古代的著名科技人物和著名书籍有那些?
古代数学,和天文学以及其他许多科学技术一样,也取得了极其辉煌的成就。可以毫不夸张地说,直到明代中叶以前,在数学的许多分支领域里,中国一直处于遥遥领先的地位。中国古代的许多数学家曾经写下了不少著名的数学著作。许多具有世界意义的成就正是因为有了这些古算书而得以流传下来。这些中国古代数学名著是了解古代数学成就的丰富宝库。
例如现在所知道的最早的数学著作《周髀算经》和《九章算术》,它们都是公元纪元前后的作品,到现在已有两千年左右的历史了。能够使两千年前的数学书籍流传到现在,这本身就是一项了不起的成就。
开始,人们是用抄写的方法进行学习并且把数学知识传给下一代的。直到北宋,随着印刷术的发展,开始出现印刷本的数学书籍,这恐怕是世界上印刷本数学著作的最早出现。现在收藏于北京图书馆、上海图书馆、北京大学图书馆的传世南宋本《周髀算经》、《九章算术》等五种数学书籍,更是值得珍重的宝贵文物。
从汉唐时期到宋元时期,历代都有著名算书出现:或是用中国传统的方法给已有的算书作注解,在注解过程中提出自己新的算法;或是另写新书,创新说,立新意。在这些流传下来的古算书中凝聚着历代数学家的劳动成果,它们是历代数学家共同留下来的宝贵遗产。
《算经十书》
《算经十书》是指汉、唐一千多年间的十部著名数学著作,它们曾经是隋唐时候国子监算学科(国家所设学校的数学科)的教科书。十部算书的名字是:《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《五曹算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《五经算术》、《缉古算经》、《缀术》。
这十部算书,以《周髀算经》为最早,不知道它的作者是谁,据考证,它成书的年代当不晚于西汉后期(公元前一世纪)。《周髀算经》不仅是数学著作,更确切地说,它是讲述当时的一派天文学学说——“盖天说”的天文著作。就其中的数学内容来说,书中记载了用勾股定理来进行的天文计算,还有比较复杂的分数计算。当然不能说这两项算法都是到公元前一世纪才为人们所掌握,它仅仅说明在现在已经知道的资料中,《周髀算经》是比较早的记载。
对古代数学的各个方面全面完整地进行叙述的是《九章算术》,它是十部算书中最重要的一部。它对以后中国古代数学发展所产生的影响,正像古希腊欧几里得(约前330—前275)《几何原本》对西方数学所产生的影响一样,是非常深刻的。在中国,它在一千几百年间被直接用作数学教育的教科书。它还影响到国外,朝鲜和日本也都曾拿它当作教科书。
《九章算术》,也不知道确实的作者是谁,只知道西汉早期的著名数学家张苍(前201—前152)、耿寿昌等人都曾经对它进行过增订删补。《汉书艺文志》中没有《九章算术》的书名,但是有许商、杜忠二人所著的《算术》,因此有人推断其中或者也含有许、杜二人的工作。1984年,湖北江陵张家山西汉早期古墓出土《算数书》书简,67 推算成书当比《九章算术》早一个半世纪以上,内容和《九章算术》极相类似,有些算题和《九章算术》算题文句也基本相同,可见两书有某些继承关系。可以说《九章算术》是在长时期里经过多次修改逐渐形成的,虽然其中的某些算法可能早在西汉之前就已经有了。正如书名所反映的,全书共分九章,一共搜集了二百四十六个数学问题,连同每个问题的解法,分为九大类,每类算是一章。
从数学成就上看,首先应该提到的是:书中记载了当时世界上最先进的分数四则运算和比例算法。书中还记载有解决各种面积和体积问题的算法以及利用勾股定理进行测量的各种问题。《九章算术》中最重要的成就是在代数方面,书中记载了开平方和开立方的方法,并且在这基础上有了求解一般一元二次方程(首项系数不是负)的数值解法。还有整整一章是讲述联立一次方程解法的,这种解法实质上和现在中学里所讲的方法是一致的。这要比欧洲同类算法早出一千五百多年。在同一章中,还在世界数学史上第一次记载了负数概念和正负数的加减法运算法则。
《九章算术》不仅在中国数学史上占有重要地位,它的影响还远及国外。在欧洲中世纪,《九章算术》中的某些算法,例如分数和比例,就有可能先传入印度再经阿拉伯传入欧洲。再如“盈不足” (也可以算是一种一次内插法),在阿拉伯和欧洲早期的数学著作中,就被称作“中国算法”。现在,作为一部世界科学名著,《九章算术》已经被译成许多种文字出版。
《算经十书》中的第三部是《海岛算经》,它是三国时期刘徽(约225—约295)所作。这部书中讲述的都是利用标杆进行两次、三次、最复杂的是四次测量来解决各种测量数学的问题。这些测量数学,正是中国古代非常先进的地图学的数学基础。此外,刘徽对《九章算术》所作的注释工作也是很有名的。一般地说,可以把这些注释看成是《九章算术》中若干算法的数学证明。刘徽注中的“割圆术”开创了中国古代圆周率计算方面的重要方法(参见本书第98页),他还首次把极限概念应用于解决数学问题。
