中国古代科学技术的突出成就

| 中国古代科学技术的突出成就、世界地位及对中国古代科技发展的反思 专提示 据1975年出版的《自然科学大事年表》记载，明代以前，世界上重要的创造发明和重大的科学成就大约300项，其中中国大约175项，占总数的５７％以上，其他各国占４２％左右。英国剑桥大学凯恩斯学院院长李约瑟博士研究后指出，中国的发明和发现，远远超过同时代的欧洲。中国古代科学技术长期领先于世界。我国先进的技术成就和在天文、数学、化学、医药等方面的科学知识，向东传播到朝鲜和日本；向南传播到印度；更重要的是通过丝绸之路和海路，向西传播到波斯、阿拉伯，并且扩散到欧洲，对世界科学技术的发展做出了重要的贡献。例如罗盘、火药和指南针，对于西方近代文明的发展有很重要的意义。马克思说过：“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会的三大发明。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，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”中国古代科学技术取得的突出成就值得我们骄傲，但更值得我们反思：尽管中国古代在科学技术领域取得了巨大成就，为什么没有出现近代科学?中国古代从事科学发明的人为什么没有地位?在中国传统文化中有哪些科学精神? 知识梳理 （一）中国古代的四大发明及其西传 １．造纸术 （1）西汉先后出现絮纸和麻纤维纸。甘肃天水放马滩出土的绘有地图的纸，是目前世界上所知最早的纸。 （2）东汉宦官蔡伦于105年改进造纸术，制造植物纤维纸。 （3）造纸术6世纪传到朝鲜、越南和日本，8世纪传到中亚，并经阿拉伯人传到非洲和欧洲。 2．印刷术 （1）隋唐已有雕版印刷的佛经、日历和诗，现存世界上最早的雕版印刷品是868年我国印制的《金刚经》卷子。 （2）五代有了雕版印刷的整部书籍。 （3）宋代雕版印刷业很发达，刻印的书，字体工整，装订精美。11世纪中叶，北宋毕昇发明活字印刷术，比欧洲早400年。 （4）元朝出现锡、木活字。后来又有铜、铅活字印书。 （5）活字印刷术发明后，向东传入朝鲜、日本，向西传入埃及和欧洲，改变了当时欧洲只有僧侣才能读书和受高等教育的状况。 3．指南针 （1）战国时期发现磁石指南特性，发明“司南”。 （2）北宋已会使用磁针指南，后来把磁针装在罗盘上，制成指南针用于航海。 （3）南宋时指南针传到印度、阿拉伯、波斯等国，促进了各国航海事业发展，并为新航路的开辟和实现环球航行提供了重要条件。 4．火药 （1）唐朝时《真元妙道要略》一书最早提到了火药，唐末火药开始用于军事。 （2）北宋时火药已广泛在军事上使用，东京设立“广备攻城作”，制造火药和火器；宋仁宗时成书的《武经总要》记载了许多火器的制作方法。 （3）南宋时发明了“突火枪”，管形火器的出现，开创了人类作战史的新阶段。 （4）金的火器制造业比较发达，所制的“震天雷”、“飞火枪”威力很大。金的军队用这两种火器打退了蒙古军队的进攻，取得局部胜利。 （5）我国发明的火药在13世纪中期传入阿拉伯，后来又由阿拉伯传入欧洲。 （二）中国古代的天文历法成就 （1）夏朝：历法“夏小正”，载有一年中各个月份的物候、天象、气象和农事情况。 （2）商朝：干支纪日法是商朝历法最大成就，它是世界上延续时间最长的纪日方法。商朝甲骨文保留了我国最早的日食、月食和新星记录。 （3）春秋：留下世界公认的关于哈雷彗星的最早记录，比欧洲早670多年。历法已经形成自己固定的系统，基本上确立了十九年七闰的原则，比欧洲早160年。 （4）战国：《甘石星经》是世界最早的天文学著作；人们还测定了一年的季节。 （5）西汉：武帝时制定“太初历”。前28年西汉关于太阳黑子的记录是世界最早的太阳黑子记录。 （6）东汉：张衡发明了浑天仪和地动仪（比欧洲早1700多年）。 （7）隋唐：①隋朝天文学家刘焯编制的《皇极历》，创立了计算日月运行的新方法，是当时最先进的历法。②唐朝天文学家僧一行，在《皇极历》的基础上制定的《大衍历》，比较准确地反映了太阳运行的规律，系统周密，表明中国古代历法体系的成熟。③一行还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。 （8）元朝：元初设立太史局编制新历法。郭守敬改进了简仪和圭表，主持全国范围的天文测量，编《授时历》年周期与现行公历同，但早于现行公历300年问世。 （三）中国古代的数学成就 （1）西周：商高讲过“勾三股四弦五”这一勾股定理特例，载于《周髀算经》。 （2）春秋：九九乘法表。 （3）西汉：刘歆推算圆周率为３．１５４７。 （4）东汉：《九章算术》是当时世界上最先进的应用数学。 （5）三国：刘徽运用极限理论，提出计算圆周率的正确方法。 （6）南朝：祖冲之精确地算出圆周率是在３．１４１５９２６～３．１４１５９２７之间，这一成果比欧洲早一千年。他还为《九章算术》作注。又著《缀术》等书。 （7）唐朝：著名数学家王孝通撰写的《缉古算经》，首次提出三次方程式正根的解法，能解决工程建设中上下宽狭不一的计算问题，是对古代数学理论的卓越贡献，比阿拉伯人早三百多年，比欧洲早六百多年。 （8）明代：数学家程大位编著《算法统宗》，奠定了后世珠算法基础。 （9）清代：蒙古族数学家明安图推出“割圆九术”，将其研究成果整理成《割圆密率捷法》。他用解析几何方法把三角函数和圆周率的研究提高到一个新的水平。 （四）中国古代的医学成就 （1）商周：已有丰富的医药学知识。 （2）战国：扁鹊是当时的名医，后代医家奉之为“脉学之宗”。