探索中华文明辉煌科技史：从四大发明到天文历法的世界贡献

中华文明辉煌灿烂，中国古代科学技术取得了辉煌灿烂的成就。从夏商周时期到19世纪初，中华文明始终处于世界领先地位，为世界文明发展做出了重要贡献。从四大发明到青铜器；从中医到天文历法；从水利到丝绸，中国古代科技创新为人类文明进步做出了重要贡献。

以史为鉴，以过去为基础。我们对中国科技史的认识和认识深刻影响着我们对中国未来科技的看法。今天的专题节选是孙晓春的《文明视域下的中国古代科学技术》（节选）。通过文章，我们可以共同了解中国古代科技史的发展进程，从而帮助我们更深入地了解中华文明及其在世界文明中的地位。 、增强文化自信！

孙晓春 中国科学技术史学会理事长、中国科学院大学人文学院院长

文明视角下的中国古代科学技术（节选）

孙晓春

中华文明源远流长、博大精深，是中华民族独特的精神符号，是当代中华文化的根基，是维系世界华人的精神纽带，也是中华民族的思想源泉。文化创新。科学技术是中华文明瑰宝的重要组成部分，为中华文明乃至世界文明进步做出了重要贡献。科技是人类文明进步的原动力。时至今日，技术已经发挥了决定性作用。当今时代，科技已成为国家和社会的主导力量。因此，了解中国古代科技发展史，不仅可以帮助我们深入了解中华文明，也有助于我们了解中华文明在世界文明中的地位，增强文化自信。

说起中国古代科技史，有几个概念需要澄清。

首先是“科学”。大家最普遍的印象就是它起源于欧洲。这并没有错，现代科学确实起源于欧洲。在中国，“科学”一词直到19世纪末才出现，与西方科学相对应。即使在欧洲，“科学”一词也是在16世纪以后才出现的。这个词的中文翻译来自19世纪的日语翻译，意思是“学科的研究”。在欧洲，“科学”的拉丁语含义是“知识”（scientia），而德语中现在的“科学”（wissenschaft）一词仍然保留了该词的原始含义。尽管“科学”一词经历了许多语义变化，但这并不妨碍我们谈论“古希腊的科学”、“中世纪阿拉伯世界的科学”或“古代中国的科学”。因为当我们谈论古代科学时，我们指的是古代的“知识体系”，或者说古人对自然的解释。这些知识体系与现代科学有着相同的趣味，包括一些符合现代科学的古代理论和观点、对自然现象的观察和记录、探索自然的行为以及与现代科学相似的活动。方法和研究对象。 。这里要特别注意。仅仅因为古代对自然的解释不如现代科学解释或已被证明是错误的，并不意味着古代没有科学。古代有科学，但没有现代科学。这应该是显而易见的，但在讨论古代科学时很容易忘记，所以让我们澄清一下。

曾侯乙敲响了钟声。是迄今为止考古发现的先秦编钟中数量最多、群体最大、重量最大、节奏最完整的编钟。整套编钟的音域宽达五个八度一大二度。每个时钟可以发出两种音调，并且声音完好无损。曾侯乙编钟在声学、韵律研究、铸造技术和工艺美术方面的成就超出了当今人们的想象，达到了惊人的高度。该套编钟的出土引起了国内外学术界的广泛关注，激起了人们对编钟设计和铸造秘密的浓厚兴趣。

其次是“技术”。这个概念是比较明确的。它是指人类利用自然和改造自然来满足人类各种需要的各种手段，包括工具、生产技术、生产过程以及物质和环境的各种改造。因此，只要有人类活动和生产劳动，就会产生技术，不分文化、不分地域。在谈论中国古代技术时，含义也很明确。