《算经十书》的其余几部书也记载有一些具有世界意义的成就。例如《孙子算经》中的“物不知数”问题(一次同余式解法,参见本书第106页),《张丘建算经》中的“百鸡问题”(不定方程问题)等等都比较著名。而《缉古算经》中的三次方程解法,特别是其中所讲述的用几何方法列三次方程的方法,也是很具特色的。
《缀术》是南北朝时期著名数学家祖冲之的著作。很可惜,这部书在唐宋之际公元十世纪前后失传了。宋人刊刻《算经十书》的时候就用当时找到的另一部算书《数术记遗》来充数。祖冲之的著名工作——关于圆周率的计算(精确到第六位小数),记载在《隋书律历志》中(参见本书第101页)。
《算经十书》中用过的数学名词,如分子、分母、开平方、开立方、正、负、方程等等,都一直沿用到今天,有的已有近两千年的历史了。
宋元算书
中国古代数学,经过从汉到唐一千多年间的发展,已经形成了更加完备的体系。在这基础上,到了宋元时期(公元十世纪到十四世纪)又有了新的发展。宋元数学,从它的发展速度之快、数学著作出现之多和取得成就之高来看,都可以说是中国古代数学史上最光辉的一页。
特别是公元十三世纪下半叶,在短短几十年的时间里,出现了秦九韶(1202—1261)、李冶(1192—1279)、杨辉、朱世杰四位著名的数学家。所谓宋元算书就指的是一直流传到现在的这四大家的数学著作,包括:
秦九韶著的《数书九章》(公元1247年);
李冶的《测圆海镜》(公元1248年)和《益古演段》(公元1259年);
杨辉的《详解九章算法》(公元1261年)、《日用算法》(公元1262年)、《杨辉算法》(公元1274—1275年);
朱世杰的《算学启蒙》(公元1299年)和《四元玉鉴》(公元1303年)。
《数书九章》主要讲述了两项重要成就:高次方程数值解法和一次同余式解法(分别参见本书第119页和第110页)。书中有的问题要求解十次方程,有的问题答案竟有一百八十条之多。《测圆海镜》和《益古演段》讲述了宋元数学的另一项成就:天元术(用代数方法列方程,参见本书第121页);也还讲述了直角三角形和内接圆所造成的各线段间的关系,这是中国古代数学中别具一格的几何学。杨辉的著作讲述了宋元数学的另一个重要侧面:实用数学和各种简捷算法。这是应当时社会经济发展而兴起的一个新的方向,并且为珠算盘的产生创造了条件。朱世杰的《算学启蒙》不愧是当时的一部启蒙教科书,由浅入深,循序渐进,直到当时数学比较高深的内容。《四元玉鉴》记载了宋元数学的另两项成就:四元术(求解高次方程组问题,参见本书第123页)和高阶等差级数、高次招差法(参见本书第131页)。
宋元算书中的这些成就,和西方同类成果相比:高次方程数值解法比霍纳(1786—1837)方法早出五百多年,四元术要比贝佐(1730—1783)①早出四百多年,高次招差法比牛顿(1642—1727)等人早出近四百年。
宋元算书中所记载的辉煌成就再次证明:直到明代中叶之前,中国科学技术的许多方面,是处在遥遥领先地位的。
宋元以后,明清时期也有很多算书。例如明代就有著名的算书《算法统宗》。这是一部风行一时的讲珠算盘的书。入清之后,虽然也有不少算书
李春 桥梁设计 605~617 赵州桥 李春—— 605~617 年,首创了在主拱图上设小腹拱的敞肩式拱桥。有名的赵州桥就是他设计的。
丁缓 发明家 汉代 被中香炉、常满灯、旋转风扇 丁缓——汉代,在 180 年生于长安。发明的物品有被中香炉、常满灯、旋转风扇,有长安巧工之称。
沈括 科学家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年,宋朝科学家,石油命名最早由他提出。
蔡伦 62~121 纸 蔡伦—— 62~121 年,蔡伦采用树皮、麻头、破布、旧鱼网为原料造纸成功。 105 年将此发明报皇帝。于 114 年被皇帝封为龙亭侯。当时人称纸为蔡侯纸。 12 世纪,造纸术间接传到欧洲。 13 世纪,蒙古人用蔡侯纸在波斯发行第一批纸币。 14 世纪,朝鲜、越南、日本也开始使用纸币。纸牌然后经由阿拉伯国家再传到欧洲。
毕升 1041~1048 活字印刷术 毕升—— 1041~1048 年,中国北宋人。发明了活字印刷术。
杜诗 91~不祥 水力鼓风机 杜诗—— 91 年,河南人。首创了水力鼓风设备水排。即利用水力推动风扇鼓风。是世界上最早的水力鼓风机,比欧洲早了 1100 年。
浦元 三国时期 淬火技术 浦元—— 300 年,三国时期。首创淬火技术,使钢刀坚而有弹性。
孙子 三国时期 孙子算经 孙子—— 300 年,乘余定理的起源一题为“物不知数”,写了“孙子算经”一书系统论述了筹算记数制。
秦九韶 数学 1202~1247 创立解一次同余式的“大 衍求一术”和求高次方程数值解的正负开方术 秦九韶—— 1202~1247 年,中国数学家。写有《数书九章》,创立解一次同余式的“大 衍求一术”和求高次方程数值解的正负开方术。
李治 数学 测园海镜 李治——中国数学家,著有“测园海镜”是中国第一本系统改述“天元术”的巨书。
