正文 第一章 輝煌的歷史科學的寶藏——中國古代科技著作概述

科學技術史是人類文明史中一個重要的組成部分,其中也融入了中國古代人民的高度智慧和辛勤汗水。但是,直到半個世紀前,世界學術界仍在科學「歐洲中心論」的迷霧籠罩中,完全忽視了中國古代的科學技術成就。這是極不公平的。當然,這和西方人對中國文化缺乏了解,以及當時我們自身對中國科技史的研究不夠有一定的關係。從本世紀40年代開始,英國科學史家李約瑟等人對中國古代科學技術進行了系統考察,並吸收了中國科技史家的研究成果,撰寫了《中國科學技術史》這一著作。通過這部巨著,李約瑟等人向全世界展示了中國古代數千年來積累的科學技術的偉大成就,及其對世界的文明發展作出的巨大貢獻,「要是沒有這種貢獻,就不能有我們西方文明的整個發展歷程」。

要了解中國古代究竟有哪些偉大的科技成就,為數眾多的中國古代科技典籍無疑是值得認真發掘的巨大寶庫。據統計,僅中國古代醫藥學的著作就有萬種以上,數學著作也有上千種,農學著作近400種。這些科技典籍不僅記載了我國古代在天文、數學、農學、地理、化學、物理和工程技術等各個科學領域取得的成就,還留下了許多前人進行科學研究的經驗和教訓。

科技著作的發展與生產和科技的發展有著密切的聯繫。我國是世界早期人類文明的主要發源地之一;是世界上使用火、發明弓箭、陶器、農牧業、天文和醫藥等最早的地區之一;特別是我們的祖先很早就發明了養蠶和絲織技術,在歷史上一直以絲綢之國聞名於世。然而,在文字產生以前,人們的科學知識和技術都是以「口傳身授」的形式流傳的,在交流和保存科技知識上受到極大的限制。文字產生後,科學知識和技術可以用文字記錄下來,在傳播上突破了時間和空間的局限,對於科學技術的發展有著至關重要的作用。在我國,從仰韶文化時期在陶器上刻劃的簡單文字中,就發現了數字元號;而在已成熟的商代甲骨文中,則記載了更多的關於醫藥、地理、天文、農業等方面的科技知識;至於周代的金文,以及《周易》、《詩經》、《尚書》等早期文獻中,科技資料隨處可見,反映了當時科學技術的水平。但是,在春秋戰國以前,文獻典籍由巫、史、卜等專職人員掌管,普通人輕易是見不到的,留傳下來的更少。因此,當時是否有科技專著,有什麼樣的科技專著,我們不得而知。我們現在所見到的科技典籍是從春秋戰國時代開始的。

春秋戰國是一個社會大變革的時代,生產關係的改變和科學技術的應用,使生產得到極大提高,生產的提高反過來又促進了科學技術的飛速發展。當時社會上還出現了一個叫做「士」的知識分子階層,從而打破了舊的官府對文化的壟斷,形成了「百家爭鳴」的思想解放和學術自由的生動局面。在學術爭論中,古老的氣、陰陽、五行等思想學說也得到了充實和完善,為系統整理科學技術資料提供了有利的工具。由於上述幾方面的有利條件,在這一時期科學技術著作開始大量湧現。在天文方面,當時各諸侯國幾乎都有人專門職掌對日、月、行星和恆星的天文觀測,並著書立說,積累了豐富的天文資料。其中著名的有齊人甘德的《天文星占》和魏人石申的《天文》,合稱《甘石星經》(已佚)。書中測定了金星與木星會合周期的長度,火星、木星的恆星周期等,表明當時的天文學研究已向定量化的方向邁進。春秋後期,各諸侯國還普遍採用了四分曆,它取回歸年長度為365¼日,並採用19年七閏為閏周,標誌著我國曆法已進入比較成熟的時期。數學方面,在當時世界上領先的十進位值制記數法和傳統的籌算制度在這一時期不斷得到完善,先秦文獻中的記載證明當時已運用四則運算和分數運算等等,那時貴族子弟所受的數學教育就有「九數」之稱。一般認為至少在戰國後期我國已產生了數學著作,但已經失傳了。在醫學上,當時湧現了如扁鵲、醫和等一批著名醫學家,其中一些人已經開始結合氣、陰陽等思想系統整理醫學知識,出土的《足臂十一脈灸經》、《陰陽十一脈灸經》、《五十二病方》是已知最早的經脈專著和方書,而著名的《黃帝內經》則以論述人體解剖、生理、病理、病因、診斷等基礎理論為重點,兼及針灸、經絡、衛生保健等多方面內容,奠定了祖國醫學理論體系的基礎。在農業方面,農業生產上的精耕細作等優良傳統在此時開始形成,可以達到四年五熟和一年兩熟。《呂氏春秋》中的《上農》、《任地》、《辨土》、《審時》等是我國現存最古老的農學論文,從天時、地利和人力等方面論述了一整套具體的農業生產技術和原則。春秋戰國時代,由於生產發展,商業繁榮,交通隨之發達。人們的視野擴大了,積累了大量耳聞目睹的地理資料,促進了地理學的發展。《山海經》以山為綱,記敘了山的位置以及所在地的水文、動植物、礦產和神話傳說等等。《禹貢》則敘述了我國大部分地區的山脈和水系,並分全國為九州,已有了自然地理區劃和區域對比的思想萌芽。在這一時期,手工業也獲得迅速發展,分工細緻,技術精湛,著名的曾侯乙編鐘和一批古車輛的出土反映了當時高超的技術水平。當時的兩部名著《墨經》與《考工記》交相輝映,相互補充,對人們生產中的豐富經驗加以理論總結和抽象概括,在光學、力學、幾何學的研究上取得了豐碩的成果,尤其是顯示了初始的實驗科學對深化人們認識的重要性。

