祖冲之 园周率

　　他对刘歆、张衡、郑玄、阚译、王番、刘徽等科学家的工作进行了仔细研究，一一驳正了他们的错误，导出了许多极有价值的结果。准确到7位有效数学的园周率数值便是人所共知的例子。

　　墨翟 数学、力学、声学、光学

　　1．在力学方面，墨家给“力”下了符合科学的定义。对杠杆平衡的研究，不仅考虑到力的大小，而且考虑到力臂的长短，实际上提出了力矩的概念。可以说，墨家已经发现了杠杆的平衡条件。

　　此外，墨家对运动和时间、轮轴、斜面、圆球运动以及浮力等问题，都有深刻的论述。

　　在声学方面，墨家的突出成就是把固体传声和声音共鸣在军事上的巧妙运用。

　　2．在光学方面，墨家研究得更多。他们做了世界上最早的小孔成像实验。此外，墨家对飞鸟的影子、物体的本影和半影、凹面镜和凸面镜的成像现象等，也都作了许多研究。

　　张衡 天体运动和宇宙结构 浑天仪 侯风仪

　　根据自己对天体运行规律的认识和实际观察，认真研究了这三种学说，认为浑天说比较符合观测的实际。他继承和发展了前人的浑天理论，大胆地对天象提出了许多新的见解。

　　张衡在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上，根据自己的浑天说，创制了一个比以前都精确、全面的多的“浑天仪”。创制了一个能够精确在表演浑天思想的“浑天仪”。

　　还创造了一种测定风向的仪器——侯风仪，又叫相风铜鸟。是在一根五丈高的杆顶安放一只衔着花的铜鸟，可以随着风向转动。鸟头所对的方向就是风向。

　　沈括 《梦溪笔谈》

　　一位非常博学多才、成就显著的科学家，我国历史上最卓越的科学家之一。精通天文、数学、物理学、化学、地质学，气象学、地理学、农学和医学；他还是卓越的工程师、出色的外交家。

　　。《梦溪笔谈》中所记载这方面的见解和成果，涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著。沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到磁针的偏角问题。在光学方面，沈括通过亲自观察实验，对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他对我国古代传下来的所谓“透光镜”（一种在背面能看到正面图案花纹的铜镜）的透光原因也做了一些比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。此外，沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。沈括还是最早发现地理南北极与地磁场的N，S极并不重合，所以水平放置的小磁针指向跟地理的正南北方向之间有一个很小的偏角。被称为磁偏角。

　　鲁班 机械、土木、手工工艺

　　一次攀山时，手指被一棵小草划破，他摘下小草仔细察看，发现草叶两边全是排列均匀的小齿，于是就模仿草叶制成伐木的锯，他看到各种小鸟在天空自由自在地飞翔，就用竹木削成飞鹞，借助风力在空中试飞。开始飞的时间较短，经过反复研究，不断改进，竟能在空中飞行很长时间，公输般一生注重实践，善于动脑，在建筑、机械等方面作出了很大贡献。他能建造“宫室台榭”；曾制作出攻城用的“云梯”，舟战用的“勾强”；创制了“机关备制”的木马车；发明了曲尺、墨斗、刨子、凿子等各种木作工具，还发明了磨、碾、锁等。由于成就突出，建筑工匠一直把他尊为“祖师”。 鲁班的发明创造很多。不少古籍记载，木工使用很多的木工器械都是他发明的。像木工使用的曲尺，叫鲁班尺。又如墨斗、伞、锯子、刨子、钻子等，传说均是鲁班发明的。这里面都包含着原始的物理科学知识。

　　鲁班还是一个很高明的机械发明家。他制造的锁，机关设在里面，外面不露痕迹，必须借助配合好的钥匙才能打开。

　　《墨子》一书中有这样的记载：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。”就是说鲁班制作的木鸟，能乘风力飞上高空，三天不降落。这可不可以认为，是原始航空科学的先头兵