他发明的“四诊法”成为中国中医传统的诊病法。医学分科。有著名的医学著作《内经》。 （3）西汉：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，奠定了祖国医学的理论基础。西汉马王堆汉墓出土的帛书《医方经》记载了几百个药方。 （4）东汉：《神农本草经》是中国第一部完整的药物学著作。张仲景的《伤寒杂病论》是后世中医的重要经典，后人称张仲景为“医圣”。华佗擅长外科手术，被誉为“神医”。他发明的麻沸散比西方早1600多年。 （5）隋唐：①我国的一些外科手术，如拔牙、血管结扎等，是世界上最先进的。②隋朝太医巢元方的《诸病源候论》，是古代医学史上探讨病因、病理内容最丰富的一部著作。③唐朝杰出医学家孙思邈著的《千金方》，全面总结历代和当时的医学成果，有许多创见，在我国医药学史上占有重要地位。④吐蕃名医元丹贡布编著的《四部医典》，在国内外有重要影响。⑤唐高宗时编修的《唐本草》，是世界上最早的、由国家颁布的药典。 （6）北宋：①医学以小儿科、产科和针灸科最著名。②《小儿药证直诀》为我国古代重要的儿科著作。③《十产论》是著名的产科著作。④针灸学家了便于医术学习的针灸铜人模型。⑤《洗冤录》是南宋法医学家宋慈所著，它是世界上第一部法医学书籍。⑥王安石变法时设太医局，局内办有医学校。 （7）明朝：李时珍的《本草纲目》记载药物一千八百多种，方剂一万多个，全面总结了16世纪以前的中国医药学，被誉为“东方医药巨典”。 （五）中国古代的地理成就 （1）《周易》一书首先提出了“地理”名称。 （2）战国时期的《山海经》反映了那个时期人们对中外地理的认识。 （3）西晋裴秀绘制出《禹贡地域图》，提出绘制地图的6项原则，即“制图六体”。这一理论一直沿用到明末。 （4）北魏地理学家郦道元作《水经注》，是一部综合性地理著作。 （5）明代徐弘祖的《徐霞客游记》是一部地理学巨著，书中对石灰岩溶蚀地貌的观察和记述，早于欧洲约两个世纪。 （六）农业、手工业论著 （1）《齐民要术》：北魏贾思勰著，是现存一部最早、最完整的农书。 （2）《梦溪笔谈》：北宋沈括著，是我国科学发展史上的珍贵遗产。 （3）《农政全书》：明末徐光启著，论述了农学理论，并介绍了欧洲的水利方法，是我国古代优秀的农学著作。 （4）《天工开物》：明末清初的科学家宋应星所著，被后人誉为“17世纪中国工艺百科全书”。 （5）《河防一览》：明朝潘继驯所著，总结了我国古代治理黄河水患的经验。 （七）中国古代领先世界的科技成就 （1）先秦：商朝有了世界上最早的日食和月食记录。春秋鲁国天文学家留下世界上关于哈雷彗星的最早记录。战国甘德、石申的《甘石星经》是世界上最早的天文学著作。 （2）秦汉：编写于前1世纪的《周髀算经》比西方早500年提出勾股定理的特例。西汉《九章算术》有些内容是世界上最先进的。张衡的地动仪是世界上最早测定地震方位的仪器，比欧洲早1700多年。 （3）三国两晋南北朝：祖冲之在世界上第一个把圆周率准确到小数点后七位数，比欧洲早1100多年。 （4）隋唐：赵州桥是现存世界上最古老的一座石拱桥。僧一行在世界上第一次测量子午线。唐太宗时办了分科较细的医学校，比西方早200年。《唐本草》是世界上第一部由国家编定和颁布的药典，比欧洲早800年。《金刚经》卷子是现存世界上最早有确切日期的雕版印刷品。 （5）宋元：毕昇发明活字印刷术，比欧洲早400年。发明了指南针并用于航海。唐宋时发明了火药和火药武器。沈括的“十二气历”比英国早800年。郭守敬的《授时历》比现行公历确立早300年。 同步导学 我国古代科学技术能够达到较高水平的原因：从科学技术史的角度来看，中国的确有许多发现、发明对世界产生了重要的影响。那么古代中国科学技术为什么能取得较高成就呢?这除了我国地大物博，人口众多，人民聪明勤奋，在长期和自然界作斗争的过程中积累了丰富的经验知识这些条件外，高度集中的中央集权制度功不可没。在封建社会，个体农民、小地主、手工业者，他们没有必要也没有可能供养脱离生产的科学技术人员，因此对于科学技术的发展来说，国家的支持就显得特别重要。比如，造纸 技术的改进是在宫廷官员领导下取得的，经过皇帝下令推广。张骞、班超、甘英等探险家开辟丝绸之路，促进东西方文化交流，都是由朝廷组织的。火药虽然来自炼丹术，如果没有统治者的支持，炼丹家不但无法生活，更没有炼丹必须的设备和原料。标志航海技术水平的郑和远航，完全是由国家组织领导的。各朝都把天文的机构——司天监由高级官吏太史令直接领导。皇帝还经常过问天文观测的历法改革。我国所以有世界最丰富的天象记录，应该主要归功于中央集权国家的支持和组织。 中国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。一个典型的例子是王阳明“格竹子”。王阳明是影响几代人的大学问家，他的朋友坐在亭子里观察竹子生长的机理，一连坐了3昼夜，终于病倒；他继而静观7天，仍无所获，他便得出道理，认为“其格物之功只能在身心上做”。这些大思想家认为，“致知在格物，非由外铄我也，我固有之也”。研究自然事物变成了心性之学。 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。 为什么中国没有产生近代科学?（1）自给自足的小农经济固有的分散性和狭隘性，不可能使科学应用达到较大规模，从而使近代科学的产生和应用失去了应有的土壤。（2）封建统治者实行“重农抑商”和“闭关锁国”政策，阻碍资本主义萌芽的成长，也阻碍了和工商业有关的科技的发展。