中國科技史

中國古代的科學技術，在很長的一段時期裏都居於世界領先的地位。中國歷史上的的科學技術成就，為世界文明的發展作出了很大貢獻。而中國古代科學的發展過程中，與許多國家、地區和民族的科學技術交流。中國科學技術史上成就最大的是農學、天文學、數學和漢醫學。

中國古代的科學技術相對於其他民族和地區的科學技術來說比較獨立，中國古代的科學技術更注重實用性和經驗性，缺乏西方科學的思辨性，因此有些人對於中國古代的科學技術是否自成體系而表示懷疑。

中國科學技術的萌芽時期為舊石器時代和新石器時代。
科學技術萌芽時期

中國是世界早期人類文明的發源地之一，是世界上最早使用火，發明弓箭和陶器、出現農牧業、觀察天文、開創醫藥的地區之一。

• 開始利用蠶絲製作絲綢。

先秦時期

夏商周時期奠定了中國科學技術的雛形。這時中國進入了青銅時代，青銅器的鑄造冶鍊技術非常高超，同時也出現了原始的瓷器。

到了春秋戰國時期，中國古代科學技術體系基本奠定。

• 廣泛使用鐵器，同時還出現了煉鋼技術和鑄鐵柔化技術。

• 《夏小正》成書，是中國現存最早的一部農事曆書。

• 有大規模的水利工程，包括都江堰、鄭國渠等。

• 創造十進位制。

• 發明籌算，能進行四則運算以及乘方，開方等較複雜運算，並可以對零、負數和分數作出表示與計算。有學者認為，籌算促成了印度－阿拉伯數字體系^[1]。

• 創造九因歌，為世界上最簡便的乘法表，直到今日還在使用。

• 出現了世界上最早的星表之一。

• 測定了比較精確的回歸年長度。

• 中醫學理論初步建立。

秦漢時期

中國古代的各個科學技術已經趨於成熟。

• 農業上的輪作制已經確立。

• 中醫學著作《神農本草經》、《傷寒雜病論》面世。

• 《九章算術》確定了中國古代的數學體系。

• 造紙術已被發明並且得到了重大改進。

• 造船技術已經非常成熟。

• 長城的建造體現了中國當時建築技術的發達。

• 張衡發明候風地動儀，是世界上最早的地震儀。

• 已有牽星導航技術（過洋牽星術）。

• 發明抽水馬桶，是世界上最早使用抽水馬桶的國家^[2]。

魏晉南北朝時期

• 劉徽、祖沖之、張子信等對數學和天文學做出了很大貢獻。

• 裴秀提出的製圖六體，創造了中國古代地圖學的基礎理論。

• 賈思勰的《齊民要術》標志著農學的成熟。

• 王叔和的《脈經》、皇甫謐的《針灸甲乙經》、陶弘景的《神農本草經集注》豐富了中醫學體系。

• 葛洪在煉丹上的研究，對中國原始的化學做出了貢獻。

• 馬鈞在機械製造方面的成就代表了中國古代機械製造的水平。

• 解飛、魏猛變製造出世界上最早的車磨。

隋唐、兩宋時期

主條目：宋朝科技

隋唐時經濟文化發達，使科學技術得到了很大發展。

到兩宋時，中國古代的科學技術發展達到了高峰。

元朝時期

• 天文學、數學、醫學居於當時世界先進地位。^{[來源請求]}

• 阿拉伯與波斯科學技術傳入中國。元世祖忽必烈在尚未登基之前，就徵招「回回為星學者」。他們翻譯及帶來諸如托勒密的《天文大集》、伊本·優努斯（又譯作尤尼）的《哈基姆星表》（又譯作《哈基姆曆數書》）等天文學著作。1260年，元朝承金國舊制，設立司天台，1271年正式設立回回司天台，1312年設立回回司天監。後來還任用了一大批以札馬剌丁（又譯作扎馬魯丁、扎馬剌丁）為代表的天文學家管理此類工作。

