領先世界600年的商朝,農副業發展迅速。主要農作物如粟、黍、麥(大麥)、黍(小麥)、糠、稻、豆等,甲骨文中都有記載。鄭州商城遺址發現了水稻,說明當時中原地區也種植水稻。蠶桑生產發展於商代。不僅甲骨文中常見蠶、桑、絲、絹等文字,青銅器紋飾中也有圓頭突目、身子蠕動的蠶紋,玉器紋飾中有雕刻成逼真形狀的玉蠶,反映了當時養蠶業的發展。當時,馬、牛、羊、雞、狗、貘等“六畜”已被大量飼養,或作食用,或作祭祀,或作耕作和驅趕。商代的青銅冶煉技術已經達到相當熟練的水平。
比世界早700年的周朝,天文學家觀測恒星,確定黃道帶和赤道帶兩側的28個星座為標誌,稱為二十八人質。根據這些星座,確定天體的位置和許多天象,如日食和月食。從太陽在二十八夜中的位置,我們可以知道壹年的季節,這比觀察昏星的方法更準確地觀察太陽的位置,確定季節。這是古代天文學的壹大進步。世界上第壹部系統的占蔔書《周易》誕生於周朝,它把世間千變萬化、紛繁復雜的事物抽象為陰陽兩個基本範疇,認為世界是因為這壹對對立的力量而變化發展的。由於軍事、政治和經濟的需要,地圖在西周時期已經被廣泛使用。比如周公在選址洛邑的時候,事先就畫了地圖。在西周時期,醫學研究得到了發展。《周禮》載有醫生掌管醫生的命令,以及中國最早的醫案,如食醫、病醫(內科)、選醫(外科)、獸醫等。關於治病的醫學理論,提出了“五味五谷五藥養其病,五氣五音五色治其生與死,二觀九竅變化(觀五感排便變化),參九臟運動(觀五臟活動)”。這裏初步形成了中醫的理論基礎。隨著社會生產力的逐步發展和科學文化的進步,在西周宗教思想仍然占主導地位的歷史條件下,也出現了壹些帶有樸素唯物主義和辯證法的思想因素。《尚書·洪範》將水、火、木、金、土命名為“五行”。
春秋戰國時期,比世界早了900年。春秋時期,發明了99乘法表。在春秋時期,它在牛耕被廣泛使用。春秋時期的建築技術已經達到了很高的水平。著名的魯班,即魯國人佚,是民間工匠的傑出代表,後人尊稱為創始人。春秋時期的金銀器工藝水平很高。金銀器的出土地區也非常廣闊,不僅有中原地區,還有江南、塞北等地。中原地區的金銀器多為器皿、鉤等。,這壹般是由諸樊方法。內蒙古、陜西等地出土的匈奴金銀器,主要是首飾和馬具上的飾物,在東周時期被廣泛使用,促進了制玉工具的改進,特別是打磨技術的提高,並加快了轉速,開始使用更堅硬的金剛石粉。先進的工具和有效的打磨促進了制玉技術的快速發展。春秋時期的玉器多在墓葬中出土,不僅數量多,而且工藝精湛。
秦朝比世界早了700年。雖然存在的時間很短,但還是給後人留下了值得書寫的科學技術。除了度量衡、貨幣和文字,秦朝在交通和通訊方面也做出了重要貢獻。世界上第壹個陸路交通網絡的形成始於秦朝。早在秦國出兵剿滅六國時,秦王就開始拆除各地私自修建的高墻壁壘,清除阻礙交通的藩籬。秦始皇統壹中國後,實現了“車在同壹條軌道上”。全國車輛使用相同的寬度規,意味著車輛的主要部件有了統壹的標準,更換快捷方便。秦朝按照“車在同壹軌道”的要求,在改造和連接過去繁雜的交通路線的基礎上,花費了無數的人力物力,修建了壹條以馳道為主的全國交通幹線。這個工程耗時10年,規模非常大。它以北京首都鹹陽為中心,向四面八方輻射,連接全國各縣和重要城市。