中國(guó)科技發(fā)展史

第四章

中國(guó)科技發(fā)展史4-1前言整個(gè)發(fā)展歷程，16世紀(jì)以前的中國(guó)科學(xué)技術(shù)一直處?kù)妒澜珙I(lǐng)先地位。傳統(tǒng)科學(xué)思想和科學(xué)技術(shù)的突出成就正是中國(guó)古代的科技先驅(qū)辛勤耕耘、善於觀察、長(zhǎng)於思索、勇於探究，注重整合、聯(lián)繫實(shí)際的產(chǎn)物，閃耀著我們中華民族智慧的光輝，對(duì)世界文明作出了巨大的貢獻(xiàn)。中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是科學(xué)思想的發(fā)展，既有連續(xù)性，又顯示出階段性高潮的特點(diǎn)。中國(guó)古代社會(huì)從傳說(shuō)時(shí)代(五帝)、夏、商、周、春秋戰(zhàn)國(guó)直至清末，凡4000年，一直綿延不斷。4-2世界著名科學(xué)史家李約瑟曾把中國(guó)古代各個(gè)時(shí)期的重要科技成就作為縱線，世紀(jì)年代作為橫線，製作了一幅科技發(fā)展的示意圖，它清楚地表明：無(wú)論是以前4000年，還是近500年來(lái)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)「事實(shí)上一點(diǎn)沒(méi)有退步」；而是「一直在穩(wěn)緩地前進(jìn)」。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期可以說(shuō)是中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的全面奠基時(shí)期，也是第一次大發(fā)展時(shí)代，由於各國(guó)主權(quán)伸張將人力資源從貴族豪門解放出來(lái)，新的時(shí)代社會(huì)生產(chǎn)力優(yōu)於之前的社會(huì)生產(chǎn)力，其成就不僅趕上而且超過(guò)了早期科學(xué)技術(shù)最發(fā)達(dá)的古希臘。4-34.1農(nóng)業(yè)的發(fā)展春秋末期出現(xiàn)了塊煉鐵滲碳鋼，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期又出現(xiàn)了白口鐵處理技術(shù)，這些冶鐵技術(shù)的發(fā)明，是一個(gè)突出的標(biāo)誌，正是它大大促進(jìn)了農(nóng)業(yè)和手工業(yè)的發(fā)展。在農(nóng)業(yè)方面形成了以精耕細(xì)作為主要內(nèi)容的中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，戰(zhàn)國(guó)末年寫成的「呂氏春秋」，其中的「上農(nóng)」、「任地」、「辯土」、「審時(shí)」等篇稱得上是這種農(nóng)業(yè)科技的論文開(kāi)端。以都江堰、鄭國(guó)渠兩個(gè)大型灌溉工程的興建為標(biāo)誌，展現(xiàn)出為農(nóng)服務(wù)水利工程設(shè)施的空前發(fā)展。4-4中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展代表人物—陶弘景陶弘景(公元452-536)南朝丹陽(yáng)句容人。他很愛(ài)讀書(shū)，「南史」曾說(shuō)他幼年時(shí)就?！敢暂稙楣P，灰中學(xué)書(shū)」，並且具有「一事不知，以為深恥」的鑽研精神。十歲時(shí)，讀了葛洪的「神仙傳」，對(duì)他這位同鄉(xiāng)前輩傾倒不已，也奠定了他以後博學(xué)多才的一生。他在科學(xué)上的成就是多方面的，無(wú)論天文、曆法、山川、地理、醫(yī)術(shù)本草、冶金煉丹都十分精通。譬如他製造能夠演示天象的天文儀器「渾天象」。此儀器「高三尺許，地居中央，天轉(zhuǎn)而地不動(dòng)，以機(jī)動(dòng)之，悉與天相會(huì)?！箍梢?jiàn)得多麼精巧逼真，並曾推算過(guò)曆法。4-5陶景弘還是記述中國(guó)古代灌鋼冶鍊方法的第一個(gè)人。他說(shuō)：「鋼鐵是雜煉生鍒作刀鎌者」。這裡的「生」是指「生鐵」，「鍒」則是指「熟鐵」，「雜煉生鍒」是把生鐵和熟鐵混雜起來(lái)冶鍊。生鐵含碳量高而熔點(diǎn)低，因此先把生鐵熔化，然後灌入熟鐵內(nèi)，同熟鐵發(fā)生強(qiáng)烈的氧化作用，除去渣滓，並且滲入碳分，這樣就得到了品質(zhì)比較好的鋼。這種冶鍊的方法叫「灌鋼」冶煉法，是中國(guó)早期煉鋼技術(shù)上的一個(gè)突破。4-64.2建築的發(fā)展中國(guó)建築主要是指公元1911年以前建造的中國(guó)古代建築，也包括晚近建造的具有中國(guó)傳統(tǒng)風(fēng)格的建築。