然而，当我们把“科学”和“技术”放在一起谈论“科学技术”（简称“技术”）时，新的问题就出现了。由于现代科学的兴起，科学极大地促进了技术，甚至很多新技术显然都是科学的应用。没有新科学，一些新技术就不可能实现。因此，现代科学与技术之间的关系变得非常密切，而且它们之间的界限也不是那么明确了，所以现在人们习惯将科学与技术合称。然而，在古代，大多数技术都是基于经验和直觉，与科学理论没有直接关系。因此，在谈论中国古代科学技术时，有些人会认为中国古代有技术但没有科学。这种说法其实是有问题的。首先，古代技术与科学的弱关系并不是中国古代特有的现象。古希腊或任何其他文明古国都是如此。其实没有必要强调古代中国。其次，古代技术与古代科学并非完全无关。所有技术的背后，都蕴含着人们对自然宇宙、自然宇宙中的事物以及它们之间的联系和相互作用的基本认识。因此，严格来说，古代并不存在完全脱离科学的“纯粹”技术。比如，我们不能说古代的“轮子人”会制造轮子，因为他们头脑中没有关于圆的科学知识。

有了以上的澄清，我们就不用担心在谈论中国古代的“科学”或“技术”时可能产生任何误解了。我们基本上不区分“科学”和“技术”这两个词，读者可以通过上下文了解其含义。

当我们研究古代科技史时，我们不能不站在现代科技的立场、现代科技的尺度来思考古代科技知识。我们往往认为，科学技术是通过自古以来的一步步积累而达到现在的顶峰的。我们仿佛站在一座山顶上，回望科技从历史到今天的发展之路。科学技术史是科学技术史的总结。科学技术发明或发现的编年史。当我们讲述某个文明的科技史时，我们看这个文明产生的早期科学成果有多少是用现代科技标准来衡量的。我们甚至讨论不同文明在现代科学的道路上谁领先、谁落后。问题。这样书写的科技史当然是有价值的、有意义的。看着人类一步步从蒙昧时代走向现代科技的巅峰，确实令人兴奋。然而，这样一部“辉格党”科技史将会存在很多问题和缺陷。首先，它只会看到古代文明中与现代科学技术相一致的理论、观点、发明或发现，而将那些不符合“迷信”或“伪科学”的简单地排除在外，而不会看到这些已经过时。理论或信仰在人类理解自然中发挥的作用。其次，为了凸显古代知识的科学价值，可能会将一些古代理论和知识牵强地解释为现代科学技术，从而扭曲了古人的意义。最后，它可以轻易地将古代科学技术与当时的整体世界观、思想和社会文化背景区分开来，从而将其变成孤立的所谓“科学事实”。因此，虽然“辉格党史”倾向无法完全避免，但将科技史打造成浓重的“辉格党史”显然是不可取的。

那么，我们应该如何看待中国古代技术呢？我们主要强调的是从文明的角度。

沧州铁狮子。沧州铁狮子是古代最大的铸铁件。铁狮的内外壁上都有一层铁锈，呈褐色。表面有规则冷纹、矩形块痕、夹渣、裂纹、沟槽、缩孔等铸造缺陷。颈背内侧可见铸铁筋，以增加结构强度，铁狮表面可见圆头钉痕迹。狮子全身有纵横铸缝，说明它是用长方形泥模制成的，共有泥模500多个。 Iron Lion是一种灰铁铸件，含碳量为4.3%。它是用木炭为燃料熔化数十吨生铁铸造而成。堪称中国冶炼铸造技术史上的一个奇迹。

连接史前和历史时期的技术

世界上所有伟大文明都为科学技术的发展做出了重要贡献。世界上也像中国一样建立过文明古国的地区有埃及、美索不达米亚、中东印度河流域等。然而，中国以外的这三个文明古国却在两千多年前就灭亡了。没有任何一个文明能够像中华文明一样，从起源一直传承到现在。古埃及文明在波斯人进入埃及后逐渐衰落，在希腊化时期基本消亡。 19世纪初期，欧洲学者对残存的古埃及文献进行解读后，对古埃及文明进行了重新认识和认可，从而确立了包括前王国、古王国、中王国和新王国时期的古埃及历史。等待。美索不达米亚的古代美索不达米亚文明早已衰落，其古老而复杂的历史只能通过考古发现的楔形泥板的解读来了解。公元前3000年左右在古印度兴起的文明，在希腊化时期印欧民族进入印度后消失了。只有我们中华文明，有着光辉的历史，才得以传承下来。中国的“一万年文化史”和“五千年文明史”是有坚实的考古和历史证据支持的。中国史前文明虽然没有文字记载，但从考古发现的实物资料来看，史前时期就有丰富的科学技术运用经验，如陶器的生产、纺织品的发明、农业的发明等。 ，以及动物的驯化。这些新技术的发明将人类带入了石器时代的文明进程。中华文明也从一万多年前的新石器时代开始，在中华大地上创造了灿烂的科技文明。当我们从文明的角度谈论科技史时，首先需要弥合史前和历史时期的差距，将中国科技发展的历史追溯到史前时代。