　　鲁班还改进过车辆的构造，制成了机动的木车马。这种木车马由木人驾御，装有机关，能够自动行走。

　　四大发明在人类文明史上的重要地位，是中国成为文明古国的标志之一。古代，我国的科学技术在许多方面曾经居于世界前列，但过去的光辉历史不等于现在的荣耀。5世纪后的千余年里，欧洲处在封建社会之中。在这个漫长的时期里，我国的科学技术一直在向前发展，而欧洲的科学技术却停滞不前。到了十五、六世纪，由于封建制度的瓦解和资本主义制度的逐步形成，欧洲的近代自然科学得以诞生，却突飞猛进，超越中国，领先于世界。从此，中国的科学发展基本上就一直落后与西方国家。以至于最后，西方列强利用中国发明的指南针，火药，直接打到了中国。在清朝，强迫中国割地赔款，使中国成为了一个半殖民地半封建的国家。

　　中国人都知四大发明，因此而津津乐道。但是，千百年已经过去，国人是否还有其他什么值得夸耀的大发明呢？与此同时，在世界各地，改变人类历史的大发明却层出不穷，不计其数。例如：蒸汽机，电力，电灯，电脑，汽车， 飞机，互联网，等等。尤其是美国人和欧洲人改变世界的大发明真是数不胜数，大家是否看到他们因为自己国家的大发明而沾沾自喜，乐此不疲得到处宣扬呢？他们的大发明是不是也是同样的屈指可数，就这四个呢？了解自己国家过去的光辉历史，固然重要，但是死抱着过去，就会导致裹足不前，故步自封，自我麻痹。中国人的大发明不应该只有这四个，应该随着历史发展，不断增加才对。所以四大发明的正确称呼应该是四大古发明。

　　起源

　　尽管中华文明有很多重要的成就都以“四大”“五大”等命名，如四大美人、四大古典小说、四书五经，四大发明的概念却来源于西方学者，并在之后被中国人接受。

　　这些发明的重要性最早可能是由英国哲学家弗朗西斯·培根提出的，他在1962年写到：“印刷术、火药和指南针。。。使世界产生了不计其数的变革，以至于没有任何帝国，教派，个人对人类事务产生如此重大的影响力。”培根是一个政治家和哲学家，而不是科学家或考古学家，因此，他可能并不清楚这些发明的来源，没有提及这些是古中国的发明，而认为是西方的产物。然而，他的作品确实展现出了这些科技对中世纪的世界是多么的重要。

　　现在所指的四大发明最早是由19世纪的传教士和汉学家约瑟夫·爱德肯提出的。当爱德肯比较中国和日本时，提出学者们应当清楚日本没有像中国的造纸术、印刷术、指南针和火药那么重要的发明。这个发明清单被后来的著名英国生化学家、历史学家和汉学家李约瑟发扬光大。

　　指南针

　　指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针(俗称吸铁石)。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

　　指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。

　　指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面，特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出，当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针，可见指南针刚开始使用时，使用还不熟练。二十几年后，许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载：“惟视星斗前迈，若晦冥则用指南浮针，以揆南北。”到了元代，指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航，在不同航行地点指南针针位的连线图，叫做“针路”。船行到某处，采用何针位方向，一路航线都一一标识明白，作为航行的依据。

　　指南针的发明是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中，进一步了解了磁的性质，并试图更多地应用这些性质。传说秦始皇修建阿房宫时，有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过，立刻会被吸住，被卫兵当场捕获。这样的故事还很多，《晋书马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带，在敌人必经的狭窄道路两旁，堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时，被牢牢吸住，不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲，磁石对他们没有什么作用，可自由行动。敌人以为神兵，不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石，磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住，使其难以脱身。

　　魏晋南北朝时，我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁，于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法，他指出：优良磁石出产在南方，磁性很强，能吸引三、四根铁针，使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石，能吸引十多根铁针，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分，而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。

　　我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。

　　指南针在古代主要被堪舆家们用于相宅相墓，同时也被用于航海及其他。正是这后者对人类社会进步发挥了巨大作用，因而指南针才得以跻身于古代四大发明的行列。我国典籍记载指南针用于航海，始于宋代朱彧1119年写的《萍洲可谈》，书中写道：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”之后，类似的文献层出不穷，这表明在航海活动中，指南针普及得相当快。这一发明后来经阿拉伯传入欧洲，对欧洲的航海业乃至整个人类社会的文明进程，都产生了巨大影响。

