们耕作与收获的提醒与指导。中国古代的数学从一开始就具有较强的实用性。最初产生的“筹算”就是直接来源于实际生活的应用运算,后来演变成珠算,但仍未脱离实际应用的范畴,都是为了解决农业生产及生活中的实际问题。中国古代科学技术无不打上“实用”的烙印。二、整体性李约瑟在《中国科学技术史》一书中指出:“在希腊人和印度人发展机械原子论的时候,中国人则发展了有机宇宙哲学。”也就是说,在中国历史上,人们侧重于综合,从整体上对事物进行研究和把握,这一哲学倾向正是中国古代科学整体观所植根的思想土壤。整体性原则在中国古代科学技术各个领域均有所体现。中国古代农学理论著述中,如《吕氏春秋》中的《上农》等篇,无不强调把天、地、人作为一个有机整体,强调要获得好的收成就必须把这三个要素综合考虑、有机结合,并进行统筹规划。传统的中医理论不仅把人放在自然环境和社会环境的整体中去剖析病症,而且也把人体当成一个有机整体来对待,认为人体各脏器、器官和组织通过经络系统的联结作用,并通过气、血、津液等在周身的循环不息的运行,使人体的内脏与躯壳、五官九窍、四肢百骸,形与神构成一个统一的系统,它们相互协调、相互作用,在病理变化中相互影响。在中国古代天文学中,人们更多的是借助天文学探求不同天象与人间万象的联系,以天象变化来预测、解读人事。丰富的天象记录,不过是为了探寻天人之间联系的奥秘,人们一直将天、人当作一个整体来看。三、直观经验性中国古代科学技术由于受中国传统思维方式的影响,具有明显的直观经验性,其成果基本停留在直观经验的概括上,“详于法而不著理”,重经验概括而不重逻辑推理。如古代天文学中,天文记录从甲骨卜辞时代就开始了,以后历朝历代对天文现象的观察和记录都非常详细,但缺少逻辑的分析与推理。比如哈雷彗星从春秋到清末共有记录三十一次,但中国古代天文学家只是停留在经验观察和猜测上,从来没有进行归纳总结,终究没能发现其运行规律,最后还是英国天文学家哈雷发现了这一规律。再如中国古代农学,虽然著述颇丰,但多是对农业生产经验的概括性总结,未能形成理论体系。第二节中国古代科学的主要成就一、农学中国古代农学成就最突出地体现在大批农学著作的涌现中,它们既是中国古代农事经验的结晶,又对农业的发展起到积极的指导作用。在丰富的农学著作中,《齐民要术》《王祯农书》《农政全书》号称三大农书,最负盛名。(二)《王祯农书》

元代王祯所著的《王祯农书》是中国古代又一部重要的农学著作,全书分三部分:《农桑通诀》《百谷谱》《农器图谱》。《农桑通诀》具体说明了农桑的起源,泛论农、林、牧、副、渔各项技术和经验,强调天时、地利、人力共同决定农业生产的思想。《百谷谱》叙述了谷子、水稻、麦等粮食作物以及瓜、菜、果树的栽培、保护、收获、贮藏、利用等技术和方法,也包括了林木、药材等植物的种植和利用。《农器图谱》是该书的一个创举,三百零六幅图中大部分都是当时农用实物的写真,并附有文字说明,具有很强的实用性。《王祯农书》是中国农学的珍贵遗产。(三)《农政全书》

明代徐光启所著的《农政全书》是中国古代农学的集大成之作。全书共六十卷,分成十二目:“农本”(经史典故、诸家杂论、国朝重农考);“田制”(井田考和《王祯农书》中的各种田制图);“农事”(营治、开垦、授时、占候,以屯垦为重心);“水利”(水利工程、农田水利、《泰西水法》);“农器”;“树艺”(谷物、蔬菜、果树);“蚕桑”;“蚕桑广”(木棉、苎麻);“种植”(经济作物);“牧养”;“制造”(食品、房屋);“荒政”(备荒,附《救荒本草》和《野菜谱》)。《农政全书》堪称中国古代农学之巨著。(一)《齐民要术》

北魏贾思勰所著的《齐民要术》是中国现存最早而又最完整的农学著作,是中国古代农业体系形成的标志。全书共十卷,九十二篇。内容包括农、林、牧、副、渔各个方面,涉及范围极广,总结了从西周到北魏一千六百多年的农业生产技术经验。《齐民要术》是中国古代最重要的农业科学著作,在世界农学史、生物学史上占有重要地位。二、天文学(一)天象记录