（3）明清统治者实行文化专制主义，如八股取士，大兴文字狱，把大量知识分子迫入了脱离实际、脱离生产、脱离对自然界观察研究的歧途，使近代科学在中国失去了产生和发展的政治文化基础。（4）教育的落后。中国封建教育以儒学为主要内容，以培养封建官吏为目的，很少涉及生产和科学知识。而在教育上采取的私塾教育，既不利于科学间的互相融合，也不利于培养大批人才。总之，日趋腐朽的封建制度是阻碍中国近代科学出现的最根本原因。 中国古代“匠”的地位：在封建官僚社会里，科学家、技师、工匠不像在古希腊或近代欧洲那样，有着独立的社会地位，一般来讲，在政治和经济上都服从于封建国家。大型的水利工程和土木工程自不必说，几乎任何一种新式的复杂机械，如早期的水车和历代水力趋动的天文仪器，不是在皇家宫廷制作，便是在地方豪门的家庭作坊里产生。这些科学家、技师有的本身就是官吏，有的是依附于官吏的食客。张衡、杜诗、蔡伦、宇文恺、李诫、苏颂、沈括、燕肃、郭守敬都是做过官的人，马钧、耿询、丁谖则是依附于豪门贵族的门人。因此，科学家们的成就，就往往取决于封建国家的盛衰。大体说来，封建国家国势强盛时，诸如天文学、都邑营造、车服器械等方面，就会有所发展，反之，就无所建树。百工的地位，比出身于士大夫阶层的科学家更低的多。他们从事的职业往往被称为“贱业”的倍受歧视。百工的技艺常常通过血统延嗣一代一代留传下来，具有浓厚的狭隘性和保守性，一旦家族绝嗣，世代辛勤积累的宝贵技艺就会频于失传。这种恪守祖传的技术模式妨碍技术的交流，并与科学的精神背道而驰。 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。 小中大 发表于 2006-09-29 15:25 只看该作者 | 返回版面列表 | 第四节生物学上的出色成就 各种生物与人类的生活息息相关，可以说，自从人类出现之时起，人们便一刻也离不开生物。在长期的生活实践中，中国古代积累有极其丰富的生物学知识，并取得了许多重大的成就。 生物学上最基本的知识开始于对生物的分类，没有这种分类学上的知识，就不可能对纷繁杂沓的生物界进行科学性的处理、总结，并加以利用。早在殷代的甲骨文中就有不少关于动植物的名称，根据这些字形的特征来加以考察，可以看出当时人们已经产生了依据动植物的外部形态特征进行分类的认识。随着人们对动植物外部形态认识的逐步深化，到春秋战国时产生了具有鲜明特色的中国传统分类法。当时的分类知识大都散见于《周礼·地官》、《考工记·梓人》、《礼记·月令》、《管子·幼官》和《尔雅》等典籍之中。这些分类知识又大致可分为二种：一种是把植物分为皁物（柞栗之属）、膏物（杨柳之属）、核物（核果类、李梅之属）、荚物（荠荚、王棘之属）、丛物（萑苇之属）等五类，把动物分为虫类、鱼类（又分之为鳞类、蛇类与介类）、羽类、毛类和臝类（指人类，包括猿猴类）等五类，这种分类法是受五行说的影响而产生的；另一种分类法以《尔雅》为代表，把植物分为草、木两大类，把动物分为虫、鱼、鸟、兽四大类。后世的分类法，是在这二种分类的基础上进行综合而发展起来的。明代李时珍的《本草纲目》中的分类情况，可以为中国古代传统分类学之集大成者。《本草纲目》分植物为草、谷、菜、果、木五类，分动物为虫、鳞、介、禽、兽、人六类。从其动物的分类顺序中，可看出中国古代已有关于生物界发展变化的认识。 同时，在中国古代的传统分类学中，还包含有生物之“属”和“科”的分类概念。如《尔雅》中把山韭、山葱、山蒜等放在一起，相当于葱蒜属；把蜩、■、■、蜺等不同的蝉放在一起，相当于蝉科。《本草纲目》中把草这一大类又分为芳草、毒草、蔓草、苔草、山草、湿草、水草、石草等十小类，把大戟、甘遂、泽漆等大戟科植物分在一起。这些分类方法，都符合或近似于近代的生物学，在古代世界中也是处于先进的地位。西方植物学的创始人瑞典的林耐（Carl vonLinné，1707—1778）的代表作《自然系统》，出版于公元1735年，全书仅十二页，不但时间远远落后于中国，内容也远不如中国之丰富。 中国是一个农业古国，又长期进行畜牧饲养，从实际生产中积累有丰富的动植物生态学知识。《管子·地员篇》中就记载有极可宝贵的植物生态学知识，管仲在考察了土质优劣、地势高低和水泉深浅等地理条件与植物关系的基础上，得出了“凡草木之道，各有穀造，或高或下，各有草物”的重要结论，同时已初步认识到植物垂直分布的现象，即在同一地方，由于地形高低不同，所分布的植物种类亦不同的现象。后来，人们更进一步认识到地域和地理环境不同，所宜生长的植物也不同，并把这一认识在生产实践中加以应用。类似的动物生态学知识，在中国古代亦早已产生。特别是利用动物外形特征来鉴别动物品种优劣的外形学知识和理论，已达到了较高的水平，出现了一批相马、相牛、相鹤以至相贝之类的专门著述。从北魏贾思勰的《齐民要术》所转引的汉代《相马经》内容看，在汉代以前人们已认识到马体各部位之间的相互关系和内外联系。东汉的马援曾于公元45年铸立铜马于洛阳宫中，这是最早的马匹外形学研究的良马标准模型。有人认为1969年甘肃武威东汉墓出土的铜奔马“马踏飞燕”，可能就是一种良马模型。因当时良马等级有“袭乌”一级，即形容马可跑得快到追上疾飞的乌鸦。 此外，中国古代已经注意动物生理状态随日夜、潮汐、月令、季节变化的节律问题，留下了大量关于生物节律的历史记载。如《吕氏春秋·精通篇》中说：“月望则蚌蛤实，群阴盈；月晦则蚌蛤虚，群阴亏”，宋代姚宽的《西溪丛语》中说：“蛤蜊、文蛤皆一潮生一晕”等，在《夏小正》、《礼记·月令》以及历代的农书中，都有许多关于物候的记载。这些，反映了中国古代对生物节律已有初步的认识。而且至迟在公元四世纪时，中国就已利用低温催青，改变了蚕一年二化的生长节律，成功地培育出第三化蚕，这是生物学史上一项划时代的成就。 