秦朝雖然只存在了15年,卻以驚人的努力完成了全國範圍的交通和通訊網絡。隨著道路的擴展,通訊也更快了。春秋戰國時期,各國使用不同的名稱進行郵政通信,而秦朝統壹了郵政地址。到了秦朝,“戚”、“戚”、“賈”等不同的稱呼,都稱為“後”。從此,“post”成為通信系統的專有名詞。在秦朝,“驛”負責遠距離公文、信件的傳遞,近距離則采用“步送”,即派人徒步傳遞。在郵政傳遞的方式上,秦代大部分文書都是接力傳遞,沿著政府規定的固定路線,由負責郵政傳遞的人壹站壹站地接力傳遞。在郵路沿線,有固定的地方供信差吃飯和住宿。這些休息區要麽叫“驛站”,要麽叫“亭子”。這些稱謂是由不同的郵政方式決定的。例如,中途停留的地方叫“亭”,馬體站叫“驛站”。為了保證公文和信件及時、迅速、準確地到達,秦朝規定了壹系列嚴格的法律。
漢朝領先世界1300年。西漢時用絲綿和麻造紙,是紙的始祖。東漢蔡倫改進造紙,形成了現代意義上的紙。造紙術成為中國四大發明之壹。東漢時,張衡制造了世界上第壹臺能夠預測地震的地動儀。羅、等人所著的《太初歷》第壹次將二十四節氣納入歷法。張仲景因《傷寒論》被尊為“醫聖”,中醫鼻祖。據史料記載,華佗是世界上第壹個采用全身麻醉的醫生。東漢初年的《九章算術》是數學領域的壹部傑作。其中《九章算術》是對戰國秦漢時期古代社會創立和鞏固時期數學發展的總結。它列舉了四種分式運算,本術(西方稱為三率法)、平方根和平方根(包括二次方程的數值解法)、盈缺術(西方稱為二重解法)、各種面積和體積公式、線性方程組的解法、正負運算的加減法原理、勾股解法。漢代也是中國第壹次發明瓷器燒制。這壹時期出現了蒸餾、水力磨坊、現代馬軛和腹帶的雛形、漆器、冶金用的往復活塞風箱、獨輪車、水車、吊橋等漢代晚期的產品。造船中采用了防水隔艙、多桅桿、船尾舵,使用了指南針。此外,血液循環也是在這個時候被首次發現的。漢朝時期,中國的冶煉技術也有了很大的進步,鑄錢的技術也比較成熟,比如三銖錢,五銖錢。繪畫工藝獨特,如馬王堆出土的帛畫,各種生活用品齊全。比如有“漢代魔鏡”之稱的銅鏡,其制鹽技術也有所提高,漢代出現了蒸餾酒,使酒品水平達到完美。農業技術有了很大提高,東漢初期出現了排水等新的灌溉工具。漢代有三種關於天體運動和宇宙結構的學說:蓋天說、渾天說和葉璇說。遮天論,又稱天圓如傘,地方如棋盤。渾天說,天地的形狀像壹個雞蛋,天地的關系像壹個裹著蛋黃的蛋殼;葉璇說,天空沒有壹定的形狀,太陽、月亮和五星(金、木、水、火、土)都漂浮在氣體中。張衡根據自己對天體運行規律的理解和實際觀測,認真研究了這三種理論,認為渾天理論更符合實際觀測。他繼承和發展了前人的渾天說,大膽地提出了許多關於天象的新觀點。張衡在西漢耿壽昌發明的渾天儀的基礎上,根據自己的渾天儀理論,創造了更為精確和全面的渾天儀。創造了壹個能夠準確執行渾天儀思想的“渾天儀”。渾儀是壹個可旋轉的空心銅球。銅球表面刻有二十八星座等恒星的位置;球的中心有壹根鐵軸貫穿,軸的兩端象征北極和南極。球體外面有幾個銅圈,分別代表地平圈、子午圈、黃道圈、赤道圈。二十四節氣刻在赤道和黃道上。張衡當時知道的所有重要天象都刻在渾儀上。為了使“渾天儀”自動旋轉,張衡利用了液壓傳動齒輪的原理,利用滴壺滴下的液壓傳動齒輪帶動空心銅球繞軸旋轉。