中国古代的天象记录,不但在时间上比世界其他国家早,而且也最完备、最详尽可靠。月食：《尚书·胤征》记载了世界上最早的日食现象:“乃季秋月朔,辰弗集于房。”春秋以后,史书中多有日食记录。据统计,自春秋至清初,中国有详细的日食记录一千多次,月食记录约九百次,新星、超新星记录有六十多次。太阳黑子：现今世界公认最早的太阳黑子记录见于《汉书·五行志》:“河平元年三月乙未,日出黄,有黑气大如钱,居日中央。”从汉代到明代,我国关于太阳黑子的记载逾百次之多。美国天文学家海耳曾指出:“中国古人测天的精勤,十分惊人。黑子的观测,远在西人之前大约二千年。历史记载不绝,而且相传颇确实,自然是可以征信的。”哈雷彗星：世界上最早对哈雷彗星的记录见于《春秋》:“秋七月,有星孛入于北斗。”从春秋战国到清末,有关哈雷彗星的记录共三十一次,各类彗星记录不下五百次。法国人巴尔代在研究了《彗星轨道总表》后断言,彗星记录最好的,当推中国的记载。流星雨：有关流星雨的记载,也是中国最早,记述达一百八十多次,而且描述生动、精彩。如《宋书·天文志》中所载:“大明五年……三月,月掩轩辕……有流星数千万,或长或短,或大或小,并西行,至晓而止。”这是关于天琴座一场流星雨的详实记载。诸如上述的中国古代天象记录非常丰富,它们是世界天文科学的珍宝,对现代天文学研究仍有重要的参考价值。二、天文学(二)天文理论

中国古代在宇宙理论方面留下了丰富的遗产。盖天说

盖天说最为古老,第一次盖天说认为“天圆如张盖,地方如棋局”,意为天是圆形的,像一把张开的大伞覆盖在地上;地是方形的,像一个棋盘;日月星辰则像爬虫一样过往天空。而第二次盖天说载于《周髀算经》,认为天是半圆形的,地是拱形的,日、月、星辰附着天而平转,不能转到地的下面。它比第一次盖天说有所进步,能解释一些天文现象;但理论的错误导致推算与天象不符,遂逐渐被浑天说取代。浑天说

东汉张衡所著《浑天仪图注》是“浑天说”的代表作。他说:“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。天地各乘气而立,载水而浮……天转如车毂之运也,周旋无端,其形浑浑,故曰浑天。”可见浑天说比盖天说进了一步,它认为天不是一个半球形,而是一个圆球,地球在其中,就如鸡蛋黄在鸡蛋内部一样。浑天说以对天象的直观观察为基础,能较好地解释一些天体的运动,在历法中有较大实用意义。这一说法在中国古代天文领域称雄了上千年。宣夜说

宣夜说由东汉前期的郄萌作了系统的总结和明确的表达。他指出“天了无质,仰而瞻之,高远无极”,不存在一个“固体”的天球。他还指出:“日月众星,自然浮生虚空之中,其行其止皆须气焉。”(《晋书·天文志》)他从正面提出了日、月、星辰悬浮于宇宙空间,并依靠气的作用而运动的观点。宣夜说描述了一幅日、月、星辰在物质的无限空间运动的图景。这些见解比浑天说和托勒密的地心说都要高过一筹,是中国古代一种朴素的无限宇宙观念。中国古代天文学理论成就启发了现代天文理论,为世界天文学发展作出了重要贡献。二、天文学(三)历法

中国古代天文学成就最突出的表现就是发达的历法系统。夏商周时期,我国就已出现了历法。春秋末年则出现了“四分历”。四分历规定,一回归年的长度为365日,朔望月的长度为29日,19年中置7个闰月,这在当时是十分先进的。此后中国的历法不断改进,有代表性的有秦代的《颛顼历》、西汉的《太初历》和《三统历》、东汉的《乾象历》、南北朝的《大明历》、唐代的《大衍历》、南宋的《统天历》、元代的《授时历》等,使中国古代历法愈加趋于成熟。其中以汉代的《太初历》和元代的《授时历》最为著名。《太初历》《太初历》由落下闳、邓平等人编制,于汉武帝太初元年(公元前104年)颁布实施。它规定一年等于365.2502日,一月等于29.53086日;将原来以十月为岁首改为以正月为岁首;开始采用有利于农时的二十四节气;以没有中气的月份为闰月,调整了太阳周天与阴历纪月不相合的矛盾。这是我国历法上一个划时代的进步。《太初历》还根据天象实测和多年来史官的记录,得出135个月的日食周期。《太初历》不仅是我国第一部比较完整的历法,也是当时世界上最先进的历法。