一般來(lái)說(shuō)，中國(guó)建築包括官式建築與民間建築兩大類。官式建築：在明清時(shí)代又分「大式」與「小式」兩種。大式建築包括歷代皇家宮苑、陵寢，以及敕建的佛寺、道觀、壇廟中有斗栱的建築；小式建築則沒(méi)有斗栱，一般用於園林中，或較次要的建築中。民間建築：除了散落在各地的風(fēng)格迥異的民居建築，如士紳商賈的宅院、祠堂、會(huì)館之外，也包括一些地方性廟宇。此外，還有一些不能簡(jiǎn)單歸類的建築物，如歷代建造的佛塔、橋梁、城臺(tái)、城市中心的鼓樓、鐘樓、市樓等，也都屬於中國(guó)建築的範(fàn)疇。4-7中國(guó)建築的代表人物—李誡李誡(公元1035-1110)為北宋河南鄭州管城人，他是北宋晚期傑出的建築工程師。他的父親在王安石變法的時(shí)後，是一個(gè)積極推行青苗法、市易法、均輸法等新法的得力官員，後來(lái)做到龍圖閣直學(xué)士。李誡最初做過(guò)曹州濟(jì)陰縣的縣尉，公元1092年（宋哲宗元佑七年），他被調(diào)到開(kāi)封將作監(jiān)任職，將作監(jiān)就是古代負(fù)責(zé)營(yíng)造建築方面的機(jī)構(gòu)，相當(dāng)於現(xiàn)在的建設(shè)局營(yíng)建課。李誡是一個(gè)學(xué)問(wèn)淵博、多才多藝的人。他擅長(zhǎng)書(shū)法和繪畫，且喜愛(ài)著書(shū)。生平著作有「續(xù)山海經(jīng)」十卷、「續(xù)同姓名錄」二卷、「琵琶錄」三卷、「馬經(jīng)」三卷、「六博經(jīng)」三卷、「古篆說(shuō)文」十卷、可惜都失傳了。唯一流傳下來(lái)的著作是「營(yíng)造法式」。4-8「營(yíng)造法式」「營(yíng)造法式」共為三十四卷，其中主要內(nèi)容可分為四部分：(1)關(guān)於建築方面一般名詞的解釋，以及對(duì)於營(yíng)建的某些規(guī)定和數(shù)據(jù)的說(shuō)明都很詳細(xì)；(2)關(guān)於建築的標(biāo)準(zhǔn)做法；(3)關(guān)於人工、材料定額；(4)關(guān)於各種工程的圖樣都非常細(xì)緻，其中更設(shè)計(jì)有細(xì)膩而豐富的門窗圖案和彩畫畫稿，反應(yīng)了當(dāng)時(shí)的社會(huì)風(fēng)尚和工藝發(fā)展的程度。4-9「營(yíng)造法式」不但在我們中國(guó)，就是在世界上，也是一部重要的建築學(xué)著作。它的價(jià)值，不僅總結(jié)了幾千年來(lái)中國(guó)先民在建築工程技術(shù)方面的偉大成就，而且有力地證明了變法革新運(yùn)動(dòng)對(duì)科學(xué)、技術(shù)和文化事業(yè)所引發(fā)的刺激作用和促進(jìn)作用。公元1920年，江蘇省圖書(shū)館曾重刊「營(yíng)造法式」一書(shū)，大量地流傳到歐美和日本各國(guó)，在國(guó)際上引起普遍的重視，進(jìn)一步說(shuō)明了這一部著作的重要意義以及它在科技史上的價(jià)值。4-104.3醫(yī)學(xué)的發(fā)展中醫(yī)及中藥學(xué)吸收了周易、道家、儒家等的哲學(xué)思想，特別是元?dú)庹摗㈥庩?yáng)學(xué)說(shuō)、五行學(xué)說(shuō)；再以陰陽(yáng)五行說(shuō)為主導(dǎo)，包含八綱辯證、六經(jīng)分證、經(jīng)絡(luò)腑臟、治則治法、藥方配伍、預(yù)防及癒後等在內(nèi)的一系列理論成果，並把它們轉(zhuǎn)化為醫(yī)學(xué)倫理，以此為基礎(chǔ)來(lái)闡述和理解人的生理、病理現(xiàn)象和規(guī)律。中醫(yī)學(xué)以元?dú)庹摓榛?，?qiáng)調(diào)整體的分化性及由此決定的不可分解性。4-114.3.1華陀與麻沸散華陀(公元145-208)，字元化，東漢末年豫州沛國(guó)譙縣(今安徽亳縣)人。華陀精於養(yǎng)性之術(shù)，少年時(shí)立志行醫(yī)，以救世人。華陀行醫(yī)並無(wú)師傳，精研黃帝內(nèi)經(jīng)、黃帝八十一難經(jīng)、神農(nóng)本草經(jīng)等醫(yī)學(xué)典籍，以及望、聞、問(wèn)、切四診原則和導(dǎo)引、針灸、藥物等診治手段的運(yùn)用。無(wú)論內(nèi)、外、婦、小兒各科的疾病，只見(jiàn)他用藥不過(guò)數(shù)種，針灸不過(guò)數(shù)處，多隨手而癒。華陀特別擅長(zhǎng)外科手術(shù)，他發(fā)明的「麻沸散」，更開(kāi)創(chuàng)了世界麻醉藥物的先例。歐美全身麻醉外科手術(shù)的記錄最早始於十八世紀(jì)初，比華陀晚了一千六百餘年。