中國(guó)封建時(shí)代的科學(xué)技術(shù)

中國(guó)封建時(shí)代的科學(xué)技術(shù)

四、實(shí)用科學(xué)五、西學(xué)東漸六、李約瑟問(wèn)題七、中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)教學(xué)目的和要求1.了解中國(guó)封建時(shí)代科學(xué)技術(shù)的社會(huì)背景及其與古希臘科學(xué)社會(huì)背景的差異；2.重點(diǎn)掌握三大獨(dú)創(chuàng)技術(shù)和四大發(fā)明及其在人類(lèi)文明史上的重大意義；3.著重認(rèn)識(shí)中國(guó)封建時(shí)代天文學(xué)、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)的重要成就及其相對(duì)于古希臘科學(xué)的特征；4.深入理解“李約瑟悖論”的涵義及其探討這一命題的重大現(xiàn)實(shí)意義。四.實(shí)用科學(xué)天文學(xué)數(shù)學(xué)中醫(yī)藥學(xué)農(nóng)學(xué)1.天文學(xué)

皇家的需要，農(nóng)業(yè)社會(huì)的需要。不以宇宙理論見(jiàn)長(zhǎng)，而以積累觀(guān)測(cè)為主?；始覊艛嗵鞂W(xué)，禁止民間私習(xí)。天學(xué)享有很高的地位，不僅敬授人時(shí)，而且揭示天行之道。1.天文學(xué)1.1精確、系統(tǒng)的天象觀(guān)測(cè)記錄：中國(guó)是世界上天文學(xué)發(fā)展最早的國(guó)家之一。據(jù)文獻(xiàn)記載，遠(yuǎn)在四千多年前，堯帝時(shí)就設(shè)有司天官。隨著社會(huì)的進(jìn)步，古代天文學(xué)得到迅速的發(fā)展。在天象觀(guān)測(cè)方面，公元前十六世紀(jì)中國(guó)就有天象的文字記載，他們相繼留下的關(guān)于太陽(yáng)黑子、彗星、流星、新星、日月五星的記事以及各種星圖、星表，內(nèi)容豐富，年代連續(xù)，其中許多還是世界上最早的記錄。月蝕日蝕日食月食

最先發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子世界上公認(rèn)中國(guó)最早發(fā)現(xiàn)和記錄了太陽(yáng)黑子。早在殷商甲骨文中就有與太陽(yáng)黑子有關(guān)的記載，有學(xué)者認(rèn)為，甲骨文“日”字中的一點(diǎn)（⊙）就是表示太陽(yáng)黑子。目前公認(rèn)的世界上最早的太陽(yáng)黑子記錄，是《漢書(shū)·五行志》中“漢成帝河平元年三月乙末，日出黃，有黑氣，大如錢(qián)，居日中央”的記述。據(jù)太陽(yáng)物理專(zhuān)家考證，這是公元前28年5月10日的一次太陽(yáng)黑子記錄。比歐洲早了1500年。彗星的觀(guān)測(cè)記錄中國(guó)對(duì)彗星的觀(guān)測(cè)和研究已有四千多年歷史，擁有世界上最早、最完整的彗星記錄。我國(guó)古代稱(chēng)彗星為"星孛"，《春秋》上記錄了魯文公十四年（公元前613年）出現(xiàn)的彗星："秋七月，有星孛入于北斗。"這是關(guān)于哈雷彗星的最早記錄。哈雷彗星是一顆周期彗星，每76年出現(xiàn)一次，從魯文公十四年開(kāi)始到清代宣統(tǒng)二年（公元1910年）止，哈雷彗星出現(xiàn)過(guò)31次，每次出現(xiàn)，我國(guó)都有詳細(xì)的記錄。中國(guó)的記載

新星和超新星的記載我國(guó)對(duì)新星和超新星的出現(xiàn)早有記載。商代甲骨卜辭中就記載了大約公元前十四世紀(jì)出現(xiàn)于天蝎座α星附近的一顆新星?！稘h書(shū)·天文志》中記載有：“元光元年五月，客星見(jiàn)于房?！边@記錄的是公元前134年出現(xiàn)的一顆新星，這顆新星是中外史書(shū)中均有記載的第一顆新星，與其他國(guó)家的記載比，我國(guó)的記載不僅寫(xiě)明了時(shí)間，還寫(xiě)明了方位，因此法國(guó)天文學(xué)家比奧在著《新星匯編》時(shí)把《漢書(shū)》的記載列為首位。自商代到十七世紀(jì)末，我國(guó)史書(shū)共記載了新星、超新星約90顆左右，其中大約有12顆屬于超新星，這么豐富而系統(tǒng)的歷代新星爆發(fā)記錄在世界各國(guó)中是獨(dú)一無(wú)二的。

金牛座蟹狀星云———被譽(yù)為“中國(guó)新星”的公元1054年超新星遺跡該超新星爆發(fā)亮度超過(guò)500億顆太陽(yáng)