《授时历》《授时历》由郭守敬、许衡、王恂、杨恭懿等编制,颁布于元世祖至元十八年(公元1281年),是中国古代历法中使用最久的历法。它以365.2425天为一年,较之地球绕太阳公转一周的实际时间仅差26秒,其在天文数据、计算方法等方面都臻于完善,被称为中国古典系统历法的终结之作,比西方的格里高利历(现行国际通行的公历)要早三百多年。(一)十进位值制

中国古代数学最值得一提的是十进位值制,它对世界文化贡献巨大。从有文字记载开始,中国的记数法就遵循十进制。商代甲骨文中和西周的钟鼎文中的自然数已经采用十进位值制,人们用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万等字的合文来记十万以内的自然数。这种记数法远远领先于其他民族,古罗马人用七个基本符号、古希腊人用二十七个字母表示一千以内的数,美洲玛雅人采用二十进制,古巴比伦用六十进制,均不及中国的十进制科学。印度到6世纪才开始使用十进位值制。中国人创造的十进位值制记数法对世界影响巨大,曾被马克思称为“最妙的发明之一”。英国李约瑟说:“如果没有这种十进位制,就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界。”三、数学(二)《周髀算经》

《周髀算经》是中国流传至今的一部最早的数学著作,也是我国最古老的天文学著作,约成书于公元前1世纪,原名《周髀》,主要阐明当时的盖天说和四分历法。唐初规定它为国子监明算科的教材之一,故改名“周髀算经”。《周髀算经》在数学上的主要成就是介绍了勾股定理及其在测量上的应用以及怎样引用到天文计算中。《周髀算经》记载了勾股定理的公式与证明,相传是在商代由商高发现,故又称之为商高定理,比古希腊的毕达哥拉斯定理早五百多年。(三)《九章算术》

《九章算术》是中国古代数学的代表性成就之一,标志着我国数学体系已基本形成,约成书于公元1世纪。全书共九章:“方田”(田亩面积计算)、“粟米”(谷物粮食按比例折换)、“衰分”(按比例分配问题)、“少广”(已知面积、体积,求其一边长和径长等)、“商功”(土石工程、体积计算)、“均输”(合理摊派赋税)、“盈不足”(即双设法问题)、“方程”(一次方程组问题)、“勾股”(利用勾股定理求解的各种问题)。其中涉及二百四十六个数学问题,概括了汉以前的数学知识,其中运用的开平方,引入的负数概念和正负数的加减运算、分数运算等在当时居于世界领先地位。《九章算术》对中国古代数学的发展具有重要的奠基意义,对世界数学发展都具有重要影响,该书的一些知识还传播至印度和阿拉伯,甚至经过这些地区远至欧洲。三、数学(四)《数学九章》《数学九章》是中国古代数学的又一部重要著作,其作者为南宋秦九韶。全书共十八卷,九章九类,即“大衍类”“天时类”“田域类”“测望类”“赋役类”“钱谷类”“营建类”“军旅类”“市物类”,每类九题,共计八十一题,内容丰富,上至天文、星象、历律、测候,下至河道、水利、建筑、运输,涵盖各种几何图形和体积及钱谷、赋役、市场、牙厘的计算和互易。书中提出的“大衍求一术”,即一次同余式组解法,是中世纪世界数学的最高成就,比西方著名数学家高斯建立的同余理论早五百五十四年,被西方称为“中国剩余定理”。而书中提出的“正负开方术”,即任意高次方程的数值解法,也是中世纪世界数学的最高成就,比英国人霍纳的同样解法早五百七十二年。《数学九章》代表着当时中国数学的先进水平,也标志着中世纪世界数学的最高水平。(五)割圆术和圆周率