4-12華陀兼通內(nèi)、外、婦、兒、五官、針灸各科，尤以外科和針灸著稱，其在外科方面的成就是驚人的，後世更尊奉他為「外科鼻祖」，特別是他發(fā)明「麻沸散」，開(kāi)了全身麻醉的先例，可說(shuō)是世界上最早使用麻醉術(shù)做腹腔手術(shù)的人，據(jù)「後漢書(shū)華陀傳」記載：「若疾發(fā)結(jié)於內(nèi)，針?biāo)幩荒芗罢撸肆钕纫跃品榉猩?，既醉無(wú)所覺(jué)，因刳破腹背，抽割積聚。若在腸胃，則斷截湔洗，除去疾穢，既而縫合，傅以神膏，四五日創(chuàng)癒，一月之間皆平復(fù)?！?-13華陀之死曹操患有頭風(fēng)病，就將華陀召來(lái)身邊，擔(dān)任私人醫(yī)生，每次曹操頭風(fēng)病發(fā)作，都是靠華陀施針醫(yī)治，所以華陀治療曹操是用針灸，並非用外科手術(shù)。不久，華陀藉口妻子生病而要求回鄉(xiāng)。華陀回鄉(xiāng)後逾假不歸。華陀被抓後，荀彧認(rèn)為華陀醫(yī)術(shù)高明，救活世人無(wú)數(shù)為由，向曹操求情。但是曹操卻認(rèn)為世上比華陀醫(yī)術(shù)高明的醫(yī)生多的是，沒(méi)必要為了他而破壞法律，因此執(zhí)意處斬華陀。華陀臨死前，將紀(jì)錄畢生所學(xué)的醫(yī)書(shū)送給獄卒，但獄卒害怕受到牽累而不敢收，因此華陀也不勉強(qiáng)獄卒，就自行將醫(yī)書(shū)燒毀，華陀絕技因而失傳。建安十三年，曹操愛(ài)子曹沖重病而死，曹操悔恨當(dāng)初殺死華陀，害得曹沖無(wú)藥可救。4-144.3.2李時(shí)珍與本草綱目李時(shí)珍(公元1518-1593)，字東璧，號(hào)瀕湖，湖北蘄（今湖北省蘄春縣）人。他家世代業(yè)醫(yī)，祖父是「鈴醫(yī)」。父親名聞，號(hào)月池，是當(dāng)?shù)孛t(yī)。那時(shí)，民間醫(yī)生地位很低。李家常受官紳的欺侮。因此，父親決定讓二兒子李時(shí)珍讀書(shū)應(yīng)考，以便一朝功成，出人頭地。李時(shí)珍自小體弱多病，然而性格剛直純真，對(duì)那些空洞乏味的八股文，怎麼也學(xué)不進(jìn)去。自十四歲中了秀才後，九年中三次到武昌考舉人都落第了。於是，他放棄了科舉作官的打算，專心學(xué)醫(yī)。經(jīng)十餘年的刻苦鑽研，李時(shí)珍三十多歲時(shí)便成為當(dāng)?shù)睾苡忻尼t(yī)生。據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)常隨父親在當(dāng)?shù)氐男从^內(nèi)為病人診治。4-15李時(shí)珍任職於太醫(yī)院時(shí)，非常積極地從事藥物研究工作，經(jīng)常出入於太醫(yī)院的藥房及御藥庫(kù)，認(rèn)真仔細(xì)地比較、鑒別全國(guó)各地的藥村，搜集了大量的資料，同時(shí)他還有機(jī)會(huì)飽覽了王府和皇家珍藏的豐富典籍，與此同時(shí)他也可能從宮廷中獲得了當(dāng)時(shí)有關(guān)民間的大量本草相關(guān)信息，並看到了許多平時(shí)難以見(jiàn)到的藥物標(biāo)本，使他大大開(kāi)闊了眼界，豐富了知識(shí)領(lǐng)域。4-16「本草綱目」「本草綱目」乃是一部集十六世紀(jì)以前，中國(guó)本草學(xué)大成的著作。作者是明朝的李時(shí)珍。李時(shí)珍用了大約27年的時(shí)間才編寫完成《本草綱目》，經(jīng)過(guò)了三次改寫，於1578年（萬(wàn)曆六年）才完成撰寫，1596年（萬(wàn)曆二十三年）在南京正式刊行。在這個(gè)過(guò)程中，李時(shí)珍參考了800多種書(shū)籍，多次去各地進(jìn)行實(shí)地考察，採(cǎi)集樣本，耗費(fèi)了他非常大的心血。4-174.4數(shù)學(xué)的發(fā)展「九章算術(shù)」以及「周髀算經(jīng)」的成書(shū)顯示出以算盤為計(jì)算工具的獨(dú)特?cái)?shù)學(xué)體系的形成，形數(shù)結(jié)合，數(shù)學(xué)算術(shù)化是其特徵。今天，由於計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，算術(shù)化傾向於現(xiàn)代數(shù)學(xué)中的作用已日漸顯著，中國(guó)古代算術(shù)的思想與方法和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)正相融合，為此它將重新煥發(fā)青春，以嶄新的面貌重現(xiàn)，在數(shù)學(xué)發(fā)展中扮演重要角色是可以預(yù)期的。4-18中國(guó)數(shù)學(xué)之代表人物—祖沖之祖沖之的原籍是范陽(yáng)郡遒縣(今河北省淶源縣)，其祖先因戰(zhàn)亂遷居江南。