沈括 宋朝 沈括发现用细线系在磁针的中央(指南针),并将其悬挂起来。经过观察、发现,写进了他的著作《梦溪笔谈》中。以后人们把用磁铁制作的针成为指南针,还有指南桌。 13世纪到东方玩的意大利人马可、波罗见到了指南针,并把它传到了欧洲。
墨子 公元前 400 年 提出光是直线传播的论点 墨子——公元前 400 年,墨子一书论述了杠杆平衡,提出光是直线传播的论点。
我国古代的科学技术成就
我国古代的科学技术成就中,属于物理学或与物理学有关的,可以提出 力学、光学和声学等三个方面作一简要介绍。
(1)力学方面
①《考工记》一书中的有关记载。这是一本现存的有关我国古代手工业 技术规范的书籍,可能是春秋时代(公元前700至400年)末年的作品。 它记述了许多手工业的工艺制作与设施,汇集了至公元前3、4世纪时的工 程技术知识。其中包含的力学知识,主要有:关于惯性的记载、滚动摩擦的 论述、论箭的飞行与保持稳定,还记述了有关力的测量、斜面受力分析以及 材料和施工中的一些软科学知识。
②《墨经》中有关力学知识的记载。《墨经》战国时代以墨翟(公元前 490至403年)为首的墨家的代表作,分为“经”与“经说”两大部分。 经说是经的注解。前者的内容大多是一些定义性质的条文,后者则带有定律 的性质的解释。
《墨经》中的软科学知识已不全是实际生产知识的总结和记述,而是对 力学现象进行了粗浅的概括,并进行了一些推理论证。诸如,关于时空观念、 运动学知识、力的概念、力系平衡的论述,以及斜面、滑轮及其应用,等等。 现举一条关于杠杆的理论探讨以兹说明: 经下第25条:“天(衡)而必正,说在得。”
经说:“(衡),加重于一旁,必捶(垂),权重相若也。相衡,则本 短标长,两相加焉,重相若,则标必下,标得权也。”
这一条说明了不等臂天平(秤)的平衡关系。可能是墨家探讨杠杆平衡 关系的实验总结,说明墨家发现杠杆定律较之古希腊的阿基米德要早二百多 年。但并没有阿基米德杠杆定理那样完整和定量化。
③侯风地动仪。这是东汉张衡(公元78至139年)所制的世界上第 一台地震仪。《后汉书张衡列传》上有下面一段记载:“(顺帝)阳嘉元年 (即公元132年),复造侯风地动仪。以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起, 形似洒尊,饰以篆文山龟乌兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有 八龙,首衔铜丸;下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周 密无际。如有地动,尊则震,龙机发,吐丸而蟾蜍衔之,振声激扬,伺者因 此觉知。虽一龙发机,而七首不动。寻其方面,甩乃知震之所在。验之以事, 合契若神。自书典所记,未之有也。当一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪 其无征。后数日驿至,果地震陇西。于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记 地动所从方起”。
显然,这是一种测定震源方向的仪器。可惜,后来这架地动仪失传了。 我国考古博物学家王振铎在总结国内外学者复制研究工作的基础上,根据书 上的记载和力学原理满意地复制成功了侯风地动仪的复原模型,它主要是一 个利用了重心很高的“都柱”的不稳平衡。从这个仪器的制造来看,张衡已 利用了力学上的惯性原理,同时他对地震波传播和方向性也一定有所了解。 这些在当时来说都是十分了不起的。
④记里鼓和指南车。这是三国时魏人马钧根据以前的记载模仿制成的两 种利用各种齿轮的复合运动传动的自动机构。记里鼓是利用原动齿轮带动大 小不同的一套从轮,使车轮转动把车行的里数自动地表示出来的一种装置。 指南车是利用一套能自动离合的齿轮系统的定向装置,使得立在车上的一个 木制人像的手永远指着固定的方向。关于这两种装置的结构,在刘仙洲教授 著的《中国机械工程发明史》第一编第五章中有较详细的介绍。
(2)光学方面
关于光学知识的记载以《墨经》经下中的八条(16至高无23)最为 系统。其内容涉及影子生成的道理,本影和半影,由物体与光源的相对位置 确定影子的大小,光的直线传播实验,光的反射性和平面镜成像,凹面镜成 像,凸面镜成像等。它已触及了几何光学很大一部分,从时间上看要比古希 腊欧几里德注《反射光学》早一百多年,所以,《墨经》中的光学条文,不 仅是我国最早的光学著作,也是世界古代科技史上难得的各较全面的光学著 作。
经下第16条:“景不徙,说在改为。” 经说:“景:光至,景亡;若在,尽古息。”这一条是论述影的生成。 各家的解释在这一点上没有分歧。然而细致地推敲起来,又各有不同的见解。 主要是对于经说中的“若在”指的是“影在”,还是“物在”,有不同的理 解。
