第八章中國傳統科學與技術本章要點201農學與生物學05源遠流長的傳統技術04數學03天文學與地理學02中醫學與中藥學3

第一節

農學與生物學簡史中國歷代執政者都知道“民以食為天”，中國農業的一大特色是精耕細作。《尚書·禹貢》將九州土壤分類，《管子·地員》把土壤分級，戰國初期魏國李悝就提出“盡地力”口號，秦國商鞅靠的是“農戰”，漢代趙過倡導“代田法”。從原始的刀耕火種，到商代已知道將草木灰翻入土中。春秋戰國時普遍施用糞肥。一、農學與農書西漢氾勝之在漢成帝時任輕車使者，督民種麥，寫成現存最早的農學著作《氾勝之書》，提出了農業生產六環節理論，即及時耕作、改良和利用地力、施肥、灌溉、及時中耕除草、及時收獲，并總結了十幾種農作物的種植程序和經驗。北魏賈思勰的《齊民要術》約成書于公元533—544年間，全書共10卷92篇，11萬字，引用農書百余種，收集民諺幾十條，加上自己的調查研究，是完整保存下來的最早的農學百科全書。標志著中國古代農學體系的建立，處于世界領先地位。一、農學與農書中國古代農學集大成的著作還有元代王禎的《農書》，全書共37卷270目，約13萬字，分為“農桑通訣”“百谷譜”和“農器圖譜”三部分。王禎《農書》插圖(左為翻車，即龍骨水車，右為蠶繭繅絲車)一、農學與農書明末徐光啟官至大學士，在家鄉(上海徐家匯)和天津塘沽等地都經營過農業，到晚年竭力寫作《農政全書》，是明末實學思潮影響下的成果。稱為“農政”，是把農業當成統治階級官員一項重要的政務和應講求的政策。中國古代最早反映動植物分類思想的倒是一本詞典——《爾雅》，成書在西漢文帝之前。它把植物分為草、木兩大類，把動物分為蟲、魚、鳥、獸四大類。當時分類標準有的已深入到“科”“屬”。晉代永興元年(304)嵇含撰著的《南方草木狀》，主要記述廣東南部的草、層次，如甲蟲類、貝類、蟻類等。二、農具甲骨文已出現“犁”字，《孟子》提到“以鐵耕乎？”反映那時已采用鐵制的犁鏵。漢武帝末年人們對犁加以改革，在犁鏵后端上方接上犁壁，具有巧妙的曲面形狀，便于將耕起的土塊翻倒，使耕地與滅茬、壓草、作壟連續完成。唐代發明的江東犁是以后鐵犁的標準型。陜北出土牛耕圖（漢代藕犁）唐代江東犁二、農具播種機械以趙過發明的三角耬為巧妙，它一次完成開溝、撒種、蓋土三道工序。谷物收獲，必須曬干、簸揚，去除水分和雜質，漢代墓葬中出現陶制扇車模型，反映的就是揚場的有利農具。三角耬扇車二、農具漢代王充《論衡》中記載龍骨水車，《后漢書》敘述了宦官畢嵐在中平六年(186)設計水車的原委，到三國時馬鈞加以重大改進，稱為“翻車”。到宋元時期，發明以畜力或水力帶動的龍骨水車。這也是中國獨創的升水工具。龍骨水車三、紡織傳說黃帝妃子縲祖發明養蠶抽絲制衣服，甲骨文中已有桑、蠶、絲、帛字形，卜辭問到蠶事，《詩經》的“風”類歌謠反映了桑蠶副業活動的廣泛性。古代出現不少有關的技術專書，如《廣蠶桑說》《蠶桑輯要》等。漢代帛畫和畫像石上已出現單錠手搖紡車的圖像。東晉大畫家顧愷之的畫作中有三錠紡車，元代王禎《農書》有手搖、腳踏、水轉等各種紡車，最多錠數達32枚，超過西方工業化歷史上著名的“珍妮紡機”。宋刻本《列女傳.魯寡陶嬰》顧愷之配圖珍妮紡機三、紡織原始的織麻布技術是“手經指掛”。其后發明了腳踏提綜織布機，后來又發明梭子。商代青銅器圖案上有提花回紋絲織圖樣，反映當時已發明提花機。中國絲綢在漢代已遠銷羅馬帝國，形成歷史上綿延很長時間的中外商貿交通線———絲綢之路。宋元產生了錦緞和緙絲技術，真是錦上添花。元代薛景石的《梓人遺制》講木工技術。木棉的種植，是少數民族黎族、傣族、維吾爾族先開始的，元代陶元儀《南村輟耕錄》介紹了南宋末年松江黃道婆到海南島向黎族學得彈花、紡紗、織布技術，加以改進，使得松江成為植棉和紡織的先進地區。四、茶酒茶是中國文化的重要部分，與咖啡、可可并稱世界三大飲料。《爾雅》對茶葉特性作了解釋。西漢時茶葉進入日常生活。唐代陸羽的《茶經》是世界最早的茶道專著，共3卷七千余字。唐代王維“洛陽親友如相問，一片冰心在玉壺”句后來成為茶壺上常見的銘文，白居易《琵琶行》反映茶商行蹤飄忽。北宋王安石說茶“不可一日無”。四、茶酒醫書《素問·湯液》有黃帝與岐伯關于釀酒的對話，曹操“何以解憂，惟有杜康”詩句將所謂酒的發明人杜康(夏代人)作為酒的代稱。《齊民要術》列舉幾種制曲法。以曲釀酒是中國古代獨有的，將谷物蒸煮糊化，加上曲霉、酵母將其制曲，再經發酵，產生酒液。北宋時出現了一本釀酒專著《北山酒經》。14