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图一：明嘉靖六年定海历。中国传统历法是农历和阳历合历，二十四节气是阳历的反映。它将回归年的长度分为24等份，每个节气称为一个节气或中气。有时，每个部分的持续时间也称为一个节气或一个钟气的长度。节气与中气依次排列，统称为二十四节气。现行农历的二十四节气是严格按照太阳黄经确定的。

图2：敦煌星图。敦煌星图有A版和B版两种。敦煌星图是世界上现存星图中历史最悠久、星星数量最多的。此星图绘制于唐朝中宗时期（公元705-710年）。除了著名的无星星外，地图上实际上有 1,339 颗星星。此图为长篇《敦煌经》的一部分，现藏于大英博物馆。

图3：河南登封观星台。圭表是中国古代重要的天文仪器。主要用于测量正午太阳影子的长度，确定冬至和夏至，进而确定回归年的长度和历法的起点。规表由规、表两部分组成。登封观星台以高台本身为平台，以设置在高台上的一根横梁为端部。元代梁距地面的高度正好是40英尺。表面有刻度和凹槽，可调节水平。

图4：马王堆地形图。马王堆地图是我国早期测绘技术和地图制作技术的杰出代表。马王堆地形图是一个边长96厘米的正方形，从上到南，从下到北。地图上的主要区域是当时的长沙国南部，也就是现在的湘江上游的潇水盆地、南岭、九嶷山及其周边地区。地图上绘制了河流、山脉、居民区、道路等。内容丰富，文字功底纯熟，符号设计有一定的原则，体现了良好的绘画技术。

超越“李约瑟问题”

李约瑟对中国科技史研究的贡献是巨大的，但当我们从文明的角度审视中国古代科技史时，我们仍然要超越李约瑟问题。李约瑟问题有两种表述方式。一是“否定问题”提法：为什么现代科学没有发生在中国。从历史的角度来看，这样的“否定问题”很难回答，但却具有启发性，启发我们从社会、政治、经济、文化等各个方面审视中国古代科学技术。这使得我们有必要关注李约瑟问题的“正题”表述，即古代中国为何在将自然知识应用于国计民生方面取得如此巨大的成就。李约瑟将现代科学比作浩瀚的海洋。一切文明都对科学做出了贡献，如涓涓细流，“皇帝的祖先在大海里”。于是他用化学滴定实验的比喻，对文明进行了一次“大滴定”研究，研究每个文明中到底含有多少现代科学所认可的科学成分。

这固然是一个好方法，但这样做就会将古代科技知识与古代文化割裂开来。事实上，两者在古代往往是形影不离的。例如，古代天文学与古代宗教祭祀、占星学紧密结合。如果简单地将古代科学技术与古代社会文化实践割裂开来，必然会牵强附会，将古代人的思想观点现代化，甚至任意拔高。一个时代的科学必须基于那个时代的传统，包括它自己的方法、价值观和积累的知识体系。当我们“吞噬”其中的科技知识时，实际上极大地限制了我们的视野，很难对古代科学技术进行全面、中肯的分析和评价。

是的，中华文明是一条文明的伟大河流。确实，正如李约瑟所证明的那样，他为世界现代科学的汪洋大海贡献了大量的科学思想和成就。但仅仅看到这一点还不够。我们需要走近河流，看看中华文明的“河畔风景”，即探索古代文明中科技知识是如何创造的，思维方式有哪些特点。必须看到，科学原理和事实真理具有普遍性、无国界，是人类文明的共同成果和财富。它们跨越了不同文化的界限，将被越来越多的人所分享。同时，我们也必须认识到，每个国家都有独特的文化传统、价值观、思想和行为方式，构成了其科学文化的独特方面。这让人想起法国人类学家克洛德·列维-斯特劳斯在其著作《狂野的心灵》中讨论的“具体科学”之一。他从人类学的角度审视和分析了“原始人类”的知识体系和思维特征，指出人类在认识世界的过程中不仅运用科学方法，还运用巫术和神话方法，以及整体认识世界的方法。 、直观、审美和“诗意”的方法。当然，中国古代文化并不是人类学意义上的“原始文化”，但就科学而言，它并不完全等同于现代科学。还有巫术和宗教神话的元素。因此，从人类学的角度来看，它帮助我们从文明开始。从不同的角度审视中国古代科学技术。