经下第22条:“鉴(洼),景一小而易,一大而正,说在中之外,内。” 经说:“鉴:分鉴;中之内,鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则 所鉴小,景亦小,而必正,起于中缘正而长其直也。中之外,鉴者近中,则 所鉴必大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小,而必易,合于中而长其直也。” 这一条讲的是凹面镜成像的规律。钱临照先生对此有很好的解释。他特 别指出,当时不是用一个光源和纸屏进行观察,而是人脸本身为物,以眼为 屏,所以在“一小而易”和“一大而正”之间不能发现“一大而易”的情况。 他并从而推断,经文中所说的"中",是指从镜面的曲率中心到其焦点之间的 一段区域,而不是一个点。
(3)声学方面
据文献记载和考古的发现,在周朝以前已经有了各种乐器(管、弦和打 击乐器),而且很早就制定了有科学根据的乐律,即各音之间有频率的简单 整数比的关系,或是说有一定的音程。乐律说有丰富的物理声学内容,它的 产生和发展,是物理声学史中重要的组成部分。
《吕氏春秋》上记载有“昔黄帝令伶伦作为律,伶伦自大夏之西,乃之 阮阝俞之阴,取竹于山介溪之谷,以生空窍厚均者,断两节间,其长三寸九分 而吹之,以为黄钟之宫,吹曰舍少。次制十二筒,以之阮阝俞之下,听凤凰 之鸣,以别十二律”,这种属于传说性质的东西,当然不能完全凭信。但是 早在公元前六世纪有个叫伶州鸠的乐官曾把十二律的名称一一列举,并把它 们的出现和周武王伐纣(前1066)的时间联系起来。因此,在这之前肯定就 有了系统的乐律了。
关于定“律”的方法,早在公元前四世纪就以“三分损益法”定出了五 度相生律。
具体是以黄钟的弦长为81(34)作为宫音,然后依次乘以4/3和2/3得到 五音:
宫音弦长=34=81,
征音弦长=81×(1+1/3)=108,
商音弦长=108×(1-1/3)=72,
羽音弦长=72×(1+1/3)=96,
角音弦长=96×(1-1/3)=64。
这样,若以征音(主音)为1,则各音的频率比是:征:羽:宫:商:角 =1:9/8:4/3:3/2:27/16。而且按宫征商羽角的次序排时,相邻二音间的音程是3/2和3/4,即简单的整数比。可见,这时对于弦长与频率间的关系已经有 了一定的认识。
只有五个音对于演奏来说显然是不够的。 所以后来又增加了两个变音(变宫、变征)和其它一些半音,使得在一个八度(倍频程)内共有12个音, 这就构成了所谓十二律。
在声学方面除了乐律之外,还有关于共鸣的知识也是值得提出的。我国 古籍中多次记载了物体的共振和声音的共鸣现象。《墨子·备穴篇》记述了利 用空气柱的共鸣作侦破敌军挖洞攻城的方法。《庄子·徐无鬼》中也有共鸣现 象及其解释的记载:“鼓宫则宫鸣,鼓角则角应,音律同矣。”这些记载表 明当时人们不仅发现了基音共振现象,而能够用“音律同矣”去解释它。可 以说是世界上最早关于共鸣现象的认识。 在公元三世纪时张华(232至 300)在了解共振、共鸣现象的基础上,还进一步掌握了消除共鸣的科学 方法。南北朝宋人刘敬叔(390至470)所著《异苑》中有这样的记载:“晋中朝时,蜀有人蓄铜藻盘,晨夕恒鸣如人扣,乃问张华。华日:‘此盘与洛钟宫商相谐,宫中朝暮撞钟,故声相应。可令轻,则韵乖,鸣自止也。' 依其言,即不复鸣。”
(4)关于物质和运动的概念
①物质观。
关于物质的构成,中国古代有多种说法, 如 “ 五行说 ”, “八卦说”,“元气说”以及墨家提出的“原子论”。这里仅介绍先秦时期 两种物质观。
关干“五行说 ”。这一学说始于夏朝,流行于商朝,到了西周发展为 “五行元素说”。西周末年,太史官史伯在总结前人思想以后说:“夫和实 物,同则不继,以他平他谓之和,故能丰长而物生之,若以同裨同,乃尽弃 矣。故先王以土与金、木、水、火杂以成百物”。(国语·郑语。)这里已十 分明确的把水、火、木、金、土五种基本物质当成组成世界万物的原始材料。 更加清楚地表明中国古代原始五行说,实际上就是最早的关于物质组成的假 说。它不仅具有朴素的元素概念,并具有物质相互转化的观念。 我国原始五行说发展到了春秋时代,又出现了五行相生相克的学说,即
水生火,火生土,土生金,金生水,水生木;
木克土,土克水,水克火,火克金,金克木。
显然它是由实践经验抽象出来的。五行依一定的相生次序而相生;又依 一定的相克次序而相征服。这种关系深刻地揭示了组成世界的五种基本物质 元素在相互转化的复杂变换过程中,生成和消失的速率是受控的,在量上是 互补的,因而元素的种类和总量不增不减,物质守恒。
关于“阴阳八卦说”。这一学说起源于殷周之际,实际上也是一种原始 的元素论。它从人们生活经常接触的自然界中选取了八种东西作为说明世界 上其他多种东西的根源。所谓八卦,即用八种符号来表示八种自然现象,而 这八卦是由阳爻(音挑yao)用“-”表示和阴爻用“一”表示,阳爻和阳 爻排列为八卦,再由八卦排列为64卦。八卦分别是三乾、坤、震、 巽(xun)、坎、离、艮、兑等,它们分别表示天、地、雷、风、水、火、山、 泽。由于阴阳的排列23 即可得八卦,同理再由八卦排列为82,即可得64 卦。世界就是在阴阳两种对抗物质势力运动推动下孳生着。 发展着。这是一种十分朴素的万物生成的唯物主义观念。 然而,这两个本来独立发展的、具有唯物主义色彩的物质学说,到后来 经邹衍之手,加以歪曲比附,推演到人事和社会历史上去,使其被蒙上了浓 厚的迷信色彩,走上了唯心主义的玄学途径,失去了作为说明世界的一种初 级认识作用。