圆周率的研究是中国古代数学的一项重大成就。圆的周长与直径的比叫圆周率,通常用希腊字母“π”表示,是数学中的一个重要常数。魏晋之际的数学家刘徽对“π”值进行了长期的研究,创立了“割圆术”和极限方法,求得圆周率近似值为3.14。到南北朝时,中国古代著名数学家祖冲之继续研究圆周率,最终把圆周率精确到小数点后第七位,即“π”在3.1415926和3.1415927之间,并用355/113(密率)和22/7(约率)两个近似分数值表示。这比欧洲早一千多年,在当时居于世界最高水平。中国古代数学在宋元时期达到繁荣的顶点,涌现了一大批卓有成就的数学家。其中秦九韶、李冶、杨辉和朱世杰成就最为突出,被誉为“宋元数学四大家”。秦九韶(公元1202年-公元1261年),字道古,安岳人(今四川省安岳县)。如前所述,其代表作为《数学九章》,创造了“大衍求一术”“正负开方术”,不仅在当时处于世界领先地位,在近代数学和现代电子计算设计中,也起到了重要作用。李冶(公元1192年-公元1279年),字仁卿,号敬斋,真定府栾城县(今河北省栾城县)人。其代表作为《测圆海镜》,他的研究工作是多方面的,包括数学、文学、历史、天文、哲学、医学等领域,其中最有价值的工作是对“天元术”进行了全面总结,标志着我国传统数学符号代数学的诞生。杨辉,字谦光,钱塘(今浙江省杭州市)人,生平履历不详。其著作有《详解九章算法》《日用算法》《田亩比类乘除捷法》《乘除通变本末》(与他人合编),以及《续古摘奇算法》(与他人合编)。他在《详解九章算法》一书中画了一张表示二项式展开后的系数构成的三角图形,称为“开方做法本源”,现在简称为“杨辉三角”。朱世杰(公元1249年-公元1314年),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),其代表作有《算学启蒙》和《四元玉鉴》。《算学启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创作有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积法”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法)。朱世杰被西方科学史家誉为贯穿古今的一位最杰出的数学家。三、数学四、医学(一)《黄帝内经》

《黄帝内经》是中国古代第一部系统的医学专著。其成书于战国晚期,包括《素问》八十一篇和《灵枢》八十一篇,各九卷。它分别从阴阳五行、天人相应、五运六气、脏腑经络、病机、诊法、治则、针灸等方面,结合当时哲学和自然科学的成就,作出了比较系统的理论概括。《黄帝内经》也是一部养生宝典。书中讲到了怎样治病,但更重要的是怎样不得病,怎样在不吃药的情况下就能够健康长寿,提出了“不治已病治未病,不治已乱治未乱”的观点。它是中国医药学发展的理论基础和源泉,被公认为中医学的奠基之作。(二)《伤寒杂病论》

《伤寒杂病论》为东汉张仲景所著,是中国医学方书的鼻祖,被学术界誉为讲究辨证论治而又自成一家的最有影响的临床经典著作。该书成书约在公元200年至210年左右,分为《伤寒论》和《金匮要略》两部分,前者论述了外感热病的诊治,后者叙述了疑难杂症的诊治。全书共收三百多药方,为中医方剂提供了变化和发展的依据。书中还创造性地提出了中医诊断学中的“六经辨证”和“八纲原理”,奠定了我国中医治疗学的基础。该书遂被后世医家尊称为“万世宝典”,张仲景也由此被尊称为“医圣”。(三)《千金要方》

《千金要方》为唐代著名药学家孙思邈所著,该书的出现标志着中国古代中医学的成熟。该书共三十卷,系统地总结了自《黄帝内经》以后至唐初的医学成就,是一部科学价值较高的著作。书中对医德、本草、制药等都有独到的论述;其有关妇科、儿科的论述,奠定了宋代妇、儿科独立的基础;其治内科病提倡以脏腑寒热虚实为纲,与现代医学按系统分类有相似之处;其中将飞尸鬼疰(类似肺结核病)归入肺脏证治,提出霍乱因饮食而起,以及对附骨疽(骨关节结核)好发部位的描述、消渴(糖尿病)与痈疽关系的记载,均显示了相当高的认识水平;关于针灸孔穴主治的论述,为针灸治疗提供了准绳。《千金要方》素为后世医学家所重视,孙思邈本人也被尊称为“药王”。《千金要方》还流传至国外,产生了一定影响。四、医学(四)《神农本草经》