对生物的遗传和变异，中国古代亦已有较深刻的认识，并在生产实践中加以应用。在长期的农业和畜牧业生产中，人们很早就认识到遗传现象的普遍存在，即“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也”。(20)同时，又认识到遗传性与生活条件有着密切的关系，因此要求在生产中必须“适其天性”，不能“任情返道”，而要“顺物性，应天时”，(21)以满足生物的生活条件。但是，遗传性并不是一成不变的，对此中国古代也早已发现，有所认识。在《周礼》中就记载了谷子有成熟期较长的“穜”和较短的“稑”，《尔雅》中更记载有三十六个品种的马，明代的《天工开物·黍稷粱粟》中则进一步指出，粮食品种甚多，“相去数百里，则色、味、形、质随方而变，大同小异，千百其名”。基于对生物遗传和变异的认识，中国古代在农业和畜牧生产中，广泛地采用了存优汰劣的选种和育种方法，选留优质的种子、种畜以种植和养殖。同时，还进行了培育新品种的研究，成功地研制出大量菊花、牡丹、玫瑰等花卉以及家蚕、金鱼的新品种。中国古代在这方面的工作和记述，是任何其他国家和地区所无法比拟的，并为近代生物学的创立和发展提供了大量珍贵的资料。正如达尔文在《物种起源》一书中所说：“如果以为选择原理是近代的发现，那就未免和事实相差太远，……在一部古代的中国百科全书（指《本草纲目》）中，已经有关于选择原理的明确记述。”达尔文所著的《动物和植物在家养下的变异》，引用的中国资料就达几十条之多。 更为可贵的是，中国古代已进行了杂交育种的探索和研究，开拓了一条培育生物新品种的途径。其中，利用马与驴杂交而生的骡子，是这方面的一个重大成就。《吕氏春秋·爱士》中记载，“赵简子有两白骡”，表明这一工作至迟在二千多年前的春秋时期就已发明。此后，利用杂交优势，培育骡子的工作一直是家畜繁殖中的一件大事，受到历代的重视。植物的嫁接技术也是中国所首创的，在东汉的《氾胜之书》中，已记载有瓠的嫁接方法，后世更是在果木栽培中广泛加以应用。 在昆虫和微生物的利用方面，中国同样有着悠久的历史和杰出的成就。除了蚕的驯育和利用外，中国还是最早利用五倍子、虫白蜡和紫胶的国家，昆虫在医药中的利用更是多不胜举。在养蜂方面，元代刘基的《郁离子·灵丘丈人》中已概括出了蜂群管理法的原则，比德国齐从（J.Dzierzon）1845年发表的十三条养蜂原理早五百多年。在西晋时中国已经采用放养黄惊蚁的方法防治柑桔的害虫，后来人们在甘蔗种植中又发明了养红蚂蚁防治螟害的方法。此外，在《齐民要术·种谷》中，记载有利用育种避虫的十个品种。这些，是现代利用天敌治虫及作物育种避虫方法的先驱。至于利用微生物制曲、酿酒，进行食用加工，在中国更具有几千年的历史，至今仍在生产和生活中得到广泛地应用。 还应该特别指出的是，中国古代已经注意到生物资源的保护和合理利用的问题。战国时的荀子已经认识到，生态环境与社会安定和人类生活有着重大的关系。他指出：“天之所覆，地之所载，莫不尽其美，致其用，上以饰贤良，下以养百姓而安乐之。”(22)从周代开始，中国已经把保护山林，保护动植物资源，列为国家管理中的一项要务，并被视为是关系到帝王能否治理国家的重要标志。“为人君而不能谨守其山林菹泽草莱，不可以立为天下王”。(23)因此，周代就已制定法律，规定了砍伐林木，猎取禽兽的月令，禁止非时伐木和狩猎，并委任有专门的官吏进行管理。后来的历代政府，也都不同程度地注意到生物资源的保护和合理利用的问题。中国古代在这方面的经验和教训，是值得认真总结，引为鉴戒的 本帖评分记录 找工作，上西秦人才网 　 鲜花[9]　 鸡蛋[5]　|　 引用 举报 回复 6楼  小中大 发表于 2006-09-29 15:27 只看该作者 | 返回版面列表 | 第五节自成体系的中医药学 在中国古代科学的各分支中，未被近现代科学所融汇，且至今仍有强烈生命力的，唯有传统的中国医药学。其所以能够如此，原因之一是它拥有自己的理论、方法和内容，即形成为一个完善的科学体系。中国古代科学的其他分支，虽然也各具鲜明的中国特色，也可说是各有体系，但与中医药学相比较，都不如它那么完整和完善。 中医药学体系是以中国古代盛行的阴阳五行学说，来说明人体的生理现象和病理变化，阐明其间的关系，并将生理、病理、诊断、用药、治疗、预防等有机地结合在一起，形成了一个整体的观念和独特的理论，作为医药学的基础。其内容包括以脏腑、经络、气血、津液为基础的生理、病理学；以望、闻、问、切“四诊”进行诊断，以阴阳、表里、虚实、寒热“八纲”进行归纳治疗的一整套临床诊断和辨证施治的治疗学；以寒、热、温、凉“四气”和酸、甘、苦、辛、咸“五味”来概括药物性能的药物学；以“君臣佐使”、“七情和合”进行药物配伍的方剂学；以经络、腧穴学说为主要内容的针灸治疗学；此外还有推拿、气功、导引等独特的治疗方法。这个体系创立于春秋战国时期，早期阶段的成就以《内经》、《伤寒论》、《神农本草经》等著作为代表，经历代不断发展和完善，成为中国文化史上一份极其宝贵的遗产。 从世界医药学史的角度看，中医药学不但体系独特，而且有着一系列卓越的贡献。其中突出的有： 在医学理论方面，中医药学虽然以人体为对象，但是它把人体看作是自然界整体的一部分，不是孤立地研究人体，而是把人体放在自然界整体运动和广阔的动态平衡之中来进行研究。因此，在其病理学说中，非常重视疾病与人体自身精神状态、生活状态以及外部环境，特别是气候变化的关系。在临床治疗中，它反对单纯的头痛医头，脚痛医脚，强调“治病必求于本”(24)的原则，即把握住疾病的原因和本质，针对不同的情况进行辨证施治。