②运动观念。
在我国古代,人们把运动理解为一般变化,其中包括产生 和消灭,数量增减和性质变化,以及位置移动。对于位置的移动,《墨经》 中有专门的论述,并对“运动”和“静止”的观念下了定义:经上:“动, 或(域)徙(徙)也。”意思是说,凡物之动,乃其所处的位置的变化。经 说:“动:偏祭(际)徙(徙)者,户枢免瑟。”这里补充说明转动也是运 动;经上:“止,以久也”。“久”即时间,意思是说,静止,是指某物体 在某一时间限以上处于空间中同一位置,即物体在某一位置上停留一段时间, 这就是静止状态。经说:“无久之不止,当牛非马,若夫(矢)过楹。有久 之不止,当马非马,若人过梁。”这里墨家进一步说明静止与运动的关系: 把静止分为“无久之不止”与“有久之不止”两种情形。前者讲的是运动飞 快的物体,使人感觉不到在空间某一位置有停留的时间;后者讲的是运动缓 慢的物体,使人能够感觉到它在空间停留一段时间(静止)。除墨家外,先 秦时期,许多学者都提出过关于运动和静止的辩证命题。如惠施的“日方中 方睨,物方生方死。”公孙龙的“镞矢之疾而有不行不止之时”;“飞鸟之 影未赏动也”。等等。
除去以上列举的力学、光学、声学和物质与运动等四个方面之外,在这 一时代中,我国还有许多其它的物理学方面的成就,例如磁现象和静电现象、气象知识等等,不再一一加以介绍了。
即使从以上的一个很不完整、很不系统的介绍,我们已经可以看到,我 国古代确实有不少很有价值的物理学成就。跟文学、艺术、哲学等其它领域 一样,比之其它文明古国毫无逊色,甚至可以说有过之而无不及。尤其是春 秋战国时代,是我国古代学术上的一个繁荣昌盛的时期,是历史上有名的百 家争鸣时期,也是由奴隶制向封建社会过渡或封建制度逐步确立的时期。在 这样的一个时代,才能产生象墨子那样伟大的思想家和科学家。当然,墨子 或墨家的成就除去由于所处时代的原因之外,还因为他们比较接近生产者, 以及他们有着比较正确的认识论的观点。如“五路”之说,把知识分为“闻 知(间接经验)、说知(理性认识)、亲知(直接经验)”,并且注意名符 其实的认识标准(“名实耦,合也。以名学实,举,拟实也”)。
中国古代的科学技术,在很长的一段时期里都居于世界领先的地位。中国历史上的的科学技术成就,为世界文明的发展作出了很大贡献。而中国古代科学的发展过程中,与许多国家、地区和民族的科学技术交流。中国科学技术史上成就最大的是农学、天文学、数学和汉医学。 中国古代的科学技术相对于其他民族和地区的科学技术来说比较独立,中国古代的科学技术更注重实用性和经验性。
基本介绍 书名 :中国科学技术史 作者 :李约瑟 ISBN :9787030018830 页数 :336 定价 :1960 出版社 :科学出版社 出版时间 :19907 基本信息,先秦时期,秦汉时期,魏晋南北朝时期,隋唐、两宋时期,元朝时期,明朝时期,综述,数学,天文学,地理学,建筑学,医学,农学,军事学,兵器科技,物理学,清朝时期,近代的科学技术, 基本信息 科学技术萌芽时期 中国科学技术的萌芽时期为旧石器时代和新石器时代。 中国是世界早期人类文明的发源地之一 ,是世界上最早使用火,发明弓箭和陶器、出现农牧业、观察天文、开创医药的地区之一。 陶器 开始利用蚕丝制作丝绸。 先秦时期 夏商周时期奠定了中国科学技术的雏形。这时中国进入了青铜时代,青铜器的铸造冶炼技术非常高超,同时也出现了原始的瓷器。 《夏小正》 到了春秋战国时期,中国古代科学技术体系基本奠定。 广泛使用铁器,同时还出现了炼钢技术和铸铁柔化技术。 《夏小正》成书,是中国现存最早的一部农事历书。 有大规模的水利工程,包括都江堰、郑国渠等。 创造十进位制。 发明筹算,能进行四则运算以及乘方,开方等较复杂运算,并可以对零、负数和分数作出表示与计算。有学者认为,筹算促成了印度-阿拉伯数字体系。 创造九因歌,为世界上最简便的乘法表,直到今日还在使用。 出现了世界上最早的星表之一。 测定了比较精确的回归年长度。 中医学理论初步建立。 秦汉时期 中国古代的各个科学技术已经趋于成熟。 《九章算术》 农业上的轮作制已经确立。 中医学著作《神农本草经》、《伤寒杂病论》面世。 《九章算术》确定了中国古代的数学体系。 造纸术已被发明并且得到了重大改进。 造船技术已经非常成熟。 长城的建造体现了中国当时建筑技术的发达。 张衡发明候风地动仪,是世界上最早的地震仪。 已有牵星导航技术(过洋牵星术)。 发明抽水马桶,是世界上最早使用抽水马桶的国家[2]。 魏晋南北朝时期 刘徽、祖冲之、张子信等对数学和天文学做出了很大贡献。 裴秀提出的制图六体,创造了中国古代地图学的基础理论。 贾思勰的《齐民要术》标志著农学的成熟。 王叔和的《脉经》、皇甫谧的《针灸甲乙经》、陶弘景的《神农本草经集注》丰富了中医学体系。 