1.2獨(dú)特、優(yōu)秀的歷法體系1)商代的陰陽(yáng)歷

2)戰(zhàn)國(guó)的四分歷

3)漢代的太初歷

4)唐大衍歷

5)元代授時(shí)歷

6)此外，宋代沈括的十二氣歷、明末的崇禎歷陰陽(yáng)合歷：日、氣、朔三要素。公元前4世紀(jì)，已測(cè)出太陽(yáng)年為365.25天。元朝著名天文學(xué)家和水利專(zhuān)家郭守敬編成《授時(shí)歷》，一年的周期和現(xiàn)行公歷相差無(wú)幾，但比現(xiàn)行公歷的確定早300年。1.2獨(dú)特、優(yōu)秀的歷法體系1.3先進(jìn)、精密的天文儀器

渾儀、漏壺和圭表1)渾儀：東漢張衡（38—139）的水運(yùn)渾天儀、元代郭守敬（1231—1316）的簡(jiǎn)儀2)漏壺：漢丞相府漏壺、宋代漏壺3)圭表：《周禮-考工記》和《元史》中的有關(guān)記載圭表渾天儀東漢漏壺

郭守敬張衡簡(jiǎn)儀這臺(tái)地震儀安放在陽(yáng),曾于138年測(cè)出千里之外的隴西所發(fā)生的一次地震,朝野上下,頗為震動(dòng)。但由于當(dāng)時(shí)朝堂上讖諱迷信劫力很盛,張衡的一重要發(fā)明沒(méi)有得到應(yīng)有的重視,候風(fēng)地動(dòng)儀也沒(méi)有被保存下來(lái)。張衡的地動(dòng)儀比外國(guó)同類(lèi)儀器早誕生近一千年。古波斯直到公元十一世紀(jì)才有類(lèi)似地震儀器。近代的地震儀在公元1880年才制成,它的原理和張衡地動(dòng)儀基本相似,但時(shí)間卻晚了一千七百年。地動(dòng)儀渾天說(shuō)認(rèn)為天是一個(gè)圓球,把地包在球中,圓球不停轉(zhuǎn)動(dòng)。左圖為北京古觀(guān)象臺(tái),當(dāng)中位于中間的是建于明正統(tǒng)七年的渾天儀。右圖這種渾天儀于順永建五年前創(chuàng)制,是早期的渾天儀。

石刻星圖

（蘇州）1.4宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)

蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)和宣夜說(shuō)。張衡的渾天說(shuō)是一種以地球?yàn)橹行牡挠钪胬碚?，在中?guó)古代論天學(xué)說(shuō)中占統(tǒng)治地位。張衡渾天說(shuō)蓋天說(shuō)宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)

宇宙理論：蓋天說(shuō)，渾天說(shuō)，宣夜說(shuō)1)蓋天說(shuō)—天圓如張蓋，地方如棋局

—天似蓋笠，地法覆盤(pán)2)渾天說(shuō)—天圓如彈丸，地如卵中黃3)宣夜說(shuō)—天了無(wú)質(zhì)，日月眾星，浮于虛空之中

2.數(shù)學(xué)

實(shí)用數(shù)學(xué)而非演繹數(shù)學(xué)；私人的愛(ài)好而非國(guó)家的事業(yè)，因此沒(méi)有自主而連續(xù)的發(fā)展算籌10進(jìn)位位置制記數(shù)法

縱式籌碼橫式籌碼記數(shù)規(guī)則“凡算之法，先識(shí)其位。一縱十橫，百立千僵；千十相望，萬(wàn)百相當(dāng)”（《孫子算經(jīng)》）“滿(mǎn)六以上，五在上方，六不積算，五不單張”（《夏侯陽(yáng)算經(jīng)》）例如：752836用空位符號(hào)“口”表示零，后演變?yōu)椤啊稹?。意義“用十個(gè)記號(hào)來(lái)表示一切的數(shù)，每個(gè)記號(hào)不但有絕對(duì)的值，而且有位置的值，這種巧妙的方法出自印度。這是一個(gè)深遠(yuǎn)而又重要的思想，它今天看來(lái)如此簡(jiǎn)單，以致我們忽視了它的真正偉績(jī)。但恰恰是它的簡(jiǎn)單性以及對(duì)一切計(jì)算都提供了極大的方便，才使我們的算術(shù)在一切有用的發(fā)明中列在首位；而當(dāng)我們想到它竟逃過(guò)了古代最偉大的兩位人物阿基米德和阿波羅尼斯的天才思想的關(guān)注時(shí)，我們更感到這成就的偉大了?！薄绽?.數(shù)學(xué)

西漢《九章算術(shù)》（1世紀(jì)）共講述了246個(gè)問(wèn)題的解法，根據(jù)所要解決的測(cè)量和計(jì)算問(wèn)題分為九章即九大類(lèi)，涉及丈量農(nóng)田、不同等級(jí)谷物的兌換、建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算、分配計(jì)算等，是中國(guó)古代數(shù)學(xué)體系的奠基作，標(biāo)志著中國(guó)以計(jì)算和解決實(shí)際問(wèn)題見(jiàn)長(zhǎng)的實(shí)用數(shù)學(xué)體系的形成，但在理論和演繹推理方面遠(yuǎn)不及歐氏幾何學(xué)?！毒耪滤阈g(shù)》劉徽