公元429年(劉宋元嘉六年)，祖沖之誕生於南朝宋代一個(gè)封建士大夫的家中。祖沖之的祖父祖昌曾任大匠卿官職。大匠卿是朝廷裏負(fù)責(zé)建築的官員。另?yè)?jù)「隋書(shū)」的記載，祖家世代掌管天文、曆法司職，對(duì)天文曆法很有研究。在這樣的家庭氣氛薰陶下，祖沖之自小時(shí)候起，便對(duì)各種科學(xué)技術(shù)，特別是對(duì)天文、曆法、數(shù)學(xué)發(fā)生了濃厚的興趣。祖沖之在青年時(shí)代，就有博學(xué)多聞的名氣，並且被朝廷徵召到當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)研究機(jī)關(guān)(華林學(xué)省)從事研究工作。4-19制定「大明曆」祖沖之把中國(guó)古代的天文學(xué)和數(shù)學(xué)，推進(jìn)到一個(gè)新的成就。在天文學(xué)的領(lǐng)域中，祖沖之經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年累月、艱苦辛勤的觀測(cè)與推算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)所頒行的「元嘉曆」錯(cuò)誤很多，不精密，也就是說(shuō)，該曆法與實(shí)際天象之間的誤差很大，例如，日、月所在的位置與實(shí)際天象差了3度；冬至和夏至那天的日影，都推前了一天；所推算的金、木、水、火、土等五大行星的出沒(méi)時(shí)間，有的竟和實(shí)際的相差了40天之多。祖沖之在33歲時(shí)，也就是公元462年(劉宋大明六年)，修正了當(dāng)時(shí)曆法的錯(cuò)誤，制定了一部新的曆法「大明曆」。4-20圓周率祖沖之在數(shù)學(xué)方面也有卓越貢獻(xiàn)，特別是圓周率的計(jì)算。他算出圓周率值在3.1415926與3.1415927之間。祖沖之所求出的圓周率數(shù)值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在當(dāng)時(shí)世界的前列。直到1000年之後，即15世紀(jì)阿拉伯的阿爾卡西和16世紀(jì)法國(guó)的維葉特，才超越了他的成果。4-214.5天文學(xué)及曆法的發(fā)展中國(guó)曆法確立了後代的曆法體系、規(guī)範(fàn)和基本內(nèi)容的原始框架，而以張衡為代表，對(duì)天文儀器的研製、對(duì)天象的觀察與記錄以及論天三家為代表的宇宙論，則形成了中國(guó)古代天文的固有傳統(tǒng)?！笣h書(shū)．地理志」的出現(xiàn)，開(kāi)拓了沿革地理研究的新領(lǐng)域?！干褶r(nóng)本草經(jīng)」是中國(guó)秦漢以來(lái)藥物知識(shí)的總結(jié)，它為後世本草學(xué)奠定了基礎(chǔ)?！?jìng)s病論」不僅確立了辯證論治的醫(yī)療原則，而且大為充實(shí)了中醫(yī)藥體系的內(nèi)容，更加切合醫(yī)療的實(shí)際應(yīng)用。4-224.5.1蘇頌與天文計(jì)時(shí)鐘蘇頌是北宋的天文官員，專門研究天文科學(xué)，為朝廷察看星象，觀測(cè)氣候，修訂曆法，紀(jì)錄水旱災(zāi)情等。他以一生的心血，設(shè)計(jì)了一座「天文計(jì)時(shí)鐘」，邀請(qǐng)了當(dāng)時(shí)最負(fù)盛名的機(jī)械專家韓公廉，從公元1088到1090年，將近三年的時(shí)間，完成了「天文計(jì)時(shí)鐘」的建造。這座巨鐘既可報(bào)時(shí)，又可觀測(cè)氣象，為一項(xiàng)天下無(wú)雙的大發(fā)明，轟動(dòng)了朝野。這座偉大的建築有三樣?xùn)|西，一是「渾天儀」，可以觀察地球、太陽(yáng)、月亮在天體中的位置和運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況；二是「天球儀」，可以觀察天文星體的位置和活動(dòng)狀況；三是「計(jì)時(shí)儀」，可以計(jì)算時(shí)間和報(bào)告時(shí)刻。蘇頌以他自己的心得，把新儀器的各部門分別取了名稱，著了一本「新儀像法要」。因此，他的各項(xiàng)研究結(jié)果得以傳諸後世。4-23天文計(jì)時(shí)鐘「渾天儀」、「天球儀」及「計(jì)時(shí)儀」等三種儀器，由一個(gè)大車輪作為動(dòng)力的框軸，利用水平來(lái)推動(dòng)整座結(jié)構(gòu)的機(jī)械設(shè)置，使其永遠(yuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)不息?！