毕竟，现代科学的历史很短。在现代科学出现之前，古代科学技术有一个漫长的发展过程，可以追溯到新石器时代。列维斯特劳斯提出了所谓“新石器时代悖论”，即新石器时代的一些重大发明，如农业、畜牧业、陶器、纺织等，将人类科技文明提升到了古代的高平台。文明，可这个高台为何能存在数千年？直到17世纪西方科学革命才达到了更高的水平。正是在古代文明的高台上，中华文明才有了卓越的表现。因此，我们完全可以利用“列维-斯特劳斯问题”，将中国古代科技文明的研究延伸到史前时期，将中国史前文明的科技经验与历史时期的科技发展联系起来。这样，我们就可以从文明的角度超越“李约瑟问题”：中华文明为何能延续这么久？科学技术在其中扮演什么角色？英国历史学家汤因比研究世界历史，列出了世界上从古至今的21个文明。它们中的大多数要么早已灭绝，要么已经衰落。然而，中华文明却延续了数千年。关键在于中华文明善于利用环境，运用自然知识来满足人类的需求。这在新石器时代的遗迹中得到了体现。在历史时代，中华文明更加注重治国理政，科技为国、应用于世界、以人为本，因而能够繁荣昌盛、历久弥新。中国古代农业、医学、星象、算术等方面的成就，都是科学技术与国家治理紧密结合的结果。因此，我们需要研究中国古代科技知识如何应用于国计民生，探索科技发展与国家治理的关系。

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图一：《测量大海的圈子》一书的影子。勾股圆是通过勾股形状与圆的各种切线关系求出圆的直径的问题。这是中国数学史上的一个重要问题。李野表演了董源九荣的《海镜测圆》（1248年），其中讨论了毕达哥拉斯形状与圆的10种切线关系，并在第一卷的开头绘制了《圆城图》。

图2：《天工开物》纸本。传统手工纸的基本方法是先用植物纤维制成纸浆，然后用帘模滤水，使纤维重叠形成薄片，然后将其剥离并干燥成纸。中国传统造纸技术主要分为倒纸法和造纸法。公元三、四世纪，中国书籍的书写材料普遍由竹简（竹、木）转为纸。纸和造纸技术（造纸方法）于公元3至5世纪传入越南、朝鲜、日本，8世纪传入西亚，12世纪传入欧洲。印刷术发明后，纸张成为最基本的印刷材料。

图3：《天工开物》中记载的提花机。提花织机是可以存储提花信息的织机。它是中国古代极其重要的发明。它的出现也对世界近代科学技术史产生了影响。 18世纪，法国人贾卡借鉴花底机提花打结的提花原理，制成了用穿孔纸板和钢针控制提花图案的图案提花机。 19 世纪，打孔纸板启发了早期计算机的程序控制。

图4：北宋时期兵书《武经总要》中记载的蒺藜火球和火球。火药是中国“四大发明”之一。 1044年成书的《武经总要》首次记载了三种军用火药配方：毒烟球配方、火炮火药配方和蒺藜火球配方。这是世界上最早的军用火药配方。

东西方科学

从文明的角度看，我们要重视文明之间的交流。中华文明虽然是原始文明，但与外部文明的交往源远流长。早在新石器时代晚期，小麦就从西亚传入中国，成为中国北方旱作的主要作物。家羊可能是同时传入中国的。青铜技术起源于6000多年前的巴尔干半岛和伊朗高原。中国最早的青铜器可能起源于与西亚的贸易。后来，中国在夏商周时期掌握了青铜技术，将青铜文明推向鼎盛。汉唐时期，随着佛教传入中国，带来了印度的数学、天文、医学等知识，在中国产生了很大的影响。宋元时期，中国与阿拉伯世界的交往频繁。阿拉伯的天文仪器和科学书籍传入中国，中国的天文历法也传入阿拉伯。明清时期，由于欧洲科学技术的传入，中西科技交流进入了新阶段。从此，中国科学经历了贯通中西的现代化进程。