（魏晉時(shí)人）“徽幼習(xí)九章，長(zhǎng)再詳覽。觀(guān)陰陽(yáng)之割裂，總算術(shù)之根源，探賾之暇，遂悟其意。是以敢竭玩魯，采其所見(jiàn)，為之作注?！睒O限方法

古法：徑一周三劉徽的“割圓術(shù)”—“割之彌細(xì)，所失彌少。割之又割，以至于不可割，則與圓合體而無(wú)所失矣”。劉徽計(jì)算到192邊形，求得3.1416，含有極限思想。2.數(shù)學(xué)1)南北朝祖沖之（429－500）及其子祖暅計(jì)算了圓內(nèi)接正6144邊形和正12288邊形的面積，得出π＝3.1415926～3.1415927求出精確到第七位有效數(shù)字的圓周率，領(lǐng)先世界達(dá)千年之久。2)魏晉南北朝時(shí)期出現(xiàn)了一批算經(jīng)2.數(shù)學(xué)3)唐代出現(xiàn)珠算4)宋元之際，古代世界數(shù)學(xué)的高峰5)秦九韶（1202－1261）《數(shù)書(shū)九章》（1247）6)李冶（1192－1279）《測(cè)圓海鏡》（1248）7)楊輝（13世紀(jì)中后期）《楊輝算法》，速算法8)朱世杰（13、14世紀(jì)之間）《算學(xué)啟蒙》（1299）、《四元玉鑒》（1303），討論了高次開(kāi)方和高次方程組的解法。宋元數(shù)學(xué)四大家1)秦九韶的“大衍求一術(shù)”2)李冶的“天元術(shù)”3)朱世杰的“四元術(shù)”4)楊輝的高階等差級(jí)數(shù)公式，這些成就領(lǐng)先于歐洲400至600年秦九韶四元術(shù)天元術(shù)楊輝三角“方程術(shù)”—三元一次聯(lián)立方程組

今有上禾三秉，中禾二秉，下禾一秉，實(shí)三十九斗；上禾二秉，中禾三秉，下禾一秉，實(shí)三十四斗；上禾一秉，中禾二秉，下禾三秉，實(shí)二十六斗。問(wèn)上中下禾實(shí)一秉各幾何？3x+2y+z=392x+3y+z=34x+2y+3z=26天、地、人、物:四元術(shù)

—四元高次方程組3.中醫(yī)藥學(xué)

戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的《黃帝內(nèi)經(jīng)》包括《素問(wèn)》、《靈樞》兩部分，18卷，162篇。主要論述人體解剖，生理，病理、病因、診斷等基礎(chǔ)理論，兼述針灸、經(jīng)絡(luò)、衛(wèi)生保健。《黃帝內(nèi)經(jīng)》3.中醫(yī)藥學(xué)1)《黃帝內(nèi)經(jīng)》以陰陽(yáng)說(shuō)和五行說(shuō)為據(jù)，強(qiáng)調(diào)人體的有機(jī)整體性，提出了研究人體生理和病理的臟腑學(xué)說(shuō)和經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)。該書(shū)是中醫(yī)現(xiàn)存最早的理論著作，是中醫(yī)理論體系形成的標(biāo)志。2)東漢末年張仲景（約150－219）《傷寒雜病論》提出中醫(yī)診斷學(xué)中的“六經(jīng)辯證”（太陽(yáng)、陽(yáng)明、少明、太陰、少陰、厥陰）和“八綱原理”（陰、陽(yáng)、表、里、虛、實(shí)、寒、熱）其“辨證施治”原則為中醫(yī)臨床醫(yī)學(xué)奠定基礎(chǔ)。《傷寒雜病論》張仲景醫(yī)圣張仲景

（約150-219）《傷寒雜病論》《金匱要略》—八綱辨證（陰陽(yáng)表里虛實(shí)寒熱）辨證—立法—擬方—用藥3)西漢的《神農(nóng)本草經(jīng)》是我國(guó)現(xiàn)存最早的藥物學(xué)專(zhuān)著，收錄藥物365種，其中植物藥252種，動(dòng)物藥67種，礦物藥46種?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》4)中國(guó)古代醫(yī)籍

中國(guó)古代醫(yī)籍為古代世界各學(xué)科之冠，據(jù)統(tǒng)計(jì)有近8000種。重要的有：魏晉王叔和的《脈經(jīng)》和皇甫謐的《針灸甲乙經(jīng)》；晉代葛洪的《肘后方》，唐代孫思邈的《千金方》；明代李時(shí)珍的《本草綱目》。孫思邈《千金方》—“人命至重，有貴千金”。醫(yī)德垂訓(xùn)：“膽欲大而心欲小，智欲圓而行欲方”，“不為利回，不為義疚?！崩顣r(shí)珍