　　指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，介绍司南必须从磁石说起。

　　磁石通常称为“吸铁石”，它把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子，所以人们称它为“慈石”。

　　磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极，一头叫正极，另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。

　　战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。《中国历史》课本插图——“司南”，是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史书记载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的正极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。

　　到了宋代，劳动人民掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁体的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁体上摩擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验，还发现磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种发现在科学上叫磁偏角。而且指南针还能带给别人很好的辨别方向的用处

　　火药

　　用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的，而当时人们都把这三种东西作为治病的药物，所以取名“火药”，意思是“着火的药”。火药

　　自秦汉以后，炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹，从偶然发生爆炸的现象中得到启示，再经过多次实践，找到了火药的配方。三国时魏国有个聪明的技师马钧，用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”，开创了火药应用的先河。

　　唐朝末年，火药开始应用到军事上。人们利用抛射石头的抛石机，把火药包点着以后，抛射出去，烧伤敌人，这是最原始的火炮。后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近，点着引线以后，用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药，再加上一些沥清、桐油等，捣在一起做成毒球，点着以后，用弓箭射出，杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝，人们将火药装填在竹筒里，火药背后扎有细小的“定向棒”，点燃火管上的火硝，引起筒里的火药迅速燃烧，产生向前的推力，使之飞向敌阵爆炸，这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火枪和枪，这些都是用竹管制成的原始管形火器，是近代代枪炮的老祖宗。

　　造纸术

　　造纸技术的发明，是中华民族对世界文明的杰出贡献之一。

　　发明人

　　东汉和帝元兴元年(公元105年)，蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上，发明了用树皮、破渔网、破布、麻头等作为原料，制造成了适合书写的植物纤维纸，才使纸成为人们普遍使用的书写材料。被称为“蔡侯纸”。

　　蔡伦只是改进造纸术，而不是纸的发明人。

　　造纸术在7世纪经朝鲜传到日本。8世纪中叶传到阿拉伯联合酋长国。到12世纪，欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。

　　活字印刷术

　　木活字

　　它开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时的毕升发展、完善，产生了活字印刷，并由蒙古人传至了欧洲，所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导，为知识的广泛传播、交流创造了条件。

　　雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字，然后再上墨，印到纸上。每印一种新书，木板就得从头雕起，速度很慢。如果刻版出了差错，又要重新刻起，劳作之辛苦，可想而知。

　　北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间，用质细且带有粘性的胶泥，做成一个个四方形的长柱体，在上面刻上反写的单字，一个字一个印，放在土窑里用火烧硬，形成活字。然后按文章内容，将字依顺序排好，放在一个个铁框上做成印版，再在火上加热压平，就可以印刷了。印刷结束后把活字取下，下次还可再用。这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术。

　　这种印刷方法虽然原始简单，却与现代铅字排印原理相同，使印刷技术进入了一个新时代。

　　后来，元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字，并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法，后来又发明了金属活字，使活字印刷得到了改进。唐代的雕刻印本传到日本，8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧。15世纪，德国人学会了用合金铸字，从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。

　　印刷术是按照或图画原稿制成印刷品的技术。中国是世界上最早发明主的国家。早期的印刷是把图文刻在木板上用水墨印刷的，现在的木版水印画仍用此法，统称“刻版印刷术”( 亦称“雕版印刷术”)刻版印刷的前身是公元前流行的印章捺印和后来出现的拓印碑石等。造纸和制墨等生产技术出现之后，逐渐发明了刻版印刷技术。刻版印刷的始创时间，现在众说纷纭，尚未定论。我认为它始创于东汉，发祥在洛阳，盛行于隋唐。世界上现存最早的印刷物是唐咸通九年(公元868年)印制的《金刚经》(它全郑长4877毫米，高244毫米，由七张粘连起来而成一卷。卷首有释迦说法图，末有“咸通九年四月十五日王(王+介)为二亲敬造普施”题记。原藏于甘肃敦煌千佛洞，1899年发现。1907年为英国人斯坦因盗去，现存于英国伦敦不列颠博物馆)。