《神农本草经》成书于汉代,撰人不详,“神农”为托名。它是我国现存最早的药物学专著。全书共三卷,记载药物三百六十五种(植物药二百五十二种,动物药六十七种,矿物药四十六种),分上、中、下三品,包括有毒的和无毒的,并对每一味药的产地、性质、采集和主治病症进行详细记述,系统总结了春秋战国以来的药物学知识。其中规定的大部分药物学理论和配伍规则以及提出的“七情合和”原则在几千年的用药实践中发挥了巨大作用,被誉为中国药物学的奠基之作,对后世药物学产生了深远的影响。(五)《本草纲目》

《本草纲目》为明代李时珍所著,是中国古代药物学的最高成就。全书共五十二卷,一百九十多万字,收药物一千八百九十二种,载方一万一千零九十六个,涉及动物、植物、矿物、化学、地质、农学、天文、地理等诸多科学领域。在药物分类上,它采取了“析族区类,振纲分目”的科学分类。它把药物分为矿物药、植物药、动物药。其中,矿物药分为金部、玉部、石部、卤部等四部。植物药一类,根据植物的性能、形态及其生长的环境,区别为草部、谷部、菜部、果部、木部等五部;草部又分为山草、芳草、醒草、毒草、水草、蔓草、石草等小类。动物药一类,按低级向高级进化的顺序,排列为虫部、鳞部、介部、禽部、兽部、人部等六部。此外,还有服器部。这种分类法,已经过渡到按自然演化的系统来进行了。《本草纲目》不仅是我国一部药物学巨著,也是我国古代的百科全书。中国古代科学除了以上所述的农学、天文学、数学、医学外,其他诸如地学、化学、生物学、物理学等学科也取得了许多成就,它们共同形成了中国古代独树一帜的科学体系。第三节中国古代的五大发明中国古代发达的科学知识促进了科学技术的发展,其中尤以造纸术、印刷术、火药和指南针最为突出,一向被誉为中国古代对世界具有重大影响的四大发明。四大发明不仅是中国古代科学技术高度发达的标志,也是整个人类文明的重要里程碑,正如马克思所说:“火药、指南针、印刷术——这是预兆资产阶级社会到来的三项伟大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成了新教的工具,总的来说变成了科学复兴的手段,变成了对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”中国先民们发明的养蚕技术和丝织技术是先于世界上任何国家的。它通过丝绸之路传播于世界各国,同样对世界文明发展作出了重大贡献,堪称古代中国的第五大发明。一、造纸术纸张是中国古人的重大发明。在上古时代,先民们主要依靠结绳记事,以后渐渐发明了文字,开始用木片、竹片、石片、兽骨、兽皮及缣帛等作为书写材料。但利用竹片、木片、石片、兽骨、兽皮作为书写材料太笨重,而利用缣帛作为书写材料又太昂贵,随着社会经济文化的发展,迫切需要寻找廉价易得的新型书写材料。经过长期探索和实践,中国古人终于发明了用植物纤维造成的纸。1957年西安市东郊的灞桥出土了公元前2世纪西汉初期的古纸。经分析化验,它主要由火麻和少量苎麻的纤维所制成,这是现存世界上最早的植物纤维纸,证明早在公元前2世纪,中国劳动人民就已经发明了造纸术。《后汉书·贾逵传》记载:建初元年(公元76年),汉章帝命贾逵选择成绩优秀的太学生二千人,奖给“简、纸、经传各一通”。这说明当时已用纸抄写书籍。但麻纸质地粗糙,且数量少、成本高,仍不易普及。东汉元兴元年(公元105年),在宫廷中任尚方令的蔡伦,集中了以前造纸的经验,在漂麻造纸的基础上,以树皮、麻头、破布、破鱼网等为原料,经过挫、捣、抄、烘等工艺制造纸,这一改进不仅扩充了造纸的原料来源,使造纸的成本大幅降低,而且提高了纸的质量。蔡伦把制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇,汉和帝十分赞赏他的才能,马上通令天下采用。蔡伦的造纸方法很快传遍各地。蔡伦也被公认为造纸业的祖师。东汉以后,在蔡伦改进造纸方法的基础上,人们推陈出新,造纸术普及全国各地,出现许多各具特色的纸张。宣纸、蜀纸、苏纸、池纸等竞相媲美,尤以宣纸最为著称,获“纸寿千年”的美名,被推为“文房四宝”之一。从公元6世纪开始,中国造纸术相继传入朝鲜、越南、印度和日本。8世纪传入阿拉伯地区。12世纪,造纸术经阿拉伯传入欧洲。发明造纸术是中国对世界的伟大贡献。美国学者德克卜德曾评价说:“世界受蔡侯的恩惠要比受许多更有名的人恩惠更大”,“纸对后来西方文明整个进程的影响无论怎样估计都不过分”。