笢喬靸x」和「天球儀」都由「計(jì)時(shí)鐘」來(lái)帶動(dòng)。而渾天儀上的望筒，永遠(yuǎn)指向太陽(yáng)，可以藉此校正計(jì)時(shí)鐘的準(zhǔn)確度。三項(xiàng)儀器相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)造非常巧妙。4-244.5.2張衡和世界第一臺(tái)地震儀根據(jù)史書(shū)的記載，世界上第一臺(tái)能偵測(cè)地震發(fā)生地點(diǎn)的儀器，首先出現(xiàn)在中國(guó)，它的名字叫做候風(fēng)地動(dòng)儀，是由中國(guó)東漢時(shí)期的大天文學(xué)家張衡所發(fā)明創(chuàng)作的張衡字平子，是現(xiàn)在的河南省南陽(yáng)縣人(古時(shí)稱南陽(yáng)郡)，生於公元78年(東漢章帝建初三年)。張衡根據(jù)舊有十分簡(jiǎn)陋的觀測(cè)儀器加以重新設(shè)計(jì)改良，製作了中國(guó)第一臺(tái)設(shè)計(jì)精巧，能自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的天球儀(就是一般人所說(shuō)的渾天儀)。4-25臺(tái)北市立天文教育館複製的渾天儀4-26候風(fēng)地動(dòng)儀張衡另一項(xiàng)為後人所極為讚賞的成就，是他創(chuàng)作了世界上第一臺(tái)能夠偵測(cè)地震發(fā)生地點(diǎn)的候風(fēng)地動(dòng)儀。在東漢時(shí)期(公元25至220年)，各地經(jīng)常發(fā)生地震。張衡為了幫助政府早日得知地震發(fā)生的時(shí)間與地點(diǎn)，便利於賬濟(jì)災(zāi)民，因此於公元132年首創(chuàng)了世界上第一臺(tái)偵測(cè)地震發(fā)生時(shí)間與地點(diǎn)的儀器，即是候風(fēng)地動(dòng)儀。4-27後人模擬製作之候風(fēng)地動(dòng)儀在公元138年(順帝永和3年)2月初3，地動(dòng)儀朝向隴西(今甘肅省一帶)的龍頭突然張嘴吐出了銅珠，張衡向朝廷報(bào)告隴西有地震發(fā)生。幾天之後，自甘肅真的傳來(lái)了曾發(fā)生嚴(yán)重地震的消息，大家才完全相信了候風(fēng)地動(dòng)儀偵測(cè)地震的準(zhǔn)確性與可靠性。可惜此臺(tái)儀器不但毀於戰(zhàn)火，而且也沒(méi)有留存下任何相關(guān)的製作原理和方法，因此失傳已久，沒(méi)有人能製作了。4-284.6中國(guó)科技之四大發(fā)明中國(guó)科技之四大發(fā)明指南針火藥造紙術(shù)印刷術(shù)作為世界古代文明標(biāo)誌的指南針、火藥、造紙術(shù)和印刷術(shù)等四大發(fā)明的出現(xiàn)或大規(guī)模使用均始於北宋，正是諸多尊敬的科技前輩先後在各方面的努力，不斷將宋元時(shí)期的科學(xué)技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)新的高度。4-294.6.1指南針指南針是中國(guó)史上的偉大發(fā)明之一，也是中國(guó)對(duì)世界文明發(fā)展的一項(xiàng)重大頁(yè)獻(xiàn)。指南針是利用磁鐵在地球磁場(chǎng)中的南北指極性而製成的一種指向儀器。磁石的這種特性，被古人利用來(lái)製成指南工具。最早出現(xiàn)的指南工具叫司南，戰(zhàn)國(guó)時(shí)已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成，樣子像一隻勺，重心位於底部正中，底盤光滑，周刻二十四向，使用時(shí)把長(zhǎng)勺放在底盤上，用手輕撥，使它轉(zhuǎn)動(dòng)，停下後長(zhǎng)柄就指向南方。4-30東漢王充記載了它的形狀和用法?！腹砉茸又\篇」裡還談到鄭國(guó)人到遠(yuǎn)處去採(cǎi)玉，就帶了司南，以免迷失方向。指南針的出現(xiàn)為人類帶來(lái)貢獻(xiàn)，而其更是中國(guó)古代四大發(fā)明之一，對(duì)人類的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。在其發(fā)明之後，更被廣泛地使用於軍事、生產(chǎn)、日常生活和航海事業(yè)等方面，而在其中以航海事業(yè)的成就最為顯著則有鄭和七下西洋，以及造就了哥倫布的偉大航海成就。4-31鄭和下西洋公元1405年7月11日(明永樂(lè)三年)明成祖命鄭和率領(lǐng)龐大的二百四十多艘海船、27800名船員組成的船隊(duì)遠(yuǎn)航，訪問(wèn)了30多個(gè)在西太平洋和印度洋的國(guó)家和地區(qū)，加深了中國(guó)同東南亞、東非的友好關(guān)係，史稱鄭和下西洋。