　　北宋科学家、政治家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》，其中详细介绍了活板印刷术的全过程，通俗易懂，非常详细。

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七十一：《梦溪笔谈》

中国科技史上的里程碑

在中国历史上难以胜计的笔记小说中，知名度最高，影响最巨，传播最广者，无过于《梦溪笔谈》一书了。作者沈括（1031-1095年），字存中，钱塘（今杭州）人，北宋治平元年（1064年）进士，曾任负责天文、历法的提举司天监，负责兵器制造的判军器监。负责全国财政的权三司使，负责边关政务和防务的知延州（今陕西延安）、兼鄜延路经略安抚使，又曾出使辽国，并曾多次巡察地方政务，相度农田水利，后因边事获罪被贬。他博学多才，为一代学问大家，史称："博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算。无所不通，皆有所论著。"（《宋史》本传）本书乃集其一生学识和见闻之精萃而撰成，因成书于梦溪园，故名《梦溪笔谈》。

其最初版本为30卷，条数可能亦较多，但早已亡佚。现存26卷本至迟在南宋初年之前亦已流行。《补笔谈》2卷、《续笔谈》1卷则为本书成书后，作者所写的补稿。《补笔谈》为作肯或后人所编，《续笔谈》则为后人所辑补。把原书与补、续合编成册，最早出现于明代会稽商浚在万历年间所刻《稗海》的再印本。现本以上海古籍出版社胡道静先生的校正本最为流行。胡先生对原书的不少错讹进行了订正，并加有大量注释、解说，又把书中条文按顺序编加序号，计分为609条，使阅读、寻检更为方便。

全书按内容分为故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、权智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议等17门，涉及典章制度、财政、军事、外交、历史、考古、文学、艺术，以及科学技术等广阔的领域，可谓包罗万象，应有尽有。

如叙典章制度，有官制、礼制、兵制、舆服、仪卫、文牍、掌故。叙财政，有茶法、盐法、均输法，以及北宋历朝铸造铜钱之情况。叙军事，有阵法、兵器、筑城、屯边、战守、粮运、谋略。叙外交，有作者熙宁八年（1075年）受命使辽，与辽方谈判边界争议的记述，为史籍中关于宋辽使节往来之最翔实、精确的实录。其于史学，除全书所记述大多为可靠史实外，又有很多记述，为其他史籍所无，或较其他史籍记载翔实。如王小波、李顺起义事件，以及不少科学技术发明事略，即是如此。这些记载，弥补了史料之缺陷，或考证了史料之错讹。其于考古，对各种出土文物之时代、形状、花纹、文字等，均有细致的考证，对宋代考古学之发展，其影响颇大。其于文学，除文字流畅、洗练，描述条理清晰，层次分明，本身就是一部笔记体文学佳作外，于诗、词亦有独到之论。其叙艺术，有书法、绘画，音乐方面更有清乐、雅乐、燕乐，以及律制、音制、乐器等。书中强调把形式、内涵、情感、技巧融为一体，再行升华，追求"意韵萧然，得于声外"的艺术境界，如是等等，可见全书极富学术价值和历史价值。而本书之著名，尤以科学技术价值见称。

全书所论及之科学技术内容极为广泛，据英国专事中国科技史之大家李约瑟博士统计，书中有关科学技术之条文有207条，占全书的三分之一强。内容包括有天文、历法、数学、地质、地理、地图、气象、物理、化学、生物、农学、医药学、印刷、机械、水利、建筑、矿冶等各个分支。

在天文方面，记述有作者改进浑仪、浮漏、圭表之事迹，开了宋元时代天文仪器改革之先锋。又记述有作者利用改进后的浑仪，连续对北极星进行3个月之观测，绘制星图200余幅，得出极星离天极三度有余之结论；利用改进后之浮漏，进行长达10余年之测量，第一次从理论上推导出冬至日长度"百刻而有余"，夏至日长度"不及百刻"的结论。对岁差、日月五星之运行、二十八宿距星等，亦均有所论及。