秦漢時期是我國古代科學技術發展史上的一個重要時期。國家的統一,漢初的「休養生息」和解除思想禁錮等政策,都為生產的發展和科學技術的提高創造了條件。冶鐵技術和紡織機械的出現,造紙術的發明,長城等大型土木工程的興修,反映了當時生產技術已趨於成熟;而一些經典科學著作的產生,則表明我國古代科學技術形成了自己獨特的體系。在天文上,傳統的蓋天說、渾天說、宣夜說三大宇宙理論得到了總結和明確的表述,如《周髀算經》用數學方法構建了蓋天宇宙模型,是我國最早的數理化的宇宙理論著作;而張衡的《靈憲》和《渾天儀圖注》則以渾天說為基礎,系統論述了關於宇宙生成和演化的思想,為渾天說在古代天文學中占統治地位打下了基礎。這時的曆法已基本成熟,具備了後世曆法的主要內容。從《太初曆》到《乾象曆》,建立了一套比較科學的推算五星運動和日月運動及交食周期的方法,曆法中提出的以沒有中氣(雨水、春分、穀雨等十二節氣)的月份為閏月的原則,至今仍在使用。在天文計算中,運用了大量的數學運算,在一定程度上也反映了當時的數學水平。代表當時數學最高水平的是《九章算術》,它以例題集的形式對我國古代積累的數學知識進行了總結,已包括了初等數學中的算術、代數和幾何的相當大部分內容,形成了自己的體系,成為數學著作的經典。在農業方面,奠基於戰國時期的輪作制、一般作物栽培的基本原理和精耕細作提高單位面積產量的技術措施,此時已得到確立。據《漢書·藝文志》載,當時的農書就有九家114卷之多,其代表《氾勝之書》總結了農業生產中六個基礎環節(及時耕作、土地的利用和改良、施肥、保墒〔shang商〕、及時中耕除草、及時收穫)的理論和技術問題,以及十多種農作物的栽培方法。醫藥學在秦漢時期也得到進一步發展,《神農本草經》是現存最早的本草著作,奠定了後世本草學的基礎;張仲景《傷寒雜病論》在治病的理論、方法、方劑、藥物使用等方面總結出一系列醫療的基本原則,是中醫臨床辨證論治的鼻祖。在地學上,馬王堆漢墓出土的地圖,反映了當時人們豐富的地理知識和相當高的測繪技術,而《漢書·地理志》中第一次出現了「地理」這個名詞,並且開闢了沿革地理研究的新領域。另外,煉丹術在此時也有重大進展。魏伯陽在前人煉丹經驗的基礎上,進行了理論探索,他的《周易參同契》是我國最早的煉丹理論著作,被稱為萬卷丹經之首,在中國古代化學史上佔有重要地位。

魏晉南北朝時期,我國長期處於南北對峙、政權紛立的狀況。政權的更迭,削弱了文化專制,因而各種思想活躍;空前的民族大融合及南方和邊遠地區的開發,促進了生產技術和科學知識的交流;所以,在這一時期,中國古代科學技術體系得到了進一步的充實和提高,並在一些方面有重大突破。由於天文儀器的不斷改進,天文觀測資料日益豐富準確,特別是歲差、太陽和五星運動不均勻性等重大發現和創新,直接影響後世曆法的改革。當時曆法在若干天文常數上有所提高,北涼趙(匪欠)〔fei匪〕《元始歷》第一次打破了19年七閏的舊法,提出600年中221個閏月的新閏周。後來祖沖之在《大明曆》中提出391年144閏月的閏周,更為精密。祖沖之推算得回歸年長度為365.2428148日,和今天的推算值僅差46秒。魏晉南北朝時期還掀起了古代數學研究的第一次高潮,出現了趙爽的《周髀注》,劉徽的《九章算術注》和《海島算經》,以及《孫子算經》、《夏侯陽算經》、《張丘建算經》,祖沖之的《綴術》,甄鸞的《五曹算

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