每次都由蘇州劉家港出發(fā)，一直到公元1433年(明宣德八年)，他一共遠(yuǎn)航了有七次之多。最後一次航行，公元1433年4月回程到古里時(shí)，在船上因病過(guò)世。民間故事「三寶太監(jiān)西洋記通俗演義」將他的旅行探險(xiǎn)稱之為三寶太監(jiān)下西洋。。4-32鄭和的船隊(duì)及其航海路線圖鄭和曾到達(dá)過(guò)爪哇、蘇門答臘、蘇祿、彭亨、真臘、古裏、暹羅、榜葛剌、阿丹、天方、左法爾、忽魯謨斯、木骨都束等三十多個(gè)國(guó)家，最遠(yuǎn)曾達(dá)非洲東部，紅海、麥加，並有可能到過(guò)澳大利亞。4-334.6.2火藥火藥的起源，我們便要追溯至公元前一世紀(jì)至二世紀(jì)漢武帝時(shí)代，當(dāng)時(shí)的方士正尋求一些能夠延年益壽、仙人不死的藥。當(dāng)時(shí)的方士都只是訪尋植物的效用，並稱這方法為黃白術(shù)，最多以間接的煉丹砂以成黃金白銀，然後用金銀製做飲食器具，以之飲食則益壽，益壽則可通仙，達(dá)到長(zhǎng)生不死的目的。時(shí)代發(fā)展到戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，才開(kāi)始有記載有關(guān)方士煉製不死之藥，而且更得到統(tǒng)治階級(jí)的支持與鼓勵(lì)，直到三國(guó)以前，一直有方士在進(jìn)行煉製長(zhǎng)生示老仙丹的實(shí)驗(yàn)。三國(guó)以後，這些方士逐漸加入應(yīng)時(shí)而興的道教，大批的道士開(kāi)始學(xué)習(xí)與嘗試煉丹的工作，於是煉丹術(shù)與新興的道教結(jié)合了起來(lái)隨著道教在中國(guó)日益盛行，煉丹術(shù)也隨之日漸發(fā)達(dá)，奠定了中國(guó)火藥的基礎(chǔ)。4-34時(shí)代發(fā)展至大約九世紀(jì)中期，有一本書(shū)籍名為「真元妙道要略」，此書(shū)提及了當(dāng)時(shí)的煉丹術(shù)及丹藥盛行於世；它記載了35種有害丹藥的配方，書(shū)中提及到某些煉丹師將硫磺與雄黃（即二硫化二砷）、硝石、蜂蜜混合在一起加熱，結(jié)果是混合物突然燃燒，將煉丹師的雙手和面部炙傷，更將整座房屋燒毀。雖則這件事是有辱道家的名譽(yù)，甚至作者勸籲煉丹師不應(yīng)該仿效歧途，可是這一事件的意義格外重大，因?yàn)樗涊d了混合硫磺、硝酸鹽和炭原料即可配成一種燃燒劑或是炸藥，也就是原始炸藥，因此它也是人類文明中最早載有火藥資料之一。火藥是道士在煉丹時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)的。唐朝末年，火藥已被用於軍事。4-354.6.3造紙術(shù)提起造紙術(shù)，人們就馬上想起蔡倫。早在周、秦和西漢時(shí)期，人們已行用竹木簡(jiǎn)和縑帛，作為書(shū)寫材料。西漢已經(jīng)出現(xiàn)了用麻質(zhì)纖維製成的紙片了，這是世界上己知的最早人造紙片。所以蔡倫是造紙術(shù)的革新者。造紙術(shù)的西傳，對(duì)歐洲甚至整個(gè)世界學(xué)術(shù)的復(fù)甦與進(jìn)步幫助最大，對(duì)於整個(gè)人類的文明，有著極大的影響。4-36蔡倫由於出生在貧苦的家庭中，自小就被賣入宮中當(dāng)太監(jiān)，因此史書(shū)上都沒(méi)有記載他確實(shí)的家世。只知道他是當(dāng)時(shí)的桂陽(yáng)郡(現(xiàn)金湖南省來(lái)陽(yáng)縣)人，約在公元70年至75年間(東漢明帝永平末年)被送入宮中當(dāng)太監(jiān)。因?yàn)樘煨月斆黛`巧，做事認(rèn)真，所以在公元88年，年僅10歲的小皇帝和帝即位之後，受到朝廷的重用，升任為隨侍皇帝身邊，負(fù)責(zé)與皇帝共同議定軍國(guó)大事的中常侍。蔡倫雖自幼即入宮中任職，但由於他勤奮好學(xué)，對(duì)事物的觀察與研究均極為用心，這使他不但很快的具備了治理國(guó)家大事的才能和學(xué)識(shí)，而且也熟悉了宮中各類工匠(技術(shù)人員)的各種製作技術(shù)，成為一個(gè)多才多藝的宮廷官員。4-37蔡侯紙蔡倫研究發(fā)現(xiàn)製紙時(shí)所用原料的纖維越細(xì)小，製成的紙品質(zhì)越好。於是又常試用各種工具與方法，將樹(shù)皮、破布、漁網(wǎng)等原料弄碎。最後終於獲得了用平常五穀雜糧已去皮的杵臼，可以將近泡後的原料纖維舂打得十分細(xì)小的心得。直至今日，在湖南省耒陽(yáng)縣蔡倫故居門前有一個(gè)石臼，據(jù)說(shuō)就是他當(dāng)時(shí)舂紙用的石臼。由於經(jīng)過(guò)蔡倫採(cǎi)用改良後的原料和方法所製成的紙，是當(dāng)時(shí)品質(zhì)最好的紙，獲得皇帝的讚賞，因此被稱為「蔡侯紙」以紀(jì)念他。