二、印刷术中国古代的印刷品是世界上最早的印刷物。其印刷技术即将文字、图画等原稿经制版、施墨、加压等工序,使油墨转移到纸张、织品等材料表面上,批量复制原稿内容的技术。印刷术的特点是方便灵活,省时省力,可以批量生产。中国的印刷术经过雕版印刷和活字印刷两个发展阶段而不断完善。雕版印刷术始于隋朝。中国的印刷术源远流长。雕版印刷是由先秦时期的印章发展演变而来的。印章一般只有几个字,表示姓名官职或机构。印文均刻成反体,有阴文、阳文之别。在纸没有出现之前,公文或书信都写在简牍上,写好之后,用绳扎好,在结扎处放黏性泥封结,将印章盖在泥上,称为泥封。泥封就是在泥上印刷,这是当时保密的一种手段。纸张出现之后,泥封演变为纸封,在几张公文纸的接缝处或公文纸袋的封口处盖印。据记载,北齐时(公元550年-公元577年)就已经有人把用于公文纸盖印的印章做得很大,很像一块小小的雕版了。晋代时道家使用的大木印四寸见方,刻有一百二十个字。佛教徒为了使佛经更加生动,常把佛像刻在木板上,印在佛经的卷首。这种刻字的大块木印和刻在木板上的佛像实际上已经是一块小型的雕版。碑石拓印技术和印染技术对雕版印刷技术的发明也有重要的启发作用。汉灵帝四年(公元175年),朝廷将《诗经》《尚书》《周易》《礼记》《春秋》《公羊传》《论语》等七部儒家经典共二十多万字,分刻于四十六块石碑上,立在太学门前,成为当时读书人的经典。魏晋六朝时,有人用纸将经文拓印下来,自用或出售,使其广为流传。用纸在石碑上墨拓的方法,直接为雕版印刷指明了方向。印染是在木板上刻出花纹图案,用染料印在布上的技术。印章、拓印、印染技术三者相互启发、相互融合。隋唐之际(公元7世纪左右),雕版印刷技术就应运而生了。早期印刷活动主要在民间进行,多用于印刷佛像、经咒、发愿文以及历书等。唐初,玄奘曾用回锋纸印普贤像,施给僧尼信众。1900年,在敦煌千佛洞里发现一本印刷精美的《金刚经》,末尾题有“咸同(唐懿宗年号)九年(公元868年)四月十五日”等字样。这是目前世界上最早的有明确日期记载的印刷品。北宋庆历年间(公元1041年-公元1048年),杭州书肆刻工毕昇根据实践经验,发明胶泥活字印刷技术,即在胶泥片上刻字,一字一印,用火烧硬后,便成为活字,以一个个活字编排成文后进行印刷。毕昇被后世尊为印刷术的始祖。元代的王祯改毕昇的“泥活字”为“木活字”,并发明了转轮排字架,进一步提高了活字印刷术的效率和质量。印刷术先后传到朝鲜、日本、中亚、西亚,并由阿拉伯人传至欧洲,为知识的广泛传播、交流创造了条件。中国印刷术被认为是世界科技史上最伟大的发明之一。三、火药火药即能够燃烧起火的药物,所以称为火药。因其呈黑色,人们称之为黑火药。黑火药是用硝酸钾、硫磺和木炭粉按照一定的比例(硝酸钾75%,硫磺10%,木炭15%)混合而制成的。黑火药着火时,发生化学反应,硝酸钾分解放出的氧气使木炭和硫磺剧烈燃烧,瞬间产生大量的热和氮气、二氧化碳等气体。由于体积急剧膨胀,压力猛烈增大,于是发生爆炸,因此又称为炸药。火药作为中国四大发明之一,是人类文明史上的一项杰出的成就。火药的发明经历了一个长时间的探索过程,至今已有一千多年的历史。火药的发明源于中国古代的炼丹术。早在战国时代,道家的一些方士们为了追求长生不老而炼制丹药。在长达千百年的摸索炼丹中,至魏晋南北朝隋唐时期,炼丹家已经确知硫、硝、木炭三种东西混合在一起以火冶炼会发生强烈的反应,起火燃烧。由于火药的发明来自制丹配药,在火药发明之后,曾被当作治疮癣、杀虫和辟湿气、瘟疫的药类。大约在10世纪初的唐代末年,火药开始在战争中使用,最初爆炸性能不佳,主要是用来纵火。北宋时,火药和火药武器在军事上得到了广泛使用,北宋政府在首都汴梁建立专门制造火药和火器的官营手工业作坊。至南宋时,火药武器技术愈发先进,出现了突火枪,发明了有深远影响的以竹筒制成的管形火器,后来又把竹筒改为铁管或铜管,子窠用铁块等物质制成(类似子弹),然后利用火药爆破的张力把子窠推出去,这是后来步枪和子弹的雏形。继而古人又发明了炮,宋灭南唐夺取金陵时就使用了火炮,这使得宋朝成为世界史上最早使用“热兵器”的国家。13世纪,火药由商人经印度传入阿拉伯国家,希腊人通过翻译阿拉伯人的书籍知道了火药,火药武器则是通过战争传到阿拉伯国家。成吉思汗西征,蒙古军队使用了火药兵器。