从文明的角度来看，我们还应该注重文明之间的比较。在现代科学革命之前，中国和西方的科学其实非常相似。就科学思想的起源而言，中国的春秋战国、秦汉时期与古希腊和希腊化​​时期非常相似。这一时期，古希腊出现了泰勒斯、苏格拉底、毕达哥拉斯、柏拉图、亚里士多德、阿基米德、托勒密等哲学家和科学家。管子，孔子、墨子、老子、庄子、孟子、荀子、刘歆、张衡等思想家、科学家。东西方科学思想和理论的发展水平不相上下。在技​​术应用方面，古代中国因其强大的国家治理和社会组织能力而走在世界前列。例如，就天文学而言，为了计算太阳、月亮和五颗星的运动，古希腊建立了本轮和均轮的几何模型，而中国则建立了历法的数值模型。两者都是相当成功的数学模型。月亮和五颗星的运动精度也是不相上下的。但在中国，天文历法被视为国家政治的一部分，因此受到高度重视并得到国家的持续支持。每个朝代都有天文机构。因此，在天文观测、天文历法制定、天文仪器制作等方面，总体上超过了西方。这种情况直到西方近代天文革命之后才得到扭转。

从东西方科学技术的发展及其相互交流的角度来看，我们在描述中国古代科学技术时，不能完全孤立地看待中华文明，而必须有与其他文明进行比较的眼光和意识。文明。我们不能被狭隘的文明优越论所困扰，只关注所谓最早或最先进的科技发明。我们甚至必须特别小心，防止过度解读和牵强解释。人类文明既有统一性，又有多样性。文明之间不断交流、相互学习、相互学习。同样的科技发明在不同的文明中有不同的表现形式、不同的应用、不同的社会效应。 。了解这些，有助于我们从科技史的角度阐释人类命运共同体的意义。在东西方文明交流的历史上，技术始终是联系的力量。

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图一：北宋张择端《清明上河图》中汴河货船上的平衡舵。舵是用于控制船舶航向的船尾转向工具。舵在中国的出现晚在东汉时期。北宋时期，枢轴舵被广泛使用。张择端《清明上河图》所描绘的船尾均采用旋转舵，并已发展为平衡舵。平衡舵的特点是在舵杆朝向船头的方向上也有一部分舵叶。舵力的作用点更靠近旋转轴，更容易转动舵。

图2：明代北京宫城地图。禁忌城市是北京的禁区，是中国明朝和清朝的帝国宫殿。它是世界上木结构的最大，最完整的古老建筑综合体。禁忌城市建于明朝（1406）的Yongle的第四年，并于1420年（1420）完成。它在清朝进行了重建和翻新，但整体布局保留了明朝的旧外观。

图3：陈代刻有“茎和分支桌”牛骨（部分）。茎和分支是古代中国的重要符号系统。它们主要用于记录时间，也用于指示方向。 Ganzhi是十个天上的茎和十二个地上的分支的集体名称。 Yin废墟中的Oracle骨铭文表明，自公元前13世纪后期的商王朝以来，茎和分支已被广泛用于记录日期。

图4：水传输仪器平台的恢复视图。水上天文台是建在北部歌曲王朝的大规模天文仪器系统。这是一个集成了质量球体，涡流图像和计时装置的天文台。它具有天文观察，天文演示和时机的功能。

古代中国科学的现代启蒙

从文明的角度看古代中国科学技术，不仅意味着谈论古代科学和技术的成就，而且还谈论科学和技术发展的历史和文化背景，科学思维和科学传统。古代中国的科学和技术成就与中国科学文化的独特传统，认识论，方法论和价值取向不可分割。整理这些并用现代科学和文化来解释它们，具有重要的启蒙和参考意义，这是当代科学技术的发展。