4-38自從東漢的蔡倫改良了造紙技術(shù)，製成了價(jià)廉物美的紙張後，紙的製作技術(shù)與使用，很快的普及到全國(guó)各地。於是笨重的簡(jiǎn)冊(cè)和昂貴的絲紙逐漸被淘汰。由於紙的普及，不但使知識(shí)的傳播更為快速便利，更加速了中華文化的發(fā)展與成長(zhǎng)，而且也因而促成了拓印碑文的不斷進(jìn)步，最後約在中國(guó)南北朝末期(公元六到七世紀(jì))終於引導(dǎo)出了中國(guó)另一項(xiàng)偉大的技術(shù)，即是印刷術(shù)的發(fā)明。4-394.6.4印刷術(shù)與造紙術(shù)一樣，印刷術(shù)也極大地改進(jìn)了人類知識(shí)生活的設(shè)備條件。印刷術(shù)的原理確實(shí)非常簡(jiǎn)單，圖章的使用在遠(yuǎn)古時(shí)期就已很普遍，但歐洲直到14世紀(jì)才開(kāi)始採(cǎi)用印刷術(shù)印刷圖像，15世紀(jì)開(kāi)始活字印刷。與紙的使用一樣，中國(guó)印刷術(shù)的出現(xiàn)也非常早。隋朝時(shí)期，中國(guó)人民已經(jīng)發(fā)明了雕版印刷術(shù)。雕版印刷即刻版印刷，它是將一篇文章用反手字刻在木板上，在木板上刷墨，凸起的字受墨，從而可以將文章印到紙上。用這種方法可以將一篇文章或一本書(shū)印成完全一樣的許多份。4-40雕版印刷術(shù)在宋代達(dá)到了極高的水平，留存至今的宋代刻本的書(shū)籍有七百多種，每本都十分精美。公元971年在成都刻印的全部「大藏經(jīng)」共1046部，5048卷，雕版達(dá)13萬(wàn)塊，花費(fèi)了12年，這是世界印刷史上規(guī)模浩大的工程之一。雕版印刷雖然比人工手抄是一個(gè)巨大的進(jìn)步，但它依然在人力和材料方面浪費(fèi)很大。每一部書(shū)都要重新刻版，大部頭的書(shū)往往要?dú)v時(shí)數(shù)年，而將書(shū)印完後存放版片需佔(zhàn)大量地方，如該書(shū)不再重印，則刻版就作廢了。這些缺點(diǎn)隨著雕版印刷術(shù)的興盛日益顯示出來(lái)，作為對(duì)雕版印刷術(shù)的改進(jìn)，公元1041-1048年(宋代慶歷年間)平民畢昇發(fā)明了活字印刷術(shù)，使印刷技術(shù)產(chǎn)生了一個(gè)偉大的飛躍。4-41畢昇與印刷術(shù)畢昇是一位優(yōu)秀的刻字工人，在長(zhǎng)期的刻字經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出了活字印刷術(shù)，其原理與現(xiàn)代印刷術(shù)完全相同，分三個(gè)步驟：先是製活字，畢昇所用材料是膠泥，在膠泥方塊上列好字後用火焙燒，使之堅(jiān)硬如瓷，所有的字用紙袋裝好按音排列。其次是排版，在鐵板上放松香、蠟以及紙灰的混合物和一個(gè)鐵框，裝揀出來(lái)的字排在鐵框中，等排滿一框即對(duì)鐵板加熱，使松脂熔化，用一平板將泥活字壓平，等冷卻之後，字就固定在鐵板上了，版即製好。版製好後是印刷，方法與雕版印刷一樣，印刷完畢再將鐵板加熱，使松香和蠟熔化，將泥活字取下放好，以備再用。4-42除了泥活字、木活字外，還出現(xiàn)過(guò)磁活字、錫活字、銅活字等，今天流行的鉛活字在中國(guó)的15、16世紀(jì)也已出現(xiàn)。中國(guó)的雕版印刷術(shù)大約於12世紀(jì)傳到埃及，而活字印刷術(shù)則是通過(guò)維吾商人傳入高加索，再傳到小亞細(xì)亞和埃及的亞歷山大里亞以及歐洲，保存到今天的世界上最早的木活字是維吾爾文的，有好幾百個(gè)。歐洲瞭解到中國(guó)的活字印刷術(shù)大約在元代，公元1450年，德國(guó)古騰堡仿照中國(guó)活字印刷術(shù)製成了用鉛、鋅、錫合金為材料的歐洲拼音文字的活字，開(kāi)始了歐洲活字印刷的歷史。4-434.8中國(guó)科技的衰落與興起西方工業(yè)革命之後，各國(guó)之間的交流日益密切。近代中國(guó)的衰弱，是西方文明的迅速發(fā)展及中國(guó)「天朝」的封閉自守，導(dǎo)自中國(guó)與世界的進(jìn)步脫離。當(dāng)時(shí)，中國(guó)科技仍在進(jìn)步，但是進(jìn)步的速度卻遠(yuǎn)不及西方文明的腳步。綜觀人類文明史，將近六千年的歷史，但直到近二百年，科技才突發(fā)猛進(jìn)、工業(yè)革命、啟蒙人文思想、連帶的就是資源被耗盡，戰(zhàn)亂加劇，而這些革新都起源於歐洲。從1990年代起，中國(guó)大陸調(diào)整其政策，發(fā)展科技並吸引外資及外國(guó)科技；同時(shí)，憑藉其13億人口的勞力供應(yīng)及市場(chǎng)需求，使得現(xiàn)今中國(guó)大陸的國(guó)力大增，在目前世界佔(zhàn)有舉足輕重的影響力。