銅球自轉壹周的速度等於地球自轉的速度。這樣,坐在房間裏的人就可以從渾天儀上看到天體的運動。公元89年至140年,東漢都城洛陽、隴西共發生33次地震。尤其是公元119年,洛陽等地區接連發生兩次大地震,促使張衡加緊了對地震的研究。終於在公元132年,他發明制造了中國第壹臺地動儀。張衡制造的這臺地震儀相當靈敏準確。公元138年的壹天,地震儀準確地監測到了距離洛陽1000多裏的隴西發生了地震,說明他的精度達到了相當高的水平。歐洲在1880年制造了類似的地動儀,比張衡晚了1700多年。在氣象學上,張衡還創造了壹種測量風向的儀器——侯風義,也被稱為隨風的青銅鳥。壹只嘴裏銜著壹朵花的銅鳥被放在壹根50英尺高的桿子頂端,這根桿子可以隨風旋轉。鳥頭的方向就是風向。這種儀器類似於歐洲安裝在屋頂上的候雞,但候雞是十二世紀才出現的,比張衡的候雞儀晚了1000年。
三國兩晉南北朝領先世界1000年,此時科技進步顯著。這壹時期的科學技術繼承了前代的成果,在數學、農學、地理學、天文歷法、機械制造、冶煉技術、醫學等諸多方面都有所創新。魏晉數學家劉徽最大的貢獻是提出了圓周率的計算方法(“割線法”),為圓周率及其他相關問題的計算建立了相當嚴密的理論和完善的算法。劉輝的極限的初步概念和直曲線變換的思想是很有價值的。祖沖之更精確地計算了圓周率,發現圓周率在3.141.5926和3.141.5927之間,提出了它的近似比22/7和秘密比355/113,這在世界科技史上是出乎意料的。他還寫了《篆書》,在天文歷法和機械制造方面取得了很大成就。農業成果應首先推廣到齊姚敏蜀。自古以來,農業就是中國的主要生產部門,農業非常發達。據《漢書·藝文誌》記載,西漢以前有九種農書。《勝書》是西漢時期的農書,但已失傳。只有引用壹些農書,特別是《齊·姚敏書》,才能知道其殘句。《齊·姚敏書》是中國最早的完整的農書。賈思勰的著作集中、系統、全面地反映了中國古代農業的成就,特別是總結了魏晉南北朝時期北方的生產經驗。賈思勰的嚴謹治學,“集經、集詩、集謠,求索而行”,終於寫出了這部農學的科學著作。魏晉南北朝時期,西晉的裴秀和北魏的酈道元都是對後世有較大影響的地理學家。裴秀畫了龔宇的地理地圖。“用龔宇的山川地名,時間從來不長,變化很多。”在完成這部作品之前,他對歷史地理進行了認真的研究。在《龔宇地理圖序》中,他還提出了繪制地圖的六大原則,即著名的“六體畫法”。《北魏酈道元水經註》是我國古代壹部全面系統的地理專著。《水經註》記載了137條河流,《水經註》增加了1000多條。文本擴充了幾十倍,涵蓋範圍更廣,內容遠遠超出了河道和水文,包括了河道的歷史變遷、經濟狀況、自然景觀等諸多方面。