• 中國人在此時開始使用阿拉伯數字。^{[來源請求]}

• 元世祖至元十七年（1280年），王恂與郭守敬等完成編製《授時歷》。《授時歷》以365.2425天為一年，與地球繞太陽一周的實際時間只有26秒的差距。

• 制訂《授時歷》時，列出了三次內插公式（招差法），還使用「垛壘、招差、勾股、弧矢之法」進行縝密計算，其中將穆斯林發明的弧三角法應用於割圓術獲得「弧矢割圓術」（即球面直角三角形解法）。

• 1303年，朱世傑著成《四元玉鑒》，將「天元術」推廣為「四元術」（四元高次聯立方程），並提出「消元」的解法。朱世傑亦研究各有限項級數求和問題，而且在此基礎上得到高次差的內插公式。

• 一般認為歐幾里得的著作《幾何原本》前六卷是明代的徐光啟在義大利傳教士利瑪竇的幫助下翻譯並引進中國的，但有學者認為早在元代，此書已經被來華的穆斯林帶到中國。^[3]

• 中醫學有很大發展，出現了金元四大學派。醫藥學在繼承傳統的基礎上出現了「兼收並蓄、互通有無」的局面，大大豐富了醫藥學知識的內容。《回回藥方》是中國的大型綜合性回回醫藥學典籍，作者不詳，原有36卷，少數殘本現可見於北京圖書館。該書多以漢語書寫，同時夾雜許多阿拉伯語與波斯語醫藥術語及漢語音譯。從殘本目錄可以看出，《回回藥方》是一部包括內科、外科、婦科、兒科、骨傷和皮膚病等科，具有中西特色的醫學典籍。

• 1291年，郭守敬指揮修建元大都至通州的運河，當中有七座水閘，這七座水閘彼此相距約半公里的地方，又設計有斗門。郭守敬的設計是通過水閘和斗門的關閉與開放，調節運河各段的水位高低，引導船舶順暢通過。工程竣工後，元世祖親自將這段164里長的運河命名為 「通惠河」。通惠河是中國工程建設史上的傑作，其運用的巧妙方法與現在國外一些運河採用的技術是基本相同的。

• 王禎編著的《農書》有37卷，現存36卷，是中國古代一部對農業生產進行全面系統論述的著作。《農書》全書約有十三餘萬字與300多幅圖畫，全文分為《農桑通訣》、《百穀譜》、《農器圖譜》三大部分。《農桑通訣》包括對農、林、牧、副、漁及水利等各個方面的綜合性論述，提出「順天之時、因地之宜、存乎其人」的農耕思想。《百穀譜》對各種農作物的品種、特性、栽培、種植、收穫、貯藏和利用等知識加以介紹，將農作物分為谷、蔬、果、雜等六大類，為中國農作物分類學奠基；而對於植物性狀的描述，也是此前書籍不曾有過的。《農器圖譜》則是《農書》的重點部分，該部分就田制、倉廩、舟車、灌溉、蠶桑、織纖、麻芒等分為20門類，詳細介紹了257種農業機械，而且配繪圖譜306幅並加以文字說明，其價值超過以往所有農業機械書籍。

• 在活字印刷術方面，王禎設計出木活字及轉輪排字架，並於1298年用木活字排印《旌德縣誌》；其《造活字印書法》（附於《農書》書末）是最早的系統性介紹活字排版印刷術的科技文獻。

明朝時期

概述

明朝科技成就燦若繁星，在各行各業都取得了非凡的成就，湧現了許多名家巨作，號稱是中國的文藝復興。

明前期，由於朝廷鼓勵墾荒，所以在水利以及農業的技術上有大為的進步，手工業的繁榮，造就了像是宋應星的天工開物這類研究手工業的百科全書式書籍，在歷史上有很重要的實用以及科學價值，明熹宗就經常親自參與木工的研究和實踐活動，但因為明代實施文字獄以及八股文，使得中國讀書人思想僵化，失去了宋代自由活躍的思想，使得這些科學家們多半都很難考上科舉，也很難被朝廷重用。由於科舉大興八股文模式並刪減數學內容，以及珠算盛行，因此建立在籌算基礎上的中國古代數學便衰落了。