4-444.8.1中國(guó)近代科技的衰落中國(guó)自十六世紀(jì)，中國(guó)統(tǒng)一後為求安定，用八股文束縛讀書(shū)人，唯有念四書(shū)五經(jīng)方可當(dāng)官，因此科學(xué)進(jìn)展趨緩，煉鐵量是用來(lái)評(píng)估國(guó)家產(chǎn)力的重要指數(shù)。宋朝時(shí)，中國(guó)的每年煉鐵量總合就已相當(dāng)於十八世紀(jì)的全歐州總煉鐵量，但明朝後，許多煉鐵廠反而荒廢了，社會(huì)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)衰退狀態(tài)，再加上天災(zāi)外敵，倭寇流寇四擾，貪官污吏，中國(guó)沒(méi)多餘能力解決民生問(wèn)題。4-45以農(nóng)業(yè)國(guó)家而言，人口、糧食、尚武風(fēng)氣是衡量國(guó)力的要素，但進(jìn)入工業(yè)時(shí)代後，原料、工廠、政府效率卻是決定國(guó)力的條件，國(guó)家大小不再是最重要，一但以機(jī)器代替人力後，多餘人口便可釋放出來(lái)從事各種專精產(chǎn)業(yè)，都市化越高的國(guó)家，科技研發(fā)越迅速，所以工業(yè)國(guó)家相對(duì)於農(nóng)業(yè)國(guó)家，其國(guó)力越差越大。結(jié)果是，中世紀(jì)最強(qiáng)的國(guó)家如印度、中國(guó)、阿拉伯世界等，在歐洲國(guó)家工業(yè)化後反倒成為被掠奪的國(guó)家。4-464.8.2金磚四國(guó)與中國(guó)現(xiàn)代科技的興起2003.10.1，一份編號(hào)第99的高盛全球經(jīng)濟(jì)報(bào)告，隨著網(wǎng)路，傳送到歐、亞、美洲各國(guó)機(jī)構(gòu)法人的電子信箱裡，這是高盛引起最大回響的報(bào)告。報(bào)告中指出「金磚四國(guó)」—巴西、俄國(guó)、印度和中國(guó)經(jīng)濟(jì)崛起。他們合組Brazil、Russia、India和China四國(guó)的起首字母，稱之為BRICs(發(fā)音類似英文的磚塊brick)，預(yù)測(cè)他們將漸步取代全球前六大經(jīng)濟(jì)體（美國(guó)、日本、英、德、法、義）的地位。而在2050年，世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)權(quán)會(huì)劇烈洗牌，新六大經(jīng)濟(jì)體的面孔將變成：中國(guó)、美國(guó)、印度、日本、巴西、俄國(guó)。這六大經(jīng)濟(jì)體的改變因素包括：全球資本市場(chǎng)、匯率大幅升值、推升全球經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)率、能源市場(chǎng)需求激增、新消費(fèi)群誕生、耐久財(cái)市場(chǎng)需求暴增等六項(xiàng)變貌。4-472008年的中國(guó)是世界第六大經(jīng)濟(jì)體系，第四大出口國(guó)，當(dāng)然也是進(jìn)口大國(guó)。2003年中國(guó)生產(chǎn)了全球一半照相機(jī)，三成空調(diào)和電視，同時(shí)又是全球的銅、銻、鋅、白金、鋼、鐵等的第一大消費(fèi)國(guó)，第二大石油消費(fèi)國(guó)。在資本進(jìn)出方面，2003年中國(guó)成為全球第一的引資國(guó)；在資本輸出方面，雖然基數(shù)很低，但近年高速增加。中國(guó)外匯存底(2008年)已超過(guò)1兆美元，這是中國(guó)官方首度證實(shí)大陸外匯存底超越日本成為世界第一。但值得注意的是中國(guó)屬於一封閉式經(jīng)濟(jì)體系，資本帳未全面開(kāi)放，代表大部份外匯儲(chǔ)備由中央持有，與日本等開(kāi)放型經(jīng)濟(jì)國(guó)家，民間擁有大量外匯資產(chǎn)均未有反映於政府的外匯儲(chǔ)備中的情形顯有不同。4-481995年5月召開(kāi)的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大會(huì)上，時(shí)任中共中央總書(shū)記的江澤民正式提出「科教興國(guó)」政策。1997年，中國(guó)政府批準(zhǔn)了中國(guó)科學(xué)院關(guān)於建設(shè)國(guó)家創(chuàng)新體系的方案，投資實(shí)施知識(shí)創(chuàng)新工程。1998年6月，中國(guó)成立國(guó)家科技教育領(lǐng)導(dǎo)小組，表明中國(guó)從更高的層次