葛洪在炼丹上的研究,对中国原始的化学做出了贡献。 马钧在机械制造方面的成就代表了中国古代机械制造的水平。 解飞、魏猛制造出世界上最早的车磨。 隋唐、两宋时期 主条目:宋朝科技隋唐时经济文化发达,使科学技术得到了很大发展。 到两宋时,中国古代的科学技术发展达到了高峰。 元朝时期 阿拉伯与波斯科学技术传入中国。元世祖忽必烈在尚未登基之前,就征招“回回为星学者”。他们翻译及带来诸如托勒密的《天文大集》、伊本·优努斯(又译作尤尼)的《哈基姆星表》(又译作《哈基姆历数书》)等天文学著作。1260年,元朝承金国旧制,设立司天台,1271年正式设立回回司天台,1312年设立回回司天监。后来还任用了一大批以札马剌丁(又译作扎马鲁丁、扎马剌丁)为代表的天文学家管理此类工作。 中国人在此时开始使用阿拉伯数字。 元世祖至元十七年(1280年),王恂与郭守敬等完成编制《授时历》。《授时历》以3652425天为一年,与地球绕太阳一周的实际时间只有26秒的差距。 制订《授时历》时,列出了三次内插公式(招差法),还使用“垛垒、招差、勾股、弧矢之法”进行缜密计算,其中将穆斯林发明的弧三角法套用于割圆术获得“弧矢割圆术”(即球面直角三角形解法)。 1303年,朱世杰著成《四元玉鉴》,将“天元术”推广为“四元术”(四元高次联立方程),并提出“消元”的解法。朱世杰亦研究各有限项级数求和问题,而且在此基础上得到高次差的内插公式。 一般认为欧几里得的著作《几何原本》前六卷是明代的徐光启在义大利传教士利玛窦的帮助下翻译并引进中国的,但有学者认为早在元代,此书已经被来华的穆斯林带到中国。[3] 中医学有很大发展,出现了金元四大学派。医药学在继承传统的基础上出现了“兼收并蓄、互通有无”的局面,大大丰富了医药学知识的内容。 《回回药方》是中国的大型综合性回回医药学典籍,作者不详,原有36卷,少数残本现可见于北京图书馆。该书多以汉语书写,同时夹杂许多阿拉伯语与波斯语医药术语及汉语音译。从残本目录可以看出,《回回药方》是一部包括内科、外科、妇科、儿科、骨伤和皮肤病等科,具有中西特色的医学典籍。研究中国医药史的学者根据残存部分推断,《回回药方》约有药方6000-7000首之多,其价值与中医古籍《外台秘要》相当。 1291年,郭守敬指挥修建元大都至通州的运河,当中有七座水闸,这七座水闸彼此相距约半公里的地方,又设计有斗门。郭守敬的设计是通过水闸和斗门的关闭与开放,调节运河各段的水位高低,引导船舶顺畅通过。工程竣工后,元世祖亲自将这段164里长的运河命名为 “通惠河”。通惠河是中国工程建设史上的杰作,其运用的巧妙方法与国外一些运河采用的技术是基本相同的。 元世祖在位时即开始重视农业,制定了有利于农业发展的政治措施,使得农业水平有了很大的提高王祯编著的《农书》有37卷,现存36卷,是中国古代一部对农业生产进行全面系统论述的著作。 《农书》全书约有十三余万字与300多幅图画,全文分为《农桑通诀》、《百谷谱》、《农器图谱》三大部分。《农桑通诀》包括对农、林、牧、副、渔及水利等各个方面的综合性论述,提出“顺天之时、因地之宜、存乎其人”的农耕思想。《百谷谱》对各种农作物的品种、特性、栽培、种植、收获、贮藏和利用等知识加以介绍,将农作物分为谷、蔬、果、杂等六大类,为中国农作物分类学奠基;而对于植物性状的描述,也是此前书籍不曾有过的。《农器图谱》则是《农书》的重点部分,该部分就田制、仓廪、舟车、灌溉、蚕桑、织纤、麻芒等分为20门类,详细介绍了257种农业机械,而且配绘图谱306幅并加以文字说明,其价值超过以往所有农业机械书籍。 在活字印刷术方面,王祯设计出木活字及转轮排字架,并于1298年用木活字排印《旌德县志》;其《造活字印书法》(附于《农书》书末)是最早的系统性介绍活字排版印刷术的科技文献。 明朝时期 综述 明朝科技成就灿若繁星,在各行各业都取得了非凡的成就,涌现了许多名家巨作。明前期,由于朝廷鼓励垦荒,所以在水利以及农业的技术上有大为的进步,手工业的繁荣,造就了像是宋应星的天工开物这类研究手工业的百科全书式书籍,在历史上有很重要的实用以及科学价值,明熹宗就经常亲自参与木工的研究和实践活动。 徐霞客游记 明太宗时由于有郑和下西洋的海上活动,使得绘制海图以及罗盘运用的技术大为进步,其他民间的科学作品,像是李时珍的本草纲目,地理著作徐霞客游记都是流传至今的科学名作,这也使得中国的建筑技术更上一层楼。16世纪西方逐渐脱离黑暗时代,文艺复兴开始,西洋科学突飞猛进,大量的西学随着传教士进入中国,像是徐光启以及传教士利玛窦共同翻译的几何原本。由于科举大兴八股文模式并删减数学内容,以及珠算盛行,因此建立在筹算基础上的中国古代数学便衰落了。 数学 数学方面,王文素著《算学宝鉴》,程大位写成集珠算理论之大成的著作《直指算法统宗》,徐光启翻译了《几何原本》,李之藻著《同文算指》。 朱载堉,他首创利用珠算进行开平方,研究出了数列等式,在世界上最早解答了已知等比数列的首项、末项和项数,解决了不同进位制的小数换算,其中某些演算方法一直沿用到今天。 