明太宗時由於有鄭和下西洋的海上活動，使得繪製海圖以及羅盤運用的技術大為進步，其他民間的科學作品，像是李時珍的本草綱目，地理著作徐霞客遊記都是流傳至今的科學名作，這也使得中國的建築技術更上一層樓。16世紀西方逐漸脫離黑暗時代，文藝復興開始，西洋科學突飛猛進，大量的西學隨著傳教士進入中國，像是徐光啟以及傳教士利瑪竇共同翻譯的幾何原本。

可惜後來統治中國的清朝盛行文字獄，扼殺國人思想，使得中國科技開始落後於西方。

數學

數學方面，王文素著《算學寶鑒》，程大位寫成集珠算理論之大成的著作《直指演算法統宗》，徐光啟翻譯了《幾何原本》，李之藻著《同文算指》。

天文學

天文學方面，出版名著《白猿獻三光圖》（作者不詳）載有一百三十二幅雲圖，趙友欽著《革象新書》，徐光啟吸收西洋曆法成果編成《崇禎曆書》，李之藻著《渾蓋通憲圖說》，王錫闡著《曉庵新法》。安裝中國第一架天文望遠鏡："筩"(yong) 。

地理學

地理學方面，編成《鄭和航海圖》，徐霞客著《徐霞客遊記》，出現最早的世界地圖《坤輿萬國全圖》，顧炎武著《肇域志》、《天下郡國利病書》。

建築學

建築學方面，明初大興土木工程，興建紫禁城以及修建萬里長城，計成寫成園林學名著《園冶》。

醫學

醫學方面，明成祖組織編成《普濟方》，李時珍著《本草綱目》，楊繼洲著《針灸大成》，陳實功著《外科正宗》，吳有性著《瘟疫論》，張景岳著《類經》，明朝還在世界上最早種痘預防天花。

農學

農學方面，俞宗本著《種樹書》，朱橚著《救荒本草》，馬一龍著《農說》，屠本畯著中國現存最早的海洋生物專著《閩中海錯疏》，喻仁、喻傑合著獸醫學著作《元亨療馬集》，徐光啟著《農政全書》，玉米、地瓜、土豆、花生、煙草、西紅柿、向日葵、南瓜、辣椒從美洲傳入。

軍事學

軍事學方面，茅元儀著《武備志》，出版名著《火龍經》，趙士禎著《神器譜》，孫元化著《西法神機》，焦勖著《火攻摯要》，王鉦編成中國第一部系統的機械工程專著《新制諸器圖說》，戚繼光著《紀效新書》、《練兵實紀》。

兵器科技

兵器科技方面，1372年造碗口銃，1377年造手銃(小口徑管形)，14世紀末發明「神火飛鴉」，1453年造銅火銃(滑膛式)，1524年在北京鑄造佛朗機炮，16世紀中葉發明「火龍出水」，1558年造出中國第一批火繩槍一萬支，稱之為「鳥嘴銃」，1580年戚繼光發明"自犯鋼輪火"(其效類似地雷)，1642年南京出現遂發火槍。

物理學

物理學方面，朱載堉著音律學著作《律呂精義》，宋應星著《天工開物》，方以智著《物理小識》，萬戶進行世界最早的火箭升空試驗，孫雲球製造放大鏡、顯微鏡等幾十種光學儀器，並著《鏡史》。

清朝時期

康熙對西洋科技方面純屬個人興趣，且窒塞民智以防範漢人接觸科技^[4]，以及雍正禁教，再加上後來的閉關自守，使先進的西方科學無法傳入中國，失去了中西互相學習的機會。而清廷的文字獄以及延續了明朝科舉的八股文，使中國科學已經逐漸失去了領先世界的地位。

• 康熙時，經過三十餘年的籌劃、測繪工作，製成了《皇輿全覽圖》。這部地圖「不但是亞洲當時所有的地圖中最好的一幅，而且比當時所有的歐洲地圖都更好、更精確」^[5]。乾隆時，又派明安圖等人兩次到新疆等地進行測繪，最後在《皇輿全覽圖》的基礎上，根據測繪的新資料，製成了《乾隆內府皇輿全圖》。這兩份地圖，至今仍有很大的參考價值。