中国古代有科学吗？由约瑟夫·尼德姆（Joseph Needham）代表的研究人员证明，中国古代有科学。但是有些人仍然认为，尽管古代中国的发明是惊人的，但它们只是技术而不是真正的科学。 “科学是进口的，科学的家园在西方。”实际上，通过现代科学的定义来衡量中国科学和技术的观点实际上相对狭窄。实际上，古代中国有自己的理解和解释自然的系统，直到16世纪，其发展水平都不如西方。 18世纪的欧洲启蒙思想家，例如莱布尼兹，蒙特斯奎乌，伏尔泰，迪德罗特等，都注意到了中国科学技术的独特传统。科学的现代机械观点实际上有局限性。英国哲学家怀特黑德（Whitehead）提出，现代科学必须超越力学并发展成有机和整体科学。中国传统科学和技术文化中自然的有机观念将不可避免地在未来的科学中发挥积极作用。自然的未来观点肯定是西方传统和东方传统的结合。中国传统文化也包含科学。科学在我们的文化中。关键在于我们如何进行挖掘，组织和理解它。当我们从文明的角度看中国科学和技术时，我们必须首先对理解科学和技术文明的正确态度。我们不能像在清朝的康奇时代那样傲慢地谈论“西方学习的起源”，坚持认为现代西方科学起源于中国。但是，我们不能从事民族虚无主义，并说中国文明没有科学。实际上，文明是共生的，相互影响。各种文明有时会成为彼此的想象世界，从而刺激各自文明的创造力。有时，文明之间会有直接的交流和碰撞。在全球化时代，文明是人类的共同文明，中国必须对此负责和自信。这种信心来自我们自己文明的基础和积累。

历史包含精神。要使中国民族在世界各国中独自站立，它必须需要其传统文化精神的现代化。在自然与技术文明之间的过渡中，需要一种“未来哲学”。 “平均学说”说：“万物共同成长而不彼此伤害，而陶则平行而没有彼此矛盾。” “变化书”说：“世界达到了相同的目标，但采取了不同的道路，相同的目标导致了数百个考虑因素。”未来的科学不一定总是相同的。它遵循17世纪建立的路线。美国学者Sal Restivo于1979年预测：“在21世纪将开始理解的新科学可能会出现在中国，而不是美国或其他地方。”杨Zhenning还说：“到21世纪中叶，中国将极为成为世界一流的科学和技术力量。”当然，这项新科学不仅是一项新成就，而且还需要方法的创新。

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图1：东部汉朝，Celadon-Glaz的双系列茶壶，带有雕刻的弦乐图案。瓷器是指由瓷粘土制成的产品，釉面，并在1200°C以上的高温下发射。 Yue Kiln在东部后期的Yue Kiln代表的Southern Celadon瓷器的成功射击标志着中国是发明瓷器的国家。瓷器的出现是中国陶瓷历史上的重要里程碑，为在三个王国，两个吉尼斯，南部和北部王朝的瓷器工业前所未有的发展奠定了基础。

图片2：竹制水轮。我国家的竹制种植历史至少可以追溯到3000年前。从那时起，竹子一直在社会生活的各个方面广泛使用，具体取决于类型。竹子在整个季节中都有高大的树枝，空心结和绿色，因此中国人赋予了独特的文化含义。竹子大量出现在诗歌，绘画和其他艺术作品中。可以说竹子存在于中国人民的日常必需品，食物，住房，运输和精神生活中。著名的科学历史学家JD Bernal称中国为竹文明国家。

图3：在“ Materia Medica纲要”中绘制的大豆图像。大豆是我国家的传统谷物之一，被称为“ shu”。中国被国内外学术界认可为种植大豆的起源。在秦朝之后，将大豆从中国向朝鲜介绍给朝鲜。直到18世纪之后，他们才逐渐蔓延到欧洲和美国，成为世界上主要的石油和喂养农作物之一。一。

图4：Qinling青铜战车和马cross弓机器。 cross是装有手柄和释放设备的弓，cross的钥匙是cross机。 cross是在中国和周围的东亚发明的，铜cross机是在中国发明的。 cross和cross机的发明和改进对古代战争产生了重要影响，被称为“中国的锋利武器”。

（这篇文章摘自“文明的积累：中国科学技术”，由Sun Xioochun撰写，于2024年1月由中国科学技术出版社出版）

来源 |中国科学技术出版社，中国科学技术协会

新媒体编辑| Zheng Guorong

第一个实例|柳树

第二个实例| Zhan Lexian

第三次试验|柴Qiongying

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