天文学 天文学方面,出版名著《白猿献三光图》(作者不详)载有一百三十二幅云图,赵友钦著《革象新书》,徐光启吸收西洋历法成果编成《崇祯历书》,李之藻著《浑盖通宪图说》,王锡阐著《晓庵新法》。安装中国第一架天文望远镜:"筒"(yong) 。 朱载堉,开拓了新的领域:他认为当时的历法计算每年的长度不是十分精确,经过他的仔细观测和计算,求出了计算回归年长度值的公式。在 1986年,专家们用现代高科技的测量手段对朱载堉关于1554年和1581年这两年的计算结果进行了验证,验证发现,朱载堉计算的1554年的长度值与我们今天计算的仅差17秒钟,1581年差21秒钟。这不能不令世人震惊,就连欧美的专家学者都啧啧称奇。 他是我国历史上第一个精确计算出北京的地理(北纬39°56′,东经116°20′)位置的人。 地理学 地理学方面,编成《郑和航海图》,徐霞客著《徐霞客游记》,出现最早的世界地图《坤舆万国全图》,顾炎武著《肇域志》、《天下郡国利病书》。 建筑学 建筑学方面,明初大兴土木工程,兴建紫禁城以及修建万里长城,计成写成园林学名著《园冶》。 万里长城 医学 医学方面,明成祖组织编成《普济方》,李时珍著《本草纲目》,杨继洲著《针灸大成》,陈实功著《外科正宗》,吴有性着《瘟疫论》,张景岳著《类经》,明朝还在世界上最早种痘预防天花。 农学 农学方面,俞宗本着《种树书》,朱橚著《救荒本草》,马一龙著《农说》,屠本畯著中国现存最早的海洋生物专著《闽中海错疏》,喻仁、喻杰合著兽医学著作《元亨疗马集》,徐光启著《农政全书》,玉米、地瓜、土豆、花生、菸草、西红柿、向日葵、南瓜、辣椒从美洲传入。 军事学 军事学方面,茅元仪著《武备志》,出版名著《火龙经》,赵士祯著《神器谱》,孙元化著《西法神机》,焦勖著《火攻挚要》,王钲编成中国第一部系统的机械工程专著《新制诸器图说》,戚继光着《纪效新书》、《练兵实纪》。 兵器科技 兵器科技方面,1372年造碗口铳,1377年造手铳(小口径管形),14世纪末发明“神火飞鸦”,1453年造铜火铳(滑膛式),1524年在北京铸造佛朗机炮,16世纪中叶发明“火龙出水”,1558年造出中国第一批火绳枪一万支,称之为“鸟嘴铳”,1580年戚继光发明"自犯钢轮火"(其效类似地雷),1642年南京出现遂发火枪。 物理学 物理学方面,朱载堉著音律学著作《律吕精义》,宋应星著《天工开物》,方以智著《物理小识》,万户进行世界最早的火箭升空试验,孙云球制造放大镜、显微镜等几十种光学仪器,并著《镜史》。 清朝时期 康熙时,经过三十余年的筹划、测绘工作,制成了《皇舆全览图》。这部地图“不但是亚洲当时所有的地图中最好的一幅,而且比当时所有的欧洲地图都更好、更精确”[5]。乾隆时,又派明安图等人两次到新疆等地进行测绘,最后在《皇舆全览图》的基础上,根据测绘的新资料,制成了《乾隆内府皇舆全图》。这两份地图,至今仍有很大的参考价值。 乾隆时官修《医宗金鉴》九十卷,征集了不少新的秘籍及经验良方,并对《金匮要略》、《伤寒论》等书作了许多考订,是一部介绍汉医临床经验的重要著作。 皇舆全览图部分 王清任著《医林改错》,强调解剖学知识对医病的重要性,并对古籍中有关脏腑的记载提出了疑问,通过对尸体内脏的解剖研究,绘制成《亲见改正脏腑图》二十五种,改正了前人的一些错误。 王锡阐著《晓庵新法》、《五星行度解》等十几种天文学方面的著作,肯定了西洋历法先进的地方,也指出了其中的许多缺点和错误,对日食月食的算法、天文数据的套用、以及回归年的长度、岁差常数等问题,都提出了比较中肯的意见,促进了中国历算学的发展。 梅文鼎整理和阐发中国古代的历算学,同时也研究和介绍西洋科学,著有天文、历法、数学方面的书籍达86种。其著作《中西数学通》,几乎总括了当时世界数学的全部知识,达到当时中国数学研究的最高水平。在该书的《方程论》部分,阐明了中国古代方程的独创性,指出这种算法是西洋所没有的;在《勾股测量》、《九数存古》等部分,也证明了中国古代算法的成就;在《堑堵测量》、《几何补偏》部分,介绍了西洋的球面三角学,并对西洋立体几何作出论述和发展;而在《筹算》、《度算》、《比例数解》等部分中,则解释和介绍了西洋的对数、伽利略的比例规等方法。 明安图著有《割圆密率捷法》四卷。因当时从欧洲传进的割圆三法(圆径求周、孤背求正弦、弦背求正矢)只有公式,而没有公式的证明方法,于是创用“割圆连比例法”证明了三条公式,而且进一步创造了“弧背求通弦”、“通弦求弧背”、“正矢求弧背”等一系列的新公式,是中国用解析方法对圆周率进行研究的第一人。 龚振麟于1841年首创铁模铸炮法,并著有《铸炮铁模图说》,是世界上最早论述铁模铸造法的科技文献之一。 李善兰独立发明对数微积分,并在组合恒等式方面提出李善兰恒等式。1872年发表了《考数根法》,是中国质数论方面最早的著作。 近代的科学技术 鸦片战争之后,西方科学大量传入中国,从洋务运动、戊戌变法、一直到辛亥革命,中国都在吸收西方科学成果。民国初年中国科学社等民间学术社团创立以后,中国科学技术开始和世界科学技术的发展更为系统地融合在一起。1928年成立的中央研究院、1949年成立的中国科学院都获得 的财力支持。 1964年10月成功爆炸了第一枚核子弹;1967年6月又成功爆炸第一枚氢弹。 1999年11月20日6时30分在酒泉卫星发射中心发射神舟一号,进行试验航天飞行,次日15时41分神舟一号飞船在内蒙古自治区中部地区成功着陆。 2003年10月15日发射的神舟五号载人飞船使中国成为继俄罗斯以及美国之后,第三个有能力独自将人类送上太空的国家。 2007年10月24日18时05分,嫦娥一号探测器从西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭成功发射。