（1518-1593）湖北蘄春人，醫(yī)生世家。14歲考取秀才，三次鄉(xiāng)試未中，放棄科舉，專(zhuān)心研究醫(yī)藥學(xué)。1552年開(kāi)始編寫(xiě)《本草綱目》，1578完稿。歷時(shí)20余年，共52卷，190萬(wàn)字。集中國(guó)古代藥學(xué)之大成中國(guó)古代醫(yī)籍《本草綱目》，，全書(shū)分16部（水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、蟲(chóng)、鱗、介、禽、獸、人），62類(lèi)，共收藥物1892種，附方ll096個(gè)，此外還配有插圖1160幅。所收藥物有近四分之一為新增?！侗静菥V目》所列部類(lèi)還反映了我國(guó)古代對(duì)自然界萬(wàn)物的分類(lèi)思想，具有極高的思想史價(jià)值。正如李時(shí)珍的兒子李建元所說(shuō)，該書(shū)“雖名醫(yī)書(shū)，實(shí)該物理”。它不僅是一部偉大的藥物學(xué)著作，也是一部偉大的博物學(xué)、生物學(xué)和化學(xué)著作?！侗静菥V目》于1596年在南京出版時(shí)，李時(shí)珍已經(jīng)去世，但他留下的這部巨著對(duì)中國(guó)和世界的科學(xué)事業(yè)都產(chǎn)生了重要的影響。明萬(wàn)歷年間傳至日本，以后逐步傳向歐洲，被譯成德文、法文、英文、拉丁文、俄文等。達(dá)爾文的《物種起源》就引用過(guò)《本草綱目》以說(shuō)明動(dòng)物的人工選擇問(wèn)題。明萬(wàn)歷刊本《明朝版本本草綱目圖》

4、農(nóng)學(xué)

農(nóng)業(yè)是中國(guó)社會(huì)的基礎(chǔ)，歷代統(tǒng)治者天大要事就是穩(wěn)定人心。

神農(nóng)氏“斫(zhuo)木為耜（si），揉木為耒（lei）。耒耨(nou)之利，以教天下?！?/p>

—《周易·系辭下》

4、農(nóng)學(xué)農(nóng)業(yè)立國(guó)。政府官員重視農(nóng)業(yè)實(shí)踐和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)的積累中國(guó)農(nóng)學(xué)重視天時(shí)、地利和人力的綜合運(yùn)用《汜勝之書(shū)》（公元元年左右，漢代），論及北方特別是關(guān)中地區(qū)的耕作經(jīng)驗(yàn)《齊民要術(shù)》是現(xiàn)今完整保存下來(lái)的最古的農(nóng)書(shū)，作者是北魏的賈思勰，大約寫(xiě)于公元533至544年間。全書(shū)10卷92篇，涉及到作物栽培、耕作技術(shù)和農(nóng)具使用、畜牧獸醫(yī)和食物加工等各個(gè)方面，幾乎是一部農(nóng)學(xué)百科全書(shū)。

齊民要術(shù)

—北魏·賈思勰全書(shū)10卷，92篇，11萬(wàn)字。內(nèi)容“起自農(nóng)耕，終于醯醢,資生之業(yè)，靡不畢書(shū)。”醯xi-醋醢hai-醬《齊民要術(shù)》是我國(guó)現(xiàn)存最早的完整的農(nóng)書(shū)，率先提出了因時(shí)制宜、因地制宜、精耕細(xì)作、合理經(jīng)營(yíng)的思想，在我國(guó)古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。4、農(nóng)學(xué)《齊民要術(shù)》王禎農(nóng)書(shū)（元代）總結(jié)黃河流域旱田耕作和江南水田耕作經(jīng)驗(yàn)。徐光啟和《農(nóng)政全書(shū)》明末杰出的科學(xué)家徐光啟(1563—1633）出生于上海的一個(gè)小地主家庭，從小從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)，對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)問(wèn)題很感興趣。他廣泛閱覽了大量的農(nóng)書(shū)，并且留心收集、總結(jié)各種農(nóng)作物的種植經(jīng)驗(yàn)。1579年，徐光啟在北京考中舉人，之后又考取進(jìn)士。徐光啟主持編寫(xiě)的《農(nóng)政全書(shū)》，是一部集我國(guó)古代農(nóng)業(yè)科學(xué)之大成的巨著。全書(shū)共60卷，50多萬(wàn)字，分農(nóng)本、田制、農(nóng)事、水利、農(nóng)器、樹(shù)藝、蠶桑、蠶桑廣類(lèi)、種植、牧養(yǎng)、制造和荒政12項(xiàng)。徐光啟因與外國(guó)傳教土交往甚密受到政敵攻擊，他來(lái)到天津，在海河邊組織農(nóng)民做種植水稻試驗(yàn)。晚年，他辭官回家，潛心編寫(xiě)《農(nóng)政全書(shū)》，至死方初步編就。5、物理學(xué)知識(shí)5.1《考工記》《考工記》是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期齊國(guó)人的一部科技著作，是手工技術(shù)規(guī)范的匯集。全書(shū)闡述了手工技術(shù)中包含一些的物理知識(shí)，其中主要是力學(xué)和熱學(xué)方面?！犊脊び洝ぽ喨似吩谡撌鲕?chē)輪制造時(shí)，以受力、運(yùn)動(dòng)和不同接觸地面的影響等因素出發(fā)，研究輪子的形狀與運(yùn)動(dòng)快慢之間的關(guān)系。此外,還分析了與彈道有關(guān)的技術(shù)，并且最早作出了關(guān)于物體慣性的論述?！犊脊び洝分姓撌龅臒釋W(xué)知識(shí)，指出了冶煉金屬時(shí)加熱后先呈暗紅色，溫度漸高，依次是呈橙色、黃色、白色、最后是青色。這是因?yàn)榻饘倮锖刑?、鈉一類(lèi)的雜質(zhì)，不同物質(zhì)有不同的汽化點(diǎn)，所以可以根據(jù)汽化物質(zhì)的顏色作為判斷火候或溫度高低的標(biāo)準(zhǔn)，最后達(dá)到“爐火純青”，就可以澆鑄了。