同时，它又把人体本身看作一个有机的整体，不是简单、孤立地研究疾病的症候，而是把各脏腑、经络、气血、津液等紧密地联系在一起，进行全面的考察。在用药方面，它讲究药物配伍的原则，即根据每个病人虚、实、寒、热的特性，因人施药，并注意主治药物和辅助性药物的配伍问题。这些理论和原则，即使用现代科学观点和方法来加以考察，亦是非常深刻和具有积极意义的。 脉诊，是中医药学上一项独特的诊断方法。据《史记》记载，战国时的扁鹊已能通过脉诊确定病人的病情，然后对症下药，反映了当时已掌握了脉诊的方法。从此，脉诊成为中医药学的一个重要组成部分。脉诊的应用表明，中国古代的医生已掌握了脉象与身体各部分的关系的知识，亦即关于心脏、血液与血管的关系，血流速度与人体健康的关系，呼吸和脉搏频率的关系等解剖生理学的知识。现代医学表明，脉搏是循环机能的综合表现，脉象因循环系统的情况改变而不同。而且，由于循环系统与身体各内脏都有关联，组织代谢的任何变化，都会给血液循环以一定影响，机体的重要疾病变化，都会在不同程度上影响循环系统的功能。因此，尽管中国古代脉诊是建立在经验基础上的，但却是有着科学依据的。中国的脉诊很早就传到国外，除邻近的日本、朝鲜等国外，大约在十世纪时已传至阿拉伯，十七世纪时传至欧洲，对世界医学的发展有着一定的影响。 在外科学方面，与西医只重视局部和体表的医治方法不同，中医坚持了整体的观念，既重视体表疾患的局部表现，更重视患者机体的内在变化；既重视手术、手法的治疗，更重视机体抗病能力的增强。这一思想，在骨科治疗中体现得更为突出。因此，在治疗过程中不仅注意了局部的处理，而且强调适当的活动和功能锻炼，同时配合活血化瘀和调理脏腑功能的药物，收到了良好的疗效。麻醉药物的发明，是中医外科的又一重大成就。据《后汉书》记载，东汉名医华佗已在外科手术中应用了麻醉药麻沸散。麻沸散的药物组成早已失传，据现代研究，它可能与宋代窦材《扁鹊心书》、元代危亦林《世医得效方》、明代李时珍《本草纲目》中所记载的睡圣散、草乌散、蒙汗药相类似。这些方子的主要药物成份是曼陀罗花，具有麻醉作用。即使不算华佗的麻沸散，宋、元、明三代所用的麻醉药也是世界最早的发明。国外直至1805年，日本的华冈青州方使用以蔓陀罗花为主的麻醉剂，被誉为世界外科学麻醉史上的首创，实际上比中国要晚得多。 针灸是中国独创性的一种治疗方法，其特点是在病人身体的一定部位用针刺入，或用火的温热烧灼局部位置，以达到治病的目的。这一疗法大约起源于新石器时代，周代以后逐渐形成为一项专门的治疗方法。针灸疗法的理论基础是经络学说。在长沙马王堆汉墓出土的周代古医籍中，有《足臂十一脉灸经》、《阴阳十一脉灸经》等帛书，反映了当时经络学说已基本确立。在《黄帝内经》中，又进一步把人体的主要经脉总结为十二条，并对每条经脉的循行部位，以及经脉和疾病、治疗的关系进行了总结。经络学说认为，经络遍布于人体各部位，不仅分布在体表，而且进入体内与各脏腑相联结，并周而复始地循环运行，担负着运送全身气血，沟通身体内外、上下的功能。在经络学说的基础上，又演化出腧穴的认识。腧穴都处在经脉运行的径路上，分布于身体表面的特定部位，针灸这些部位，可经由经络对身体起刺激作用，进而调整人体内部的机能，增强防病能力，达到治病的效果。由于针灸疗法简便易行，经济实用，适应症广，治疗效果比较迅速和显著，特别是具有良好的兴奋身体机能，提高抗病能力和镇静、镇痛等作用，没有或极少副作用，又可协同其他疗法进行综合治疗，因此深受人们的欢迎。针灸疗法早在汉唐时就传到日本、朝鲜等国，宋元后又相继传到阿拉伯和欧洲，至今仍受到国内外的重视。 中国还是免疫学的发祥地，免疫思想很早就已萌发。公元四世纪初，葛洪所著的《肘后方》中记有“疗猘犬咬人方”，即当人被狂犬咬伤后，把咬人的狂犬杀掉，取狂犬的脑子敷贴于伤口上，以防治狂犬病。十九世纪时法国著名医学家巴斯德（Louis Pasteur，1822—1895年）防治狂犬病的疗法，也是基于利用狂犬的病毒以增强免疫力。隋代的巢元方在《诸病源候论》中又指出，服用“沙虱”（恙虫幼虫，形似小红蜘蛛，可传播恙虫病）研成的细末，可治疗恙虫病。国外直至本世纪初，才在感染该病毒的鼠类中获得病原，制成疫苗。中国古代在免疫学上最突出的贡献，是关于天花的防治，发明了人痘接种法。该法是取少许天花患者的痘浆或痘痂，植入健康儿童的鼻孔中，使其感染轻度天花，而获得免疫力。种痘法发明于何时，现说法不一，有说是始于宋代的，有说是始于明代的，但至迟在十六世纪下半叶已经使用，则是无疑的。大约在十七世纪末，中国的人痘接种法传到俄国，继之又传入欧洲，对保护儿童的健康做出了重大的贡献。公元1796年英国医生琴纳（Edward Jenner，1749—1823年）发明牛痘接种法后，方逐渐代替了人痘接种法。 在药物学方面，中药也具有非常显著的特色，它在药物的自然属性和在人体内的治疗作用的基础上，总结出了一套独特的理论系统，并形成了一套独特的药物炮制和配方用药方法。中国古代关于药物和方剂的专著很多，其中唐《新修本草》是世界上第一部国家发布的药典，明代李时珍的《本草纲目》更可堪称古代世界的药物大全。 此外，在妇科、儿科、法医学以及食物医疗保健等方面，中国古代也都有着很多重大的成就。其中，宋代宋慈所著的《洗冤集录》是世界上第一部系统的法医学专著，在法医学史上占有重要的地位。 第六节造纸术、印刷术的发明和发展 史籍上关于造纸最早的明确文字记载，是《后汉书·蔡伦传》所说的：“自古书契多编以竹简，其用缣帛者谓之为纸。缣贵而简重，并不便于人。伦乃造意，用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸。元兴元年奏上之，帝善其能，自是莫不从用焉，故天下咸称‘蔡侯纸’。”后人便以此为据，称蔡伦是造纸术的发明者。但自从1933年在新疆罗布淖尔发现西汉麻纸后，蔡伦发明纸的定论便开始受到怀疑。1957年西安灞桥再次发现了西汉麻纸，1973—1974年又在甘肃居延发现西汉麻纸，这些出土实物更加有力地表明，纸是在西汉时发明的，不是蔡伦所首创。尽管还存在着不同的见解，但关于纸是西汉时期发明的观点已越来越受到学术界的承认。(25) 虽然最初的纸不是蔡伦发明的，但是他在造纸史上的功绩仍然是极其伟大的。首先，他是造纸技术的伟大改革者。在他之前的纸，质地粗糙，夹带有较多未经松散的纤维束，表面不平滑，不宜用于书写，大都只供包装用。而蔡伦于元兴元年（105年）所献的纸，受到汉和帝的赞赏，“自是莫不从焉”，深受人们的欢迎，说明蔡伦所造的纸已相当精良。要得到优质的纸张，工艺上必然要有所改进，特别是“打浆”工艺要比西汉造麻纸时更为成熟和完善。其次，是他开拓了造纸原料的新领域。蔡伦除了继承和改进用麻类原料（麻头、废旧的麻布和麻织鱼网等）造纸外，还首创了用树皮（主要是楮皮）作为造纸的新原料。这是造纸技术上的一项重大的技术革命，既为纸的制造开辟了一个更加广阔的原料来源，又促进了纸的产量和质量的提高。正是由于蔡伦的贡献，为人们提供了廉价优质、适于书写的纸张，从而使纸张的应用得到普及和推广，并引起了书写的变革。从此，不仅中国原先所用的竹、木简牍和缣帛之类逐步为纸张所取代，而且埃及的纸草、印度的树叶、以至阿拉伯和欧洲的羊皮等，无不一一在纸的面前相继退出了书写材料的舞台。 自蔡伦以后，中国的造纸业持续地得到发展。人们一方面不断地开拓着新的造纸原料，一方面在工艺技术上不断地进行着改进，使纸的品质越来越提高，品种越来越多样。魏晋南北朝时期已开始利用桑皮、藤皮造纸，隋唐五代时期，竹、檀皮、麦杆、稻杆等也都作为造纸原料，先后被利用。工艺技术方面，魏晋南北朝时期已采用帘床设备捞纸，既提高了工效，又使纸张有了一定的规格，便于运输、保藏、书写和装订。防止纸张虫蠹的“潢治法”，也在这个时期发明并推广。所谓“潢治法”，是用黄蘖和雌黄等防虫原料进行处理，以防止纸张被虫蛀蚀。从此，“潢治法”成为古代造纸术中的一项传统工艺。唐时竹纸的问世，是造纸技术的重大突破。竹子纤维硬、脆易断，技术处理比较困难，用竹纤维作原料，表明造纸技术已达到相当成熟的程度。在造纸过程中加矾、加胶、涂粉、洒金、染色等加工技术，也都在唐时问世。至于纸张的品种，从唐代到清代更是不断地增多，各种彩色的蜡笺、冷金、错金、罗纹、泥金银加绘、砑花等名贵的纸张，各种宣纸、麻纸、壁纸、花纸等实用纸张，成为人们文化生活和日常生活中不可或缺的必需品。 廉价优质纸张的大量生产，为印刷术的出现提供了必要的物质条件，而刻印、刻石、木刻符箓以及染织上的镂板印花技术，则早已为印刷术准备了充分的技术条件，因此随着社会文明的发展，印刷术在中国很自然地诞生了。中国古代印刷术的发展，可分为两个阶段，一个是雕板印刷术，一个是活字印刷术。关于雕板印刷术的情况，本书第五章已经作了介绍，这里不再赘述。 活字印刷术是北宋庆历年间（1041—1048年）平民毕升发明的。《梦溪笔谈》说，他用胶泥刻字，经火烧变硬，按字韵排列分贮于木格中。每一字皆刻有数印，常用字如“之”、“也”等则备有二十几印，以为每板内重复时使用，至于排版时遇到缺字，则随时刻出，烧硬补上。排版时，把泥活字放在一块铁板上。铁板上铺有一层松香、腊和纸灰等混合物以作粘着剂，铁板周围有铁范框住，待字印密布后，将铁板放火上加热，让粘着剂稍熔，再用平板把字面压平，冷却后活字便固定在铁板上，即可刷墨印刷。印完后再行加热，使粘着剂熔化，取下活字。一般铁板设有两块，一块用于印刷，一块用于排字，“更互用之，瞬息可就”，印制数量较多的印刷品“极为神速”。活字印刷工艺简单，使用和保存方便，工效又高，克服了雕板印刷费工费时，用材浪费，工效低，雕板用后保存不便等缺陷，把印刷技术推进到一个新的发展阶段。 沈括在记述毕升的泥活字印刷时，还曾说到：“不以木为之者，木理有疏密，沾水则高下不平，兼与药（指粘着剂）相粘，不可取，不若燔土，用讫再火令药熔，以手拂之，其印自落，殊不沾污。”(26)这一记载表明当时毕升可能试验过用木活字印刷，但因其所存在的缺陷而未被采用。最先记载用木活字印刷的是元代的王祯。其法是：“造板木作印盔，削竹片为行，雕板木为字，用小细锯锼开，各作一字，用小刀四面修之，比试大小高低一同，然后排字作行，削竹片夹之。盔字既满，用木■■之，使坚牢，字皆不动，然后用墨刷印之。”(27)王祯对如何刻字、修活字、作印盔、刷印等，都有较详细的记述，较好地解决了木活字印刷工艺中一系列的技术问题。他在公元1298年试用木活字印刷，在不到一个月的时间内，印成了六万多字的《旌德县志》一百部，速度既快，质量又好，开创了木活字印刷的先河。王祯还记述了一种新创的印刷机械“活字板韵轮” （即转轮排字架），这是印刷技术中一项重大的发明。（图2）转轮排字架由大木轮、轮轴和轮成，使大木轮可在轮轴上转动。大木轮的轮盘上“以圆竹笆铺之，上置活字板面，各依号数上下相次铺摆。”(28)一般用两个转轮排字架，一个置按字韵排列的木活字，一个置杂字板面，字都编成字号，并另造一册。排版时，人坐于两个转轮排字架之间，由另一人按册中的号码唱字，即转动轮盘按号取出所需的字来，进行排版。如遇缺字，则随时刻补。转轮排字架的应用，既提高了排版效率，又减轻了排字工的劳动强度，把活字印刷术提高到一个新的水平。 除了泥、木活字外，中国还是最早使用金属活字的国家。元时就以铸锡作字，明以后又相续使用铜、锡活字。 