科技类的书有:
1、《最新科学技术全书》:本书综合反映了近代科学技术萌生到发展的历程,重点介绍了20世纪以来世界科技领域的发展状况,全面介绍了世界各国在信息技术、基因工程、纳米材料、航天科技等领域最新科研成果和科研动向。
2、《科学技术发展简史》:本书从追溯科学技术发展的起源入手,在分别介绍古希腊罗马、中国古代、阿拉伯和欧洲中世纪的科学技术发展成就以后,重点分析了近代自然科学的产生与第一次技术革命、经典力学体系建立以后近代自然科学的蓬勃发展及第二次技术革命。
在此基础上描述了二十世纪之后现代自然科学的新发展和其在技术领域的应用,并探讨了科学技术在当代的社会价值,通俗易懂,是一本不错的科学技术史专业的入门书籍。
3、《中国儿童百科全书·科学技术》:足了那些有强烈求知欲的孩子的需求。它虽然是百科全书,读起来十分轻松,因为这套书把相近相关的知识内容集中到一个知识门类中,每个知识门类又分为不同的知识主题,知识主题下面有全面介绍这个主题的知识点和画面,还有帮助理解画画的图注,看上去很像一棵“知识树”。
4、《科学技术百科全书》:当代科学技术大型出版物中,有中国科学院组织编纂的中国第一部大型综合性的科技百科全书《科学技术百科全书》(共30卷),由科学出版社出版。
5、《科学技术简史》:本书力求向读者展示科学技术发展历程的概貌,同时,努力聚焦一些重大的科学发现或技术发明的过程,从而让读者较深入地理解科学发现或技术发明的精髓所在,是一本适合大学生素质拓展教学需要,并具有一定普适性的教材。
北宋科学家沈括《梦溪笔谈》,总结了我国古代主要是北宋时期的许多科技成就,在我国和世界科技史上有重要地位。
宋仁宗时成书的《武经总要》记载了许多火器的制作方法。
郭守敬主持编定《授时历》,一年的周期与现行公历基本相同,但问世比现行公历早300年。
《科学探索者》、《人与自然》、《中国国家地理》《上帝掷骰子吗:量子物理史话》《平行宇宙》《暴风雪的夏天-南极》《动物江湖》《历史决定论的贫困》《狭义与广义相对论浅说 》《世界未解之谜》
湖南科学科技出版社的“第一推动丛书”系列。
其中包括:
《时间简史——从大爆炸到黑洞》(史蒂芬·霍金)
《时间简史续编》(史蒂芬·霍金)
《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》(史蒂芬·霍金)
《细胞生命的礼赞——一个生物学观察者的手记》(L·托马斯)
《可怕的对称——现代物理学中美的探索》(阿·热)
《皇帝新脑——有关电脑、人脑及物理定律》(罗杰·彭罗斯)
《时间之箭——揭开时间最大奥秘之科学旅程》(彼得·柯文尼)
《上帝与新物理学》(保罗·戴维斯)
《原子中的幽灵》(PCW戴维斯, J布朗)
共9本。
第二辑
《时空本性》(史蒂芬·霍金)
《黑洞与时间弯曲——爱因斯坦的幽灵》(基普·S·索恩)
《千亿个太阳——恒星的诞生、演变和衰亡》(鲁德夫基彭哈恩)
《莎士比亚、牛顿和贝多芬——不同的创造模式》(S·钱德拉塞卡)
《数学:确定性的丧失》(M·克莱恩)
《夸克与美洲豹——简单性和复杂性的奇遇》(M·盖尔曼)
《惊人的假说——灵魂的科学探索》(F·克里克)
《我们为什么生病——达尔文医学的新科学》(R·M·尼斯)
《水母与蜗牛——一个生物学观察者的手记》(L·托马斯)
共9本。
第三辑
《宇宙的琴弦》(B·格林)
《时间、空间与万物》(B·K·里德雷)
《生命是什么》(埃尔温·薛定谔)
《终极理论之梦》(S·温伯格)
《从反粒子到最终定律》(理查德·菲利浦·费曼)
《宇宙为家》(S·考夫曼)
《未来50年》(J·布洛克曼)
《科学新领域的探案》(S·考夫曼)
《智慧的动力》(约翰·立恩哈德)
共9本。
第四辑
已出版8本
《果壳里的60年》(S·W·霍金等)
《时空的未来》(S·W·霍金等)
《物理天文学前沿》(F·霍伊尔等)
《四维旅行》(RL普瓦德万)
《逻辑的引擎》(马丁戴维斯)
《新量子世界》(安东尼·帕特里克·沃尔特斯)
《亚原子粒子的发现》(斯蒂芬·温伯格)
《宇宙新视野》(C·C·皮特森、J·C·布兰特)
以上书名来自
本文2023-08-05 07:59:52发表“古籍资讯”栏目。
本文链接:https://www.yizhai.net/article/19578.html