• 乾隆時官修《醫宗金鑒》九十卷，徵集了不少新的秘籍及經驗良方，並對《金匱要略》、《傷寒論》等書作了許多考訂，是一部介紹漢醫臨床經驗的重要著作。

• 王清任著《醫林改錯》，強調解剖學知識對醫病的重要性，並對古籍中有關臟腑的記載提出了疑問，通過對屍體內臟的解剖研究，繪製成《親見改正臟腑圖》二十五種，改正了前人的一些錯誤。

• 王錫闡著《曉庵新法》、《五星行度解》等十幾種天文學方面的著作，肯定了西洋曆法先進的地方，也指出了其中的許多缺點和錯誤，對日食月食的演算法、天文數據的應用、以及回歸年的長度、歲差常數等問題，都提出了比較中肯的意見，促進了中國曆算學的發展。

• 梅文鼎整理和闡發中國古代的歷算學，同時也研究和介紹西洋科學，著有天文、曆法、數學方面的書籍達86種。其著作《中西數學通》，幾乎總括了當時世界數學的全部知識，達到當時中國數學研究的最高水平。在該書的《方程論》部分，闡明了中國古代方程的獨創性，指出這種演算法是西洋所沒有的；在《勾股測量》、《九數存古》等部分，也證明了中國古代演算法的成就；在《塹堵測量》、《幾何補偏》部分，介紹了西洋的球面三角學，並對西洋立體幾何作出論述和發展；而在《籌算》、《度算》、《比例數解》等部分中，則解釋和介紹了西洋的對數、伽利略的比例規等方法。

• 明安圖著有《割圓密率捷法》四卷。因當時從歐洲傳進的割圓三法（圓徑求周、孤背求正弦、弦背求正矢）只有公式，而沒有公式的證明方法，於是創用「割圓連比例法」證明了三條公式，而且進一步創造了「弧背求通弦」、「通弦求弧背」、「正矢求弧背」等一系列的新公式，是中國用解析方法對圓周率進行研究的第一人。

• 龔振麟於1841年首創鐵模鑄炮法，並著有《鑄炮鐵模圖說》，是世界上最早論述鐵模鑄造法的科技文獻之一。

• 李善蘭獨立發明對數微積分，並在組合恆等式方面提出李善蘭恆等式。1872年發表了《考數根法》，是中國質數論方面最早的著作。

近代的科學技術

鴉片戰爭之後，西方科學大量傳入中國，從洋務運動、戊戌變法、一直到辛亥革命，中國都在吸收西方科學成果。民國初年中國科學社等民間學術社團創立以後，中國科學技術開始和世界科學技術的發展更為系統地融合在一起。1928年成立的中央研究院、1949年成立的中國科學院都獲得政府的財力支持。

• 1964年10月成功爆炸了第一枚原子彈；1967年6月又成功爆炸第一枚氫彈。
• 1999年11月20日6時30分在酒泉衛星發射中心發射神舟一號，進行試驗太空飛行，次日15時41分神舟一號飛船在內蒙古自治區中部地區成功著陸。
• 2003年10月15日發射的神舟五號載人飛船使中國成為繼俄羅斯以及美國之後，第三個有能力獨自將人類送上太空的國家。
• 2007年10月24日18時05分，嫦娥一號探測器從西昌衛星發射中心由長征三號甲運載火箭成功發射。

資料來源

1. ^ 新加坡大學教授蘭麗蓉：《阿拉伯數字體系起源於中國籌算的證據》，Fleeting Footsteps
2. ^ 中國發現世界最早抽水馬桶，BBC CHINESE
3. ^ 方豪：《中西交通史》
4. ^ 席澤宗：《論康熙科學政策的失誤》，《自然科學史研究》第一期，2000年
5. ^ 李約瑟：《中國科學技術史》第五卷

參考文獻

陳美東等：《簡明中國科學技術史話》，中國青年出版社

擴展閱讀

• 中國科學思想
• 中國科學史
• 李約瑟
• 李約瑟難題
• 中國科學技術史英語版

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