造纸术大约在两晋时期即传至朝鲜和日本，唐时传至印度、波斯和阿拉伯，后又相继传入北非和欧洲。印刷术在唐时传入朝鲜、日本和波斯，后又经波斯传至埃及和欧洲。十四世纪末，欧洲出现了木板雕印的纸牌、圣像、经典以及拉丁文文法课本，德国谷腾堡又在公元1456年在欧洲首先用活字印刷“圣经”。可以说，造纸术和印刷术是中国奉献给世界文化的厚礼，它对人类文化的保存和传播、普及和提高产生了不可估量的影响，有力地推动了人类文明发展的进程。 小 第九节举世瞩目的机械发明 中国古代在机械方面的创造发明，亦是中国文化史上璀璨光辉的一个组成部分。可以说，在机械发明的各个方面，如风力、水力、热力机械及齿轮系传动等，中国古代都有不少创造发明，都对人类文明做出了极有价值的贡献。关于农业机械、天文仪器、纺织机械、印刷机械、交通机械、军事机械等方面的成就，已在各有关章节述及。这里仅介绍其他方面的几个突出成就，以见中国古代机械发明之一斑。 指南车 又称司南车，相传为黄帝所作，亦有说周公所作，实际上大约是西汉问世。《西京杂记》记载有：“司南车，驾四，中道”。东汉的张衡、三国时魏国的马钧都曾造过指南车，其后历代史书差不多都有指南车的记载。如《晋书·舆服志》说：“司南车，一名指南车，驾四马，其下制如楼，三级；四角金龙衔羽葆；刻木为仙人，衣羽衣，立车上，车虽回运而手常南指”。《宋书·礼志五》说：“其制如鼓车，设木人于车上，举手指南。车虽回转，所指不移”。《南齐书·祖冲之传》说：“冲之改造（指南车之）铜机，圆转不穷而司方如一”。但是，这些记载都过于简略，对其构造、原理都未述及，而且各代所造之指南车都很快流失。也即是说，各代都是在无资料记载和实物的情况下重新制造。只是到宋代的史籍才对燕肃和吴德仁制造的指南车有较详细的记述。燕肃曾任宋仁宗时的工部郎中，他于天圣五年（1027年）在“……至国朝，不闻得其制”(44)的情况下，“创意成之”，造了一部指南车。吴德仁曾任宋徽宗时的内省侍，他于大观元年（1107年）对燕肃所造之指南车进行了改进。 《宋史·舆服一》中对燕肃、吴德仁所造指南车的大小、规格、型制，以及内部的齿轮结构、齿轮大小和齿数等都有相当详细的记述。根据这些记载和近人的研究，我们可以对指南车的结构和原理有一个大致的了解。（图3）指南车的车身为一辕双轮车，车箱为重构结构，上立一本人，引臂南指。 车箱内部设置有一套可自动离合的齿轮传动机构。当车子行进中偏离正南方向，向东（向左）转弯时，车辕前端向左移动，而后端向右（向西）移动，即将右侧传动齿轮放落，使车轮的转动能带动本人下方的大齿轮向右转动，恰好抵消车辆向左转弯的影响，使木人手臂仍指南方。当车子向西（向右）转弯时，则左侧的传动齿轮放落，使大齿轮向左转动，以抵消车子右转的影响。而车子向正前方行进时，车轮与齿轮系是分离的，因此木人手臂所指的方向不受车轮转动的影响。如此，不管车子的运动方向是东西南北，或不断变化，车上木人的手臂总是指向南方，起着指引方向的作用。 记里鼓车 即利用车轮的转动距离而自动车行里程的车子，其原理和作用类似于现汽车上的计程表。关于记里鼓车的最早文字记载亦是在《西京杂记》中，其云“记道车，驾四，中道”。其后各代史书亦都有记述，《晋书·舆服志》云：“记里鼓车，驾四，形制如司南，其中有木人执槌向鼓，行一里则打一槌”；《宋书·礼五》云：“（记里车）制如指南，其上有鼓，车行一里，木人辄击一槌”；五代马缟所注的《中华古今注》亦曰：“记里鼓车，所以识道里也，谓之大章车。起于西京，亦曰记里车。车上有二层，皆有木人焉。行一里下一层击鼓；行十里上一层击钟”。但如指南车的命运一样，记里鼓车也是每次造后即很快失传，记载也是过于简略。 《宋史·舆服一》记有天圣五年内侍卢道隆和大观元年吴德仁所造的记里鼓车，对车子的型制、大小、齿轮传动结构等都有较详细的记载。其制为独辕双轮车，车箱分上下两层，下层有木人执槌司鼓，上层有木人执槌司镯（或钲）。车箱里设置有一套减速齿轮系，并分别与上下两木人相联。当车子每行走一里时，控制下层木人的齿轮转动一周，木人击鼓一次；当车子每行走十里时，控制上层木人的齿轮转动一周，木人击镯（或钲）一次，从而达到报告行程里数的效果。 水转百戏 三国时马钧所创制。当时，有人送给魏明帝一木制玩具，上有百戏的造型，形象优美，制作精巧，但却是静止固定的，不会活动。马钧便对之进行改制，他用木料做了一个大原动轮，平放于地上，用水力驱动，原动轮便会带动戏中的各种造象活动起来。“设为女乐舞象，至今木人击鼓吹箫；作山岳，使木人跳丸掷剑，缘絙倒立，出入自在；百官行署，春磨斗鸡，变巧百端。”(45)“水转百戏”的具体构造现已无从得知，但从其能使各种戏中的造形活动，可推断其内部一定运用有一套复杂的齿轮系以及凸轮、连杆等传动机构。其所达到的机械水平，即使在今天看来也是令人惊叹的。 指南车，记里鼓车，水转百戏，唐、宋、元时的水运天文仪器，明代的五轮沙漏，以至各种农用的水转连磨等等，均是结构复杂，构思灵巧，反映了中国古代已经对齿轮系的传动原理有着相当深刻的认识，也体现了中国古代高超的设计思想和创造才能。 地动仪 东汉张衡于公元132年发明，为世界上第一架观测地震的仪器，李约瑟称之为“地震仪的鼻祖”。(46)地动仪“以精铜铸成，员（圆）径八尺，合盖隆起，形似酒尊”。其内部有精巧的结构，中间为“都柱”，相当于一种倒立型的震摆；周围分“八道”，即按八个方向装置的八组机械装置。外面相应八个方向各设一条口含铜珠的龙，龙头下各有一只蟾蜍张口向上。一旦发生较强的地震，“都柱”便会因震动失去平衡而触发地震方向的机构，该向的龙口即张开，使钢珠落入蟾蜍口中，“振声激扬”，观测者就能测知何时、何方向发生了地震。