公元1260年,元世祖的军队在与叙利亚的作战中被击溃,阿拉伯人缴获了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火药武器,从而掌握了火药武器的制造和使用技术。阿拉伯人与欧洲的一些国家进行了长期的战争,战争中阿拉伯人使用了火药兵器,在与阿拉伯国家的战争中,欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术。火药和火药武器的广泛使用是世界兵器史上的一个划时代的进步,使整个作战方法发生了翻天覆地的变革,中国的火药推进了世界历史的进程。四、指南针指南针又称指北针,主要组成部分是一根装在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极指向地理的北极。利用这一性能,人们可以辨别方向,常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。先民们很早就发现了磁石指极性的特性,并加以运用。战国时,人们把天然磁铁做成一个勺子,放在光滑的铜盘上,转动勺子,当勺子停下来时,勺把总是指向南方,称为“司南”,这是我国最早的有史籍记载的指南工具。但司南指示方向的准确率并不高。北宋后期,人们将磁铁制成鱼形,并让鱼浮在水面,磁鱼静止后,鱼头总是指向南方,这就是“指南鱼”。后来,人们把磁铁磨成磁针,指南针由此产生。11世纪末,我国开始在航海中使用指南针。宋人朱或曾记述了公元1099年-公元1102年间,在海船上使用指南针的经过。公元1123年,徐兢到朝鲜去,回国后描述这次航海过程说,白天靠太阳定方位,晚上在海洋中不可停留,注意看星斗而前进,如果天黑可用指南浮针来决定南北方向。南宋时,把磁针与分方位的仪器组装成一个整体,这种新仪器叫针盘,或叫地螺(罗),也有叫子午盘、定盘针、经盘、罗盘的。公元1274年,南宋吴自牧所著《梦粱录》中记载:“风雨冥晦时,惟凭针盘而行。”元代还造成立针式指南工具——指南龟、指南鱼。张燮的《东西洋考·舟师考》记载,明代海上航行,“独恃指南针为导引,或单用,或指两间,凭其所向,荡舟以行”。中国的指南针,大约12世纪传到阿拉伯国家和欧洲,极大地促进了欧洲航海事业的发展,为哥伦布发现美洲大陆和麦哲伦的环球航行提供了重要条件。指南针的发明是中华民族对世界文明的又一伟大贡献。五、养蚕技术与丝绸中国是世界上栽桑、养蚕、丝织最早的国家。从中国到西方去的大路,被欧洲人称为“丝绸之路”,中国也被称为“丝国”。(一)中国古代养蚕丝织的起源与发展中国的养蚕、抽丝、丝织的起源年代远远早于黄帝时代。蚕神嫘祖不是养蚕、缫丝和织绸技术的发明者,最多只是一个集大成者。夏代种桑养蚕和丝织生产有了较大的发展,已用多种织纹织成精美的丝织品,品种日益增多。殷代甲骨文中不仅有蚕、桑、丝、帛等字,而且还有一些和蚕丝生产有关的完整卜辞。甲骨文中还有关于蚕神和祭祀蚕神的记载,可见蚕桑在当时是一项非常重要的生产事业。商代开始出现绮、纱、缣、纨、縠、罗等许多种类的丝织品。有大量事实说明,丝织品在当时社会经济生活中越来越重要,已经成为货物交换的中间媒介。在西周及春秋战国时期,养蚕织丝是妇女的主要生产活动。丝绸已经成为当时统治阶级衣着的主要原料。几乎所有的地方都能生产丝绸,丝绸的花色品种也丰富起来,主要分为绢、绮、锦三大类。锦的出现是中国丝绸史上一个重要的里程碑。秦汉时期,丝织业不但得到了大发展,而且随着汉代中国对外影响的大规模扩展,丝绸的贸易和输出达到空前繁荣的地步。贸易的推动使得中原和边疆、中国和东西邻邦的经济、文化交流进一步发展,从而形成了著名的“丝绸之路”。唐朝是丝绸生产的鼎盛时期,无论产量、质量和品种都达到了前所未有的水平。丝绸的生产组织分为宫廷手工业、农村副业和独立手工业三种,规模较前代大大扩充。同时,丝绸的对外贸易也得到巨大的发展。宋元时期,随着蚕桑技术的进步,丝绸的花色品种有明显的增加,特别是出现了宋锦、丝和饰金织物三种有特色的新品种,同时对蚕桑生产技术的总结和推广也取得了很大的突破。明清两代,由于资本主义的萌芽与发展,丝绸的生产与贸易也发生了较大的变化:丝绸生产的商品化趋势日渐明显,丝绸的海外贸易发展迅速。但是,中国丝绸业在苛捐杂税和洋绸倾销的双重打击下,陷入了十分可悲的境地。五、养蚕技术与丝绸(二)中国古代丝织品的主要种类