5、物理學(xué)知識(shí)5.2《墨經(jīng)》

《墨經(jīng)》是墨家學(xué)派的著作，是私學(xué)教育的教材?！赌?jīng)》中有關(guān)物理知識(shí)的內(nèi)容，主要是在力學(xué)和光學(xué)方面。（1）力學(xué)

《墨經(jīng)》中對(duì)時(shí)間和空間概念分別作了正確的定義，對(duì)力的概念提出了初步的論述，墨家還敘述了斜面上的物體失去平衡的道理，以及利用斜面來(lái)提升重物的方法。（2）光學(xué)

《墨經(jīng)》從早為人們認(rèn)識(shí)的光的直線(xiàn)傳播原理出發(fā)，首先提出了影與光、物之間的關(guān)系?！赌?jīng)》還介紹了平面鏡成像，敘述了凹面鏡、凸面鏡成像的規(guī)律。5.3《論衡》《論衡》是東漢王充所著。（1）力學(xué)方面：指出了人的視覺(jué)在觀(guān)察物體的運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)會(huì)造成錯(cuò)覺(jué)的原因和如何量度物體運(yùn)動(dòng)的快慢。關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，在外力的作用下，若外力大小一定，則物體越重，要它開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，或使之運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化就越難。這是牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的萌芽，還認(rèn)識(shí)到內(nèi)力不能改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)這一事實(shí)。（2）聲學(xué)方面：王充認(rèn)識(shí)到人發(fā)聲是使空氣振動(dòng)而產(chǎn)生的，并將聲音在空氣中的傳播用可見(jiàn)的水波的傳播來(lái)作了比喻，實(shí)際上已指出了振動(dòng)的傳播要通過(guò)媒質(zhì)。（3）熱學(xué)方面：王充不僅用“氣”來(lái)解釋熱現(xiàn)象，指出熱傳遞與距離遠(yuǎn)近的關(guān)系，而且對(duì)自然界中雨、露、霜、雪的成因也進(jìn)行了研究，指出了它們都是地面上的水蒸發(fā)所致，所以實(shí)質(zhì)上他已進(jìn)入了物態(tài)與溫度之間的關(guān)系的研究。（4）電磁方面：關(guān)于摩擦起電的現(xiàn)象，西周末年已有“玳瑁吸褡”的記載。在《論衡》中，對(duì)這現(xiàn)象作了進(jìn)一步的解釋。王充用性質(zhì)相同來(lái)解釋上述相互吸引的現(xiàn)象，和性質(zhì)不同來(lái)解釋別類(lèi)物體不能“感動(dòng)”的原因。對(duì)于“雷電”現(xiàn)象：認(rèn)為是不同的氣相互激發(fā)出來(lái)的。可見(jiàn)，王充認(rèn)識(shí)到雷電也是物質(zhì)的，也是自然界的一種變化現(xiàn)象。

5.3《論衡》《夢(mèng)溪筆談》是北宋中期的政治家和科學(xué)家沈括（1031—1195）所著，這是中國(guó)科學(xué)史上一部重要的著作，英國(guó)科技史家李約瑟把它稱(chēng)為“中國(guó)科技史上的座標(biāo)”。這部舉世聞名的科學(xué)巨著涉及物理領(lǐng)域的內(nèi)容包括磁學(xué)、光學(xué)和聲學(xué)知識(shí)。5.4《夢(mèng)溪筆談》5.4《夢(mèng)溪筆談》沈括，杭州錢(qián)塘人，北宋科學(xué)家、政治家、外交家。從小在母親指導(dǎo)下讀完家中藏書(shū)，后隨父走南闖北。后來(lái)承襲父職，歷任主簿、縣令，關(guān)心民生，重視農(nóng)業(yè)，興修水利，考中進(jìn)士后，任太史令，并主持天文歷法工作。他積極參加王安石變法，變法失敗后，多次被貶。晚年隱居潤(rùn)州（今鎮(zhèn)江），終老夢(mèng)溪園?！秹?mèng)溪筆談》成書(shū)于11世紀(jì)末，是沈括晚年的科學(xué)巨著，因?qū)懹跐?rùn)州夢(mèng)溪園而得名。以筆記體寫(xiě)成，共30卷。全書(shū)共十七目609條，內(nèi)容涉及天文、氣象、歷法、數(shù)學(xué)、地質(zhì)、物理、生物、化學(xué)、醫(yī)藥、文學(xué)、史事、音樂(lè)、美術(shù)等。其中自然科學(xué)部分總結(jié)了我國(guó)古代，特別是北宋時(shí)期科學(xué)技術(shù)成就，諸多方面有精湛研究、獨(dú)到見(jiàn)解。