隋朝比世界領先1900年。此時的科技受到了極其強大的國力的影響,科技水平進入了前所未有的輝煌時期。此時的和平繁榮,格局宏大,氣勢開放,場面壯麗,是歷代王朝無法比擬的。在當時的世界上,中國處於科技發展的前沿,是最文明、最先進、最繁榮、最強大的國家。中國的四大發明中,有兩項發明於此時(紙是東漢蔡倫發明的,北宋用於航海的指南針除外),世界上最早的印刷術和火藥都誕生於此時。雕版印刷是中國發明的最早的印刷技術,出現在文帝統治的早期。已經有了大量無可辯駁的證據。公元588年,漢文帝在陳平時,下令將30萬份反對陳後主犯罪的詔書復制並向全世界公布,表明印刷在當時的人民中廣泛流行。後來,印刷術在正史中頻繁出現。隋煬帝黃凱十三年(公元593年),隋文帝頒布“棄像刻書,始為印書之始”。在隋朝,已經有雕刻的佛教歷法和書籍。隋朝七年的書裏,已經有了火藥的配方。楊迪三次下西洋時,火藥開始在軍事上廣泛使用,殺傷朝鮮軍隊數百人,屢立戰功。隋朝在城市建設方面取得的輝煌成就在世界古代史上是無與倫比的,突出表現在西京大興城(長安)和東方洛陽兩座舉世聞名的大都城的建設上。中華人民共和國成立後,隋文帝認為西漢初年修建、後為北周所用的長安太小,命宇文愷另建大興城。黃凱第二年六月動工,第二年年初竣工。大興城建於渭河南岸,在舊長安城東南約7公裏處,總面積84平方公裏,約為安老城(建於明清)的7.5倍。據《隋書地理》記載,大興城南北15裏,東西175步(據考古調查,實際是16中的125步,即8651.25米)。東、南、西有三門,北有壹門。城市的北部中心是宮城和皇城。宮城是皇室的住所,皇城是政府所在地。在宮城和皇城的東、南、西三面,分布著106住宅區——方(包括官邸、庶民住宅和寺廟)。東有壹城,西有壹城,作為民間商品交易活動的場所。宮城、皇城、廣場、城被25條規則的縱橫街道隔開。其中,通往城門的六條主要街道寬達150米,其他街道壹般都有幾十米寬。每個廣場周圍都建有圍墻,晚上大門緊閉。車間裏有大街小巷。為了滿足城市的用水需求,還修建了多條運河,分別引導遊水和藻河流經城市。大興城布局嚴謹對稱,規劃整齊。同時,它明顯改變了西周以來背對城的舊的城市建設格局,更多地考慮了居民在交通、用水和商品交易活動方面的需要。是魏晉時期鄴城、洛陽的進壹步發展,大興城是古代世界罕見的巨大都城。日本古都的建設受大興城的影響很大。有人曾經對比過世界上十個古城的面積:(1)隋朝大興城,建於583年,面積84.1平方公裏;②北魏洛陽城,建於493年,面積約73平方公裏;(3)明清北京城,建於1421—1553,面積60.2平方公裏;(4)元大都,建於1267,面積50平方公裏;(5)東京(洛陽城),建於605年,面積45.2平方公裏;(6)明南京,建於1366,面積43平方公裏;(7)漢長安(年城),建於公元前202年,面積35平方公裏;(8)巴格達,建於800年,面積30.44平方公裏;(9)羅馬,300年建成,面積13.68平方公裏;(10)拜占庭,建於447年,面積11.99平方公裏。從上表可以看出,隋代大興城的規模舉世無雙,古往今來堪稱天下第壹城。隋朝不僅創造了舉世無雙的天下第壹城大興城和金碧輝煌的東方都城洛陽,而且在建築史上的其他領域也取得了巨大的成就。宇文凱的觀風宮是壹座可移動的宮殿。可以拆卸、組合、行走。殿下有軸,可以自由轉動。這種走廳是壹個容納數百人的大廳,是皇帝在邊境巡邏時專用的。另壹位能工巧匠何疇建造了六合城,這是壹座方圓八裏,高十尺(古代稱八尺或七尺為壹)的活動城。它是楊迪皇帝進攻朝鮮時建造的。它是壹夜之間建成的,城市布滿了士兵和旗幟。第二天韓國人看到後,非常驚訝,覺得很神奇。