中国古代丝织品主要有绫、罗、绸、缎、锦、缣、纱等重要品种。绫

绫是斜纹地上起斜纹花的丝织物,是在绮的基础上发展起来的。战国、秦汉时的丝织物中已有这一品种,唐代绫的生产始盛,浙江所产缭绫尤为名贵。绫光滑柔软,质地轻薄,用于书画装裱,制作衬衫、睡衣等。

罗

罗是用纠织法以地经纱和绞经纱与纬纱交织,形成椒形绞纱孔隙的丝织物。绸

绸专指利用粗丝乱丝纺纱织成的平纹织品,属中厚型丝织物。绸出现于西汉,在两晋南北朝时期,绸开始有粗、细之分。明清以来,绸成为丝织品的泛称。缎

缎纹组织的丝织物,出现于宋代。缎的经纬丝中只有一种显现于织物表面,相邻的两根经丝或纬丝上的组织点均匀分布,不相连续,故外观光亮平滑,质地柔软,厚薄可根据用途进行调节,是极其富丽华美的高级丝织品种。锦

锦是多彩提花熟丝织物。西周时期中国已经出现用两种以上的彩色丝线提花的重经织物“经锦”。战国时期,经锦技艺有了很大发展。东汉锦纹样概括而写实,人物与禽兽奔逐于动荡的云气山岳之中,充满着动感与力度。唐代出现了纬线起花的纬锦,此后中国织锦就变成以纬线显花为主,可用多把不同色的纬梭轮换织造,从而丰富了织锦图案的色彩。至宋代,四川成都的蜀锦成为著名品种。明清时期,苏州生产的重锦、细色锦和匣锦闻名于国内外。缣

缣是双根并丝所织的粗厚平纹丝织物。古代多用于书写。缣帛柔软而光滑,而且书写时易着墨,幅面大小也可以根据文字多少任意裁切,是书写文字的良好载体。纱

纱是表面有均匀方形孔眼的纱组织丝织物。纱是我国古代丝绸中出现得最早的一种,它是由单经单纬丝交织而成的,因而质地轻薄。上乘的纱料,以蚕丝纤度匀细见长。素纱襌衣每平方米纱料仅重15.4克。五、养蚕技术与丝绸(三)中国古代丝绸的社会价值

丝织品的总称叫做帛,以麻、葛织成的织品称为布。帛在中国古代社会是一种非常珍贵的物品,具有重要的价值。其在经济、服饰、文化艺术上均散发出灿烂的光芒。

1.华贵的衣料

中国古代的衣料主要就是布与帛。广大下层民众多是用葛与麻织成的粗布,而贵族与官僚则是用帛。如皇帝的龙袍、官员的官服、各级贵族的常服等都是用各种不同的帛