*數學
約公元前1世紀成書的《周髀算經》，是我國現存的最早數學著作。而《九章算術》是西漢以來許多數學家研究的結晶。西漢前期的著名數學家張蒼、耿壽昌等人曾對它進行增刪。全書共分九章，搜集了246個數學問題的解法。其中記載了當時世界上最先進的分數四則和比例算法。還有各種面積、體積的算法和利用勾股定理進行測量的問題，以及開平方、開立方的方法，特別是在世界數學史上第一次記載負數概念和正負數的加減法運算法則。這部書對中國古代數學的發展產生了很大的影響，而且影響波及到朝鮮、日本，被翻譯成多種文字。
*天文曆法
西漢時期，天文學非常發達。當時的天象記錄相當豐富。早在《淮南子》一書中，就有關於太陽黑子的記載。《漢書·五行志》則對此更精確的加以記載：河平元年（公元前28年）三月乙未（十八日），「日出黃，有黑氣大如錢，居日中央」。這是現今世界公認的最早的黑子記錄。歐洲直到公元 807年8月19日才有黑子記錄，比我國晚了九百多年。伽利略在公元1610年方看到黑子。馬王堆漢墓的帛書《五星占》中有五大行星運行的記載，是我國現存最早的天文學著作。
西漢時不僅有詳細的天象記錄，而且對天文學的研究也盛極一時。漢武帝時，落下閎造渾天儀；太初三年立日晷儀下漏刻（水鐘），以求二十八宿的位置。宣帝時耿壽昌鑄銅為像，以測天象。由此可見，中國是當時世界上天文學最發達的國家。
漢初仍沿用秦朝的《顓頊歷》，以十月為歲首。1972年山東臨沂銀雀山漢墓中發現公元前134年的歷譜，這是我國發現最早的完整歷譜。根據它推算，這個歷譜與秦曆法相同，證明武帝太初以前依然採用《顓頊歷》。但《顓頊歷》並不精確，到漢武帝時已出現了錯亂現象。於是漢武帝令司馬遷、落下閎、鄧平等修改《顓頊歷》而作《太初歷》，以正月為歲首，採用有利於農時的二十四節氣，在無中氣的月份，插入閏月，調整了太陽周天與陰曆紀月不相合的矛盾，使朔望晦弦較為正確，是中國曆法上一個劃時代的進步。隨著天文學的不斷發展，人們在曆法上也日求精密。成帝時，劉歆又依據《太初歷》作《三統歷》，規定一年為日，一月為日，19年有7個閏月，這是當時最精密的曆法。
*醫學
西漢時主要是以陰陽五行來解釋人的生理現象、病理現象，並用這種理論進行辯證治療。西漢的名醫淳於意，為人治病「必先切其脈，乃治之」。可見當時脈學很發達。《史記·倉公傳》中有他所記載的二十五個「診籍」，這開病歷記錄的先河。
湖北江陵鳳凰山漢墓和湖南長沙馬王堆一號漢墓出土的西漢早期的屍體保存至今仍十分完整，皮下組織尚有彈性，內臟也保存完好，說明當時已有相當先進的屍體防腐技術。
馬王堆三號漢墓出土的公元前168年左右的帛書醫書中有關於脈法、灸經和醫方等著作，帛書醫方中載有內、外、婦產、小兒、五官等科五十多種疾病的二百八十多個醫方和二百四十多種藥品，是我國現存最古的醫方。
1962年河北滿城發現的西漢中山靖王劉勝夫婦墓中，不僅發現了「醫工」專用的銅盆、銅藥匙等醫療專用器械，而且有四根金針、五根銀針，保存完好。
*造紙術
早在西漢時期，中國就發明了造紙術，而直到公元8世紀才由阿拉伯人傳到了歐洲。西漢關於紙的最早文獻記載是在《漢書·孝成趙皇后傳》中。1933年，新疆羅布淖爾漢代烽燧遺址中發現了一片麻紙殘片。1957年陝西西安市出土了灞橋紙殘片，1973年甘肅出土的金關紙，它們都出自西漢古墓，其中灞橋紙最為原始。1986年，在甘肅天水西漢古墓中還出土了一張紙地圖。由此可見，在西漢時代中國人就已有了造紙技術。不過，西漢時紙的使用可能還不普遍，帛絹、竹木簡還是主要的書寫工具，因為考古發現西漢有大量的竹木簡和帛書。