(47)据记载，地动仪曾成功地记录到公元138年甘肃发生的一次强震，证明了地动仪的准确性和可靠性。 鼓风机械 在金属冶炼中，为了使燃料充分燃烧，以提高炉温，一般都装设有鼓风机械。最早的鼓风器称为橐，是一种皮囊。把多个橐排在一起称排橐，用马力、人力、水力推动就称马排、人排、水排。水排是东汉时南阳太守杜诗于公元31年发明的，用于鼓铸农器，收到了“用力少，见功多，百姓便之”(48)的效果。三国时韩暨在魏国官营冶铁作坊进行推广，以代替马排、人排。由于鼓风器何时由皮橐发展为风扇，现尚不清楚，故杜诗、韩暨的水排是用皮橐或风扇，结构如何，不得而知。但至迟在北宋时，木风扇已取代皮橐。北宋的《武经总要》中的行炉，元代王祯《农书》中的水排，都用的是水风扇。书中的水排图，有立轮式和卧轮式两种，是用水作动力推动轮子旋转，进而拉推风扇以鼓风，应用的是通过轮轴、拉杆，或者传动带，把圆周运动改变为直线往复运动的机械原理。 中国在鼓风技术方面最重要的发明，是活塞式风箱。活塞式风箱可能出现于唐代或宋代。公元1280年印制的《演禽斗数三世相书》中，刊载有一幅世界上最古老的双动式活塞风箱图，相传该书是唐初袁天罡所撰著的，宋代初次刊行。明代《天工开物》中所载的活塞式风箱，与此类似。活塞式风箱正逆行程都作有用功，每行程中一端排气鼓风，一端同时吸取等量空气，因而能提供连续风流，提高鼓风效率，是鼓风技术上的重大进步。欧洲直至公元1716年方发明了类似的双动往复式水泵，为后来的活塞式机械打开了道路。 走马灯 大约发明于唐代。唐时的“影灯”可能即是走马灯，宋代称马骑灯。《全唐诗》崔液《上元夜六首》之二：“神灯佛火百轮张，刻像图形七宝装。影里如闻金口说，空中似散玉毫光”；宋范成大《石湖居士诗集》卷二十三《上元纪吴中节物俳谐体三十二韵》的“转影骑纵横”，生动地为人们描绘了走马灯的形象。走马灯的构造是在一根立轴上部横装一个斜翼系统和叶轮，立轴下端附近则装一盏灯或一支烛。灯（或烛）点燃后，上方空气受热膨涨，密度降低，热空气即上升，而冷空气由下方进入补充，产生空气对流，从而推动叶轮旋转，并带动与立轴相联的各种图象转动。走马灯的制作原理，与现代燃汽机相一致，可称之为燃汽机的始祖。所憾的是，中国古代一直把其作为玩物，没有能进一步加以研究，使之走向实际应用。欧洲在公元1550年发明了类似的燃汽轮，用于烤肉，以后随着工业革命的浪潮，很快得到发展，在工业生产中被广泛地应用 第十节中国古代知识分子和古代科学 科学是脑力劳动的产物，因此科学的情况与知识分子的状态两者之间有着密切的关系。 知识分子在中国古代被称为士。先秦时就有士农工商四民之说，《汉书·食货志》说：“士、农、工、商，四民有业。学以居位曰士”。也就是说，士是四民之首，是以学识取得地位的。《说文解字》说：“士，事也”，郑玄注云：“仕（通士）之言事也”，“引伸之，凡能事其事者称士”；《白虎通》也说：“士者事也，任事之称也”。同时，《说文解字》又云：“数始于一终于十，（士）从一从十，孔子曰：‘推十合一为士’”。段注云：“数始一终十，学者由博返约，故云推十合一。博学、审问、慎思、明辩为行，惟以求其至是也，若一贯之，则圣人之极致矣。”《诗毛传》亦云：“通古今，辩然不，谓之士。”由上引述可以看出，士的社会功能一是任事，一是致圣人之道，即负责处理事务和维护传统伦理道德的双重使命。 任事于谁，处理什么事务呢？在一个君主专制的政体中，在一个“君君、臣臣”位秩森严的社会中，服从君主，忠于君主，为君主任事，辅助君主处理国事，这在中国历史上是被视为天经地义的，知识分子也是以此而立身处世的。正如《论语·子路篇》所说：“行而有耻，使于四方，不辱君命，可谓士矣”。同时，在一个事务众多的国家中，君主也需要知识分子来协助处理事务。《墨子·亲士篇》说：“入国而不存其士，则亡国矣。见贤而不急，则缓其君矣。非贤无急，非士无与虑国，缓贤忘士，而能以其国存者，未曾有也。”即士可以与君主筹商国事，分忧虑急，如果对士轻慢就将导致亡国。如同顾炎武所说：“天子之所恃以平治天下者，百官也。”(49)因此，在中国历史上知识分子没有自身独立的地位，而是一直依附、隶属于君权而存在，并且依靠君权取得辅助政务的身份。中国也由之而形成了一个以君主为中心，以知识分子为主体的官僚政体，即“官僚王国”与“士大夫王国”的重叠。这是历史上中国所特有的政权结构，与其他的国家迥然不同。 既然知识分子是以协助政务，治理国家为己任的，在一个幅员广袤的一统国家中，国家事务包括政治、经济、军事、文化、教育、外交等各个方面，而科学技术是国计民生所不可或缺的，自然也就导致了一批官吏不能不去从事这方面的工作。因此在历史上，凡是与国家治理有关的科学技术，都置有相应的官方机构进行组织和管理，并任命官吏主持其事。这样，在中国科学史上就出现了一种特殊的现象，即知名的科学家中，大部分是官吏或做过官的，而且有不少是位秩甚高的大官。这一现象是举世无二的，唯中国所独有。当然，这些官僚知识分子之所以也从事科学技术工作，其出发点是为治理国务，是被动的，并非出于探索自然界奥秘的目的。本质上，他们是轻视科学技术，视科学技术为末技的。而他们注重的是经史治国，“君子博学于文，自身而至于家国天下，制之为度数，发之为音容，莫非文也”。(50) 由此，也就决定了中国科学史上的另一特殊现象，即与国家事务关系密切的学科特别发达。其中，又以农、天、算、地、医等学科最为发达，成就最大。 中国历史上一直以农立国。《吕氏春秋·上农篇》云：“古先圣王之所以导其民者，先务于农。民农非徒为地利也，贵其志也。民农则朴，朴则易用，易用则边境安，主位尊。民农则重，重则少私义（议），少私义（议）则公法立，力专一。民农则其产复，其产复则重徙，重徙