還有自動合上錦簾開門的裝置,別出心裁,制作精良。在杜東關帝廟前的書房裏,有兩個飛仙掛在門外。似乎也沒什麽奇怪的,但當人們走到簾子前,腳碰到圍在地上的機器時,飛仙就會從冉冉下來,把錦簾收好,門就會悄悄地自己打開。1000多年前的隋朝,出現了似乎只存在於神話中的東西。隋朝的造船業空前發展,造船技術非常高,使得後來的朝代無法超越。為了準備攻打陳,隋文帝命在長江以南的永安監造戰船。規模和技術水平在歷史上都是空前的,其後的唐、宋、元、明、清都達不到這個水平。比如建造的“五齒”戰艦,艦體100多英尺,上升5層,左右前後各配有6個擊錘,可以拍打敵艦,可容納800名士兵。到了楊迪時代,造船的規模更大了。據《隋書煬帝傳》記載:“大業元年三月,...造了幾萬只龍船、鳳船、黃龍池船、樓船。”
唐朝領先世界300年。到了唐代,中國的科技首次陷入了五代之亂以來的低谷,中國科技呈現出明顯的衰落趨勢,缺乏技術創新,顯得毫無生氣。在唐朝280年的歷史中,科技領域的成就很少,但與清朝相比,還是有很大進步的。天文學家蒙克壹行是世界上用科學方法測量地球子午線長度的奠基人,比國外早90年左右。蒙克斯壹行還創造了壹種黃道旅行儀,用來觀測太陽、月亮和五星的位置和運動。通過觀察,壹行人發現了星位移動的現象。這比英國天文學家哈雷在1718年提出恒星自行的觀點要早得多。
領先世界1300年的宋朝,是中國封建社會科學技術起死回生的時期。終於洗刷了唐朝280年的科技衰落,產生了新的活力。宋代時,水浮羅盤開始應用於航海。朱昱在《周萍會說話》中說:“壹個船師懂地理,但他晚上看星星,白天看太陽,黑暗中看羅盤。”宋代北方被強鄰封鎖,陸路商路不暢,航運特別發達。憑借巨大噸位的帆船和高超的航海技術,當時的中國人航行到了遠至非洲的世界各地。到了宋代,火藥的軍事應用逐漸成熟。曾公亮的《武景宗要》中提到了火球術、蒺藜散、毒煙球等配方。宋後期,金朝、蒙古實戰使用金屬管制成的火槍、火炮。1126金軍圍攻開封,李剛用霹靂擊退金軍..南宋時,海軍也在艦艇上裝備了這種火炮。當金軍於11入侵長江采石磯時,在船炮的幫助下將其擊退。蒙古人在對抗金朝和南宋的戰爭中,遇到了這些熱兵器,立即用來裝備自己的軍隊。正是因為他們在世界範圍內的征服戰爭,火器才被引入阿拉伯和西方世界。此後不斷改進的熱武器裝備了所謂的“火藥帝國”(奧斯曼土耳其、伊朗和印度的莫臥兒),更重要的是裝備了歐洲殖民者,為他們向世界傳播西方制度建立了軍事優勢。雖然中國在隋代就出現了印刷術,但那是雕版印刷,被廣泛用於印刷佛經。北宋時,民間藝人畢升最先制作出泥活字,這是活字印刷的先例。這個故事,見於趙括的《孟茜筆談》,已經家喻戶曉。更重要的是,這項技術已經傳播到了西方。到15世紀中葉,德國的約翰內斯·古騰堡將活字印刷術引入歐洲,創造了鉛活字和配套的印刷技術。這是在歐洲文藝復興時期,大大促進了文化的傳播。從此,書籍和知識不再是牧師的專利,後來興起的世俗和民族文化也得益於這種快捷廉價的傳播渠道。從這裏開始,西歐向全世界傳播自己的文化。此外,宋代還有許多先進的科技成果,並不為現代人普遍所知。寫了《孟茜的故事》的沈括本身就是壹個科學通才,他精通物理、數學和天文學。他通過精確測量子午圈首次發現了地磁偏角。