*手工業
西漢手工業的發展，主要表現在高超的手工工藝水平上。
1968年，在河北滿城西漢中山靖王劉勝夫婦墓中發掘出大量的精美器物。比如出土的「長信宮燈」，是一個宮女雙手執燈的形象，十分生動，設計更為精巧，可以拆卸，燈盤可以轉動，燈罩可以開合，隨意調整燈光的亮度和照射的角度；宮女頭部可以拆卸，體內空虛，右臂與煙道相通；通過煙道而來的蠟炬的煙被容納於體內，以保持室內的清潔。特別引人注目的是墓中兩套完整的「金縷玉衣」，是由2000多塊玉片和黃金製成的絲縷編綴而成，其製作工藝精美絕倫。
圖為「長信宮燈」
*漆器業
西漢的漆器業也有很大的發展。西漢王朝在蜀郡（成都）和廣漢等地設置工官監造漆器。當時上層之家都使用漆器，長沙馬王堆漢墓中就出土了大量的漆器。漆器的種類很多，有耳杯、盤、壺、盒、盆、勺、枕、奩、屏風等。出土的西漢漆器，特別是馬王堆的器物，大多色彩鮮艷，光澤照人，精緻美觀，特別是漆器上的彩繪，技巧更高，畫法瀟灑生動，奔放有力，線條乾淨流利。
*冶鐵業
漢代的冶鐵業作坊多，規模大。20世紀50年代後，在河南、山東、北京、江蘇等地發現了許多漢代冶鐵遺址，其中以河南鞏縣鐵生溝村和南陽北關瓦房莊等地遺址規模最大。從這些遺址可以看出西漢冶煉工序集中，設備齊全。河南鞏縣鐵生溝村出土了炒鋼爐一座。炒鋼這一嶄新的高效率的先進技術的出現，在鋼鐵冶煉史上具有劃時代的意義。
西漢時期，不僅能生產鐵製長劍、長矛、環首大刀，而且生活器皿和雜用工具也廣泛使用鐵製，如燈、釜、爐、剪等都已在西漢中期的遺址中發現。這說明漢代鐵器的使用已相當廣泛。
*水利
漢武帝時在曾經關中開鑿了幾條較大的灌溉渠。一個是在公元前129年開鑿的漕渠，主要是為了轉輸由關東西運的漕糧。漕渠在渭河的南岸，向東注入黃河，長達一百多公里。渠成後，不僅使這一段的漕運時間縮短了一半，而且使沿渠兩岸萬餘頃地受益。
一個是龍首渠。這是中國歷史上第一條地下水渠。它從今陝西澄城縣狀頭村引洛水灌溉今天陝西蒲城、大荔一帶田地。由於渠道經過的一座山土質疏鬆，渠岸易於崩毀，當時的人們發明了「井渠法」，使龍首渠從地下穿過。
公元前111年，武帝下令在鄭國渠上游修了六條輔助的小渠，稱六輔渠。公元前95年，又修了從仲山口（陝西涇陽西北）引涇河至櫟陽（陝西臨潼櫟陽鎮）的白渠。白渠全長近二百里，灌溉農田4500餘頃，水中泥土又可肥田。
西漢時新建的關中地區另一重要農田水利工程是成國渠。它建於何年，何人主持這一工程，史書沒有明文記載，只說建於武帝在位期間。這是一條以渭水為水源的大型灌渠，位於渭水北面。成國渠的長度略小於白渠，溉田面積約萬頃左右，是白渠的一倍以上。後來還一度發展成關中最主要的灌溉渠道。上林苑在咸陽西面，周300里，跨渭水南北，是秦漢時帝王射獵遊樂之所。蒙蘢渠屬皇家園林中水道，供澆園、盪舟等用途。
在漫長的歷史長河中，關中水利一直由三大渠系組成，即以涇水為水源的引涇渠系，以渭水為水源的引渭渠系，以洛水為水源的引洛渠系。可以說西漢時期這三大渠系已經基本形成了。
除上面所舉一批著名的灌溉工程外，武帝時，還在今山東泰山下引汶水灌溉農田，在甘肅境內引黃河水灌田，在今安徽境內引淮水灌溉等。
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