5.4《夢(mèng)溪筆談》

（1）磁學(xué)方面：早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)發(fā)現(xiàn)磁石具有吸鐵和指南的性質(zhì)。沈括對(duì)指南針的使用作了多種試驗(yàn)。例如，他作了把指南針設(shè)法放在水面上（水浮法），碗邊上（碗唇法），手指甲上和把指南針懸掛起來(lái)等試驗(yàn)，并且進(jìn)行比較，指出了它們各自的特點(diǎn)，這可以說(shuō)是世界上關(guān)于指南針的最早實(shí)驗(yàn)記錄。并且沈括在實(shí)驗(yàn)中已發(fā)現(xiàn)了磁偏角。

（2）光學(xué)方面：《夢(mèng)溪筆談》中有許多光學(xué)方面的觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)的記錄及其分析。如對(duì)日蝕、月蝕的成因作了理論總結(jié)，并第一次用類(lèi)比演示實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證月亮圓缺的科學(xué)道理。該書(shū)中除了講凹面鏡成像和針孔成像的道理，對(duì)光的直線(xiàn)傳播、光的折射現(xiàn)象和虹的形成進(jìn)行研究和解釋以外，還作過(guò)凹面鏡成像的實(shí)驗(yàn)，指出物在凹面鏡焦點(diǎn)之內(nèi)時(shí)得正像，在焦點(diǎn)和中心之間看不到像，而在中心之外時(shí)得倒像。還對(duì)我國(guó)的一種古銅鏡——透光鏡的透光原理作了解釋。5.4《夢(mèng)溪筆談》5.4《夢(mèng)溪筆談》

（3）聲學(xué)方面：《夢(mèng)溪筆談》中闡述了關(guān)于樂(lè)律、古樂(lè)鐘的發(fā)聲、古琴的制作和傳聲、共鳴等聲學(xué)知識(shí)，并記載了一個(gè)作者精心設(shè)計(jì)的共振實(shí)驗(yàn)。除了上述把聲學(xué)知識(shí)廣泛應(yīng)用于樂(lè)器的調(diào)、制以外，還用來(lái)科學(xué)地解釋生活中與此有關(guān)的種種現(xiàn)象。

《草象新書(shū)》是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家趙友欽（1279—1368）所著。他在書(shū)中深入地研究了光學(xué)現(xiàn)象，并做了小孔成像實(shí)驗(yàn)，指出了小孔成像的規(guī)律。從實(shí)驗(yàn)知道，光通過(guò)小孔時(shí)，不論孔的形狀如何，屏上得到的光斑總是發(fā)光物的像。當(dāng)孔相當(dāng)大時(shí)，則屏上得到的光斑形狀隨孔的形狀而定，孔方則方，孔圓則圓。他對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的解釋是“罅小則不足容日月之體，是以隨日、月之形而圓，及其缺則皆缺?！薄绑链蠖扇萑?、月之體也?！闭f(shuō)明了小孔成像與孔的大小有關(guān)。5.5《草象新書(shū)》5.6聲學(xué)效應(yīng)在樂(lè)律上的運(yùn)用——十二平均律

近代樂(lè)器上用的新律制——十二平均律，是明代樂(lè)律理論家朱載堉(公元1536—1610)提出和創(chuàng)造的。十二平均律的提出，在我國(guó)物理學(xué)的研究和音樂(lè)教學(xué)中，具有特別重要的意義，這就是從物理現(xiàn)象的定性討論進(jìn)入定量的數(shù)學(xué)計(jì)算。6.其他成就

徐霞客（1586－1641），生于江蘇江陰

22歲起游歷江蘇、浙江、山西、河北、山東、河南、安徽、江西、福建、陜西、廣東、廣西、湖南、湖北、貴州、云南16省，北京、天津、上海3地，寫(xiě)成《徐霞客游記》，記載所到之處的山川地貌、物產(chǎn)風(fēng)情6.其他成就

宋應(yīng)星（1587－？），江西奉新人

47歲開(kāi)始編寫(xiě)《天工開(kāi)物》，3年乃成，分上中下三部分共18卷，包括農(nóng)作物栽培、農(nóng)產(chǎn)品加工、制鹽、制糖、陶瓷、冶煉、養(yǎng)蠶、紡織、染色、造紙等，是一部手工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的百科全書(shū)五、西學(xué)東漸

意大利人利馬竇（1552－1610），1583年來(lái)華，與徐光啟合作譯《幾何原本》前6卷比利時(shí)人南懷仁（1623－1688），1659年來(lái)華，主持皇家天文歷法工作德國(guó)人湯若望（1591－1666），1662年來(lái)華，引入光學(xué)知識(shí)和望遠(yuǎn)鏡的制造原理和技術(shù)傳教士帶來(lái)的科學(xué)并未被中國(guó)化，只有有限的高度選擇的引進(jìn)，帶來(lái)了西方的科學(xué)技術(shù)：自鳴鐘、比例規(guī)、地球儀、世界地圖利瑪竇：學(xué)術(shù)傳教

《幾何原本》（1607年）

“我在中國(guó)利用世界中醫(yī)藥學(xué)地圖、鐘表、地球儀和其他著作，教導(dǎo)中國(guó)人，被他們視為世界上最偉大的數(shù)學(xué)家；······所以，我建議，如果能派一位天文學(xué)者來(lái)北京，可以那我們的歷法由我譯為中文，這件事對(duì)我并不難，這樣我們會(huì)更獲得中國(guó)人的尊敬?！?/p>