通過觀測天體的運行軌跡,糾正了傳統理論的錯誤。與他同時代的蘇頌精通藥理學、天文學和制圖學。他繪制了壹些大比例尺的星圖,測量了宋遼邊界,制作了精密的機械裝置——水運儀臺。該裝置利用鏈傳動和鐘擺運動進行天文觀測和自動報時。利用復雜的齒輪傳動裝置,宋朝的人們重新開發了指南針和裏程表。前者通過差速齒輪保證指針指向某個方向,後者可以通過鼓和手鐲的聲音報告車輪行駛的裏程。此外,還有踏板驅動、皮帶驅動的紡織機。最神奇的是旋轉藏經,也就是旋轉佛經書架。位於蘇州南禪寺的旋轉西藏博物館甚至有壹個類似剎車系統的裝置。孟茜弼譚還記載了運河上的復閘,並用兩個閘門來調節運河水閘的水位,以方便水運。沈括自己用木頭和鋸末制作了第壹張三維地圖。在平面地圖的測繪中,宋代科學家采用的是方格網坐標系,即把測繪區域分成許多小方塊,按等比例縮小到地圖上。用這種方法繪制的地圖具有很高的精度,其成果至今仍能在石刻的“於吉地圖”上看到。宋代工匠還發現煙煤可以代替木炭作為冶鐵的燃料,從而減少了冶鐵用炭量,保存了華北地區大量的木材和森林。當時四川盆地有數百米深的鹵井,用來獲取天然氣作為煮井鹽的燃料。由於印刷術的應用,宋朝政府在世界上首次發行了紙幣。這些都是時代的創舉,對現代社會的發展貢獻良多。李約瑟在《中國科學技術史》中寫道:“就技術的影響力而言,中國在文藝復興之前和期間占據了強大的主導地位。”他補充說:“每當人們在中國文學中尋找壹個具體的科技史料時,他們往往會發現它的重點是在宋代。”
元朝領先世界400年。眾所周知,此時的中國已經發明了牛奶冰淇淋和面條,從凱爾波羅回到意大利,在歐洲轉化為冰淇淋和面食。郭守敬主持編制計時幣,壹年周期與現行公歷基本相同,但比現行公歷早300年。
明朝比世界早了700年。明朝科學技術的偉大不在於它本身,而在於它的統治者對西方科學技術的開放態度。從整體上看,明朝是中國歷史上思想最開明、最有遠見的時期,統治者對傳播和引進外國先進思想和技術最熱心,心態也最好,這與明朝本身經濟高度發展、思想高度活躍、知識分子以天下為己任的意識空前高漲是分不開的。明代海洋地理學是隨著三寶宦官鄭和下西洋而發展起來的。明永樂
從宣德三年(1405)到宣德八年(1433),鄭和率領龐大船隊七次往返於太平洋和印度洋。有艦船200余艘,士兵和技術人員27000余人,船長鮑150米,船帆12張,羅盤導航設備。它的活動範圍從北緯27度到南緯7度,東經180度到東經44度,航程超過65438+百萬英裏,到過東南亞、南亞、阿拉伯和東非的許多國家和地區。這比哥倫布發現新大陸早了半個多世紀,可以說是世界航海史上前所未有的壯舉。在漫長的航行中,鄭和的船隊繪制了精確的海圖。朱(約1361-1425)利用自己的政治地位,組織了壹些專家學者,收集了很多資料,成立了植物園,觀察野生植物。1406年出版《救災本草綱目》,收集食用野生植物414種,註明產地、形狀、味道、食用部位、食用方法,並繪制詳細地圖。其中近2/3為首次記錄。《救荒本草》是記載食用野生植物的專書,也是中國本草學從藥物學發展到應用植物學的標誌。有人認為吸附分離法在現代植物化學領域的應用可能是從“救災草藥”開始的。
之後中國科技史很醜,就不提了。