在历法方面，记述了作者主持编订《奉元历》之始末，民间天文学家卫朴之成就和在改历中之贡献。又论及历代历法之疏密，以及历法推步之术。书中所记载的"十二气历"，以节气定历，为一纯阳历制度，乃对传统阴阳合历所作的一根本性变革，是作者之首创。19世纪英国气象局采用的肖伯纳历，与此相似。

在数学方面，记述有作者首创之隙积术和会圆术。隙积术为一种求解垛积问题的方法，属于高阶等差级数求和之范畴。会圆术为一种已知弓形圆径和矢高，求弧长的方法，属于求解高次方程的问题。这二种方法，开辟了中国传统数学新的研究方向，对宋元时期中国数学的高度发展，其功甚大。

在地质、地理、地图方面，记述有浙江雁荡山"峭拔险怪，上耸千尺，穹崖巨谷"，西部黄土地区"立土动及百尺，迥然耸立"等地貌特征，指出此乃流水之侵蚀作用所造成。又记述了河北太行山之山崖间，往往衔蚌壳之化石，在石壁上横亘如带，从而推断这里为昔日之海滨，华北平原乃泥沙淤积而形成。又记述有作者利用木屑、面糊和熔蜡，以及用木刻等方法，制作立体地理模型，并被推广的情形；还有作者"以二寸折百里为分率"，按"二十四至以布郡县"，绘制天下州县图"守令图"的情况。

在物理学方面，记述有指南针乃方士（即风水先生）利用铁针磨磁石磁化所发明，当时有四种使用方法，即水浮法、置指甲上、置碗唇上和悬丝法，并指出指南针不全指正南，而常微偏东，指南针有指南、指北二种。这是关于指南针发明、应用，及地球磁偏角之发现的重要史料。又记述有作者关于球面镜成像的实验。指出凹面镜照物时，有一处叫"碍"（即焦点），在此点之上照物无所见，在此点之外照物成倒像，在此点之内照物成正像，并用小孔成像、细腰鼓、船上橹担等现象作比拟，来解释凹面镜成像原理。指出凸面镜只成小于原物的正像，并解释古人铸镜，镜大则平，镜小则凸的道理。

此外，还记述有演示月亮盈亏的模拟实验，演示声音共振的实验。对于海市蜃楼、虹、雷电等现象，以及透光镜，也都有所记述，并进行解说。

在化学和矿冶方面，记载有利用铜铁离子置换反应，而发明的湿法冶铜方法"胆铜法"，以及古代最先进的炼钢方法灌钢法。又记述了石油、井盐、池盐，以及青堂羌族的冷锻铁甲法。

在农学、生物学方面，记述有不少作物和动、植物的地理分布、生态特征和分类，并对一些古生物进行了考证，使这些早已灭绝的生物让人们有所了解。

在水利方面，记述有作者在汴河分段筑堰，逐段进行测量，测得从汴京（开封）上善门起，经420公里，至泗洲（今江苏泗洪）淮河口，水位落差64．95米的事迹。又记述有当时木工高超在治理黄河时，发明巧合龙门的三节压埽法。

对于漕渠复闸、苏昆长堤和淤田法等，亦皆有所记述。

在印刷技术方面，记述有庆历年间（1041-1048年）布衣毕升发明泥活字印刷术，以及活字印刷的工艺过程。这是关于活字印刷术最早的文字记载。

在建筑学方面，记述有著名匠师喻皓加固杭州梵天寺木塔的事迹，以及其所著建筑学专著《木经》的片断。《木经》早已佚亡，人们仅藉此方知这部重要著作，并了解其内容之一斑。

在医药学方面，记述有人体解剖生理学，并阐述了食物、药物、空气进入人体后的运转过程，以及人体新陈代谢的原理。又记述有大量植物、矿物药物的特征、性味、采制和功效，以及用药配方的原则。

对于全书所记述的极其丰富的科学内容，当然不可能予以一一列述。但从上列各端，即可看到本书科学价值之高。可以说，本书反映了11世纪时中国科学技术的水平，其中不少成就在当时世界科学技术领域中居于领先的地位。因此，本书被视为中国科学技术史上里程碑式之典籍，受到中外学者的高度重视。