——《利瑪竇書(shū)信集》

對(duì)待西學(xué)的態(tài)度之一：

“中西會(huì)通”

“欲求超勝，必須會(huì)通；會(huì)通之前，必須翻譯。”——徐光啟對(duì)待西學(xué)的態(tài)度之二：

排斥抵制“寧可使中夏無(wú)好歷法，不可使中夏有西洋人?！薄獥罟庀葘?duì)待西學(xué)態(tài)度之三：

“西學(xué)中源”“萬(wàn)歷之時(shí)，中土化洽，太西儒來(lái)，脟（pao）豆合圖，其理頓顯。膠常見(jiàn)者駭以為異，不知其皆圣人之已言也。”

——（明）方以智 “西洋算法亦善，原系中國(guó)算法，彼稱(chēng)為阿爾巴朱爾—阿爾巴朱爾者，自東方之謂也?！薄滴跖c趙洪燮論數(shù)（1711年）

五、西學(xué)東漸“論者以古法今法(即西法)之不同，深不知?dú)v原出自中國(guó)，傳及于極西，西人守之不失，測(cè)量不已，歲歲增修，所以得其差分之疏密，非有他術(shù)也。其各色條目雖有不同，實(shí)無(wú)關(guān)于歷原?！?/p>

——康熙：《御制三角形推算法論》對(duì)待西學(xué)態(tài)度之四：

“中體西用”

“中學(xué)為體，西學(xué)為用”

—張之洞（1837-1909）《勸學(xué)篇》

（1898）“師夷之長(zhǎng)而治夷”“洋務(wù)運(yùn)動(dòng)”19世紀(jì)60年代：“自強(qiáng)”、“求富”練新軍、辦工廠(chǎng)、修鐵路、設(shè)學(xué)堂出洋考察、派遣留學(xué)生李鴻章五、西學(xué)東漸1872年至1875年，大清王朝政府為了“所以收久大之效”故直接到先進(jìn)國(guó)家內(nèi)部去追本求源。訪(fǎng)選各省九歲到十五歲聰穎幼童，每年三十名，四年共一百二十名，分批搭船赴洋，在外國(guó)留學(xué)，十五年后，按年分批回國(guó)。“計(jì)回華之日，各幼童不過(guò)三十上下，年方力強(qiáng)，正可及時(shí)報(bào)效?！边@批學(xué)童成為中國(guó)最早的出國(guó)留學(xué)生。

京師大學(xué)堂（1898）

1905年廢除科舉制《科學(xué)》1915年“中國(guó)科學(xué)社”在美國(guó)康乃爾大學(xué)成立，同時(shí)創(chuàng)辦《科學(xué)》月刊，至1951年?？?，出版35卷。“科學(xué)救國(guó)！”

“繼茲以往，代興于神州學(xué)術(shù)之林，而為蕓蕓眾生所托命者，其唯科學(xué)乎，其唯科學(xué)乎！”——摘自《發(fā)刊詞》李約瑟（1900~1995），著名英國(guó)生物化學(xué)家、科學(xué)史家，劍橋大學(xué)博士，中國(guó)科學(xué)院外籍院士，他是是大家熟悉的中國(guó)科學(xué)技術(shù)史研究專(zhuān)家，以撰著多卷本的《中國(guó)的科學(xué)與文明》（中文通常譯作《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》，以下簡(jiǎn)稱(chēng)SCC）著稱(chēng)于世。長(zhǎng)期以來(lái)，“李約瑟”在中國(guó)幾乎成了“中國(guó)科技史”的代名詞。六、李約瑟問(wèn)題

李約瑟博士站在世界科學(xué)史、比較科學(xué)史和中外科學(xué)交流史的高度研究中國(guó)科技史，把中國(guó)科學(xué)文明置于世界史中應(yīng)有的地位，從而糾正了西方過(guò)去對(duì)中國(guó)科學(xué)文化的各種錯(cuò)誤看法、誤解和嚴(yán)重低估。李約瑟認(rèn)為，近代以前，中國(guó)一直是世界上最文明最發(fā)達(dá)的國(guó)家。有資料顯示，明朝以前世界上主要的發(fā)明創(chuàng)造和重大科技成就大約有300項(xiàng)，其中中國(guó)170項(xiàng)。他列舉了公元后15世紀(jì)內(nèi)中國(guó)完成的一百多項(xiàng)重大發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，大部分在文藝復(fù)興前后接二連三地傳入歐洲，為歐洲文藝復(fù)興準(zhǔn)備了重要物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。甚至到清朝的乾隆末年，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)總量仍然占世界第一位，人口占世界的三分之一。他說(shuō)：“在公元三世紀(jì)到十三世紀(jì)之間（中國(guó)）保持一個(gè)西方所望塵莫及的科學(xué)知識(shí)水平?！袊?guó)的這些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同時(shí)代的歐洲，特別是在十五世紀(jì)之前更是如此。（關(guān)于這一點(diǎn)可以毫不費(fèi)力地加以證明）”。

由此，李約瑟博士提出了一個(gè)著名的“李約瑟問(wèn)題”，即為什么人類(lèi)的近現(xiàn)代科學(xué)首先產(chǎn)生于西方，而不是首先產(chǎn)生于具有偉大古代科學(xué)技術(shù)成就的東方，其中尤其是偉大的中國(guó)？14世紀(jì)的中國(guó)已經(jīng)擁有了產(chǎn)生英國(guó)式工業(yè)革命的幾乎所有條件，但接下來(lái)的幾百年里，中國(guó)為什么還是沿著一條自己原有的老路，始終不能自發(fā)地產(chǎn)生資本主義工業(yè)革命？

換言之，15世紀(jì)已經(jīng)能夠七下西洋的鄭和，怎么也不會(huì)想到在他身后，一個(gè)偌大的中國(guó)會(huì)被幾條鐵船打得一敗涂地；中國(guó)為什么一直固守在農(nóng)業(yè)社會(huì)，不能進(jìn)化到工業(yè)社會(huì)？為什么這塊土地上只產(chǎn)生“地主”，而不產(chǎn)生“資本家”？這其中更深沉的原因又是什么呢？“李約瑟問(wèn)題”

“李約瑟難題”或稱(chēng)“李約瑟問(wèn)題”（NeedhamProblem,或NeedhamQuestion）、“李約瑟之謎”（NeedhamPuzzle）、“李約瑟命題”（NeedhamThesis）等等，所有這些名目都譯自于英文。其一般表述是：

為什么現(xiàn)代科學(xué)，對(duì)大自然的數(shù)學(xué)化假設(shè)，全部涵義是為了先進(jìn)技術(shù)，它僅僅迅速崛起于伽利略時(shí)代的西方？為什么在公元前1世紀(jì)至公元15世紀(jì)之間，在將人類(lèi)的自然知識(shí)應(yīng)用于實(shí)用目的方面，中國(guó)較之西方更為有效？

李約瑟第一個(gè)問(wèn)題原文是：

Whydidmodernscience,themathematizationofhypothesesaboutNature,withallitsimplicationsforadvancedtechnology,takeitsmeteoricriseonlyintheWestatthetimeofGalileo?

李約瑟第二個(gè)問(wèn)題原文是：

Why,betweenthefirstcenturyB.C.andthefifteenthcenturyA.D.,Chinesecivilizationwasmuchmoreefficientthanoccidentalinapplyinghumannaturalknowledgetopracticalneeds?

李約瑟這樣寫(xiě)道：

“我們討論一個(gè)問(wèn)題，即，在科學(xué)技術(shù)史上中國(guó)文化的地位。只有研究了中國(guó)的社會(huì)、文化和經(jīng)濟(jì)制度，才能理解為什么在上古和中古時(shí)代，中國(guó)的理論科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)有驚人的發(fā)展，而在17世紀(jì)初期伽利略時(shí)代之后，現(xiàn)代科學(xué)在中國(guó)卻沒(méi)有發(fā)展，或者，可以說(shuō)，完全沒(méi)有發(fā)展呢。

“從廣義說(shuō)，我們可以說(shuō)，在紀(jì)元前3世紀(jì)至公元15世紀(jì)之間，中國(guó)比歐洲的科學(xué)技術(shù)（除了希臘光輝燦爛的理論建設(shè)高潮之外）要進(jìn)步得多，但是從文藝復(fù)興以后，歐洲的科學(xué)就開(kāi)始占領(lǐng)先地位了?！?/p>

“對(duì)于中國(guó)本身，我們要研究的問(wèn)題仍然是：為什么在公元8世紀(jì)以前中國(guó)社會(huì)比西方社會(huì)更有利于科學(xué)的發(fā)展，而到18世紀(jì)后卻阻止了科學(xué)的發(fā)展呢？……為什么現(xiàn)代科學(xué)的勃興發(fā)生在歐洲而不發(fā)生在東亞的文明中？在這個(gè)問(wèn)題后面，牽涉到有關(guān)中國(guó)社會(huì)的性質(zhì)和發(fā)展的一切問(wèn)題。

“為什么在文藝復(fù)興以前，從紀(jì)元前200年到大約公元1400或1450年這一段時(shí)期內(nèi)，中國(guó)比歐洲總是要進(jìn)步得多？還需要回答一個(gè)問(wèn)題：為什么中國(guó)的官僚封建主義能夠更好地把科學(xué)（可以說(shuō)，常常是一種客觀(guān)上似乎并不存在的理論科學(xué)）應(yīng)用于人生事務(wù)上，在這方面比希臘的帝國(guó)主義，或者中古世紀(jì)的西方封建主義，要高明得多呢？這種情況似乎不大好解釋?zhuān)?/p>

“我們以前已經(jīng)提出一些意見(jiàn)，說(shuō)明為什么中國(guó)歷史從來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)類(lèi)似歐洲文藝復(fù)興的運(yùn)動(dòng)。在中國(guó)，古希臘城邦的概念是完全不存在的。在西方，商人的利益對(duì)于現(xiàn)代科學(xué)的勃興起重大的作用；而在中國(guó)，商人的利益是一貫受抑制的。此外，還有思