第二節

中醫學與中藥學原始時代巫醫不分，只有“咒術醫學”，精神和物理療法。傳說“神農嘗百草”發展了早期的中草藥治療，商代甲骨卜辭有不少是問病的，靠天神驅邪。后來人類理性戰勝巫術，積累了經驗醫學知識。

一、中醫學《史記·扁鵲倉公列傳》敘述了戰國時期這位名醫的事跡，他生活在公元前500年左右，熟悉望、聞、問、切(脈)的診斷技術，能擔任內、外、眼、耳、婦、兒等科醫生。扁鵲知道經絡和五臟六腑的分布，會使用石針、金屬針進行針刺治療；還運用“撟引”(后稱導引)和案磘(即按摩)治病。扁鵲

一、中醫學長沙馬王堆三號漢墓出土的帛書醫書，展現了中國傳統醫藥學尚未整理定型時的方法和理論；出土醫書中另有帛畫一卷，畫上44個導引動作。《五十二病方》導引圖

一、中醫學早期醫學知識和技術集大成于漢代，產生了兩部重要的醫學典籍：第一部是《黃帝內經》，在《漢書·藝文志》中已有書目記載。分為《素問》9卷，《靈樞》9卷。第二部是長沙太守張機(字仲景)所著《傷寒論》(東漢末年)，則主要介紹治療方法。以“六經分類”“八綱辨證”(陰、陽、表、里、虛、實、寒、熱)、“四診合參”為前提，形成一整套診斷治療體系。

一、中醫學漢代末年另一名醫是華佗，被譽為“世界外科之祖”。其研制的麻沸散見于《后漢書》，“五禽戲”模仿虎、鹿、熊、猿、鳥的動作，是一種體育療法。華佗五禽戲

二、中藥學我國現存最早的藥物學著作是《神農本草經》，約成書于漢代。南北朝時陶弘景整理出《本草經集注》，修訂和補充了大量藥物。唐代編成《新修本草》，是廣泛發動各地上報所產藥物而修成的。宋代官方特別重視醫政和醫藥學，《經史證類備急本草》所收藥物達到空前的數量。明代李時珍再次集前人大成，閱讀書籍八百多種，經過自己多年調查、研究、試驗、鑒別，修成《本草綱目》(1596年)。

二、中藥學中醫臨床施治，主要靠處方給藥，所以在實用上各種“方書”占有重要地位。著名的如葛洪的《肘后方》、孫思邈的《千金方》等，甚至像蘇軾、沈括這樣的官吏文士也有《蘇沈良方》傳世。與中醫學有關的成果，還應提到南宋的宋慈所著《洗冤錄》(1247年)，他曾任廣東、湖南提點刑獄，成書于在湘期間。他在刑事“痕跡檢驗”實踐中吸取和積累了豐富的知識和經驗。書末還附有各種救死方。被譽為世界第一部法醫學著作。

二、中藥學中醫獨特的針灸技術，針由砭石發展到竹針、銅針；灸法是用燒灼或溫烤臉穴或病變部位的方法刺激經絡。長沙馬王堆漢墓醫書，如《陰陽十一脈灸經》，就講如何用針灸治療病癥。前5世紀有《針經》，晉代皇甫謐著《針灸甲乙經》。北宋醫官王惟一研制了“針灸銅人”模型，結合他的《銅人腧穴針灸圖經》學習、實踐，若針刺準確，穴位處便可流出水來，得到驗證。公元6世紀，中國針灸已傳入日本(《針經》)，朝鮮在12世紀開設中醫學針灸學，作為必修課目。宋、元以后，針灸學傳到西方，當代信奉者不少。

二、中藥學由于北宋對醫學藥學的重視，金元之交戰亂中的一些知識分子，出于治病救人的目的，積極鉆研北宋出版的醫藥學書籍。在中國古代哲學大規模滲入中醫學的“第二次浪潮”(宋元理學)的時期，敢于提出新的理論，形成了新的流派。其中以“金元四大家”最有名。·“寒涼派”劉完素(字河間)。·“攻下派”張從正(字子和)。·“補土派”李杲(號東垣)。·“養陰派”朱震亨(號丹溪)。23

第三節

天文學與地理學在我國浩如煙海的歷史文獻中，一向引人注目的紀傳體、編年體、紀事本末體、政書體的著述，是頗具代表性的文獻。這幾種重要的文獻不僅各擅所長，分別側重于時間、人物、事件和典制，而且它們中的任何一類文獻，都有悠久的歷史傳統，存有大量的典籍，都可以從一個側面系統地、詳備地揭示中國古代的歷史。

一、天文學中國的各朝正史(二十五史)，大都設有“天文志”和“歷法志”。天文志除了講述星區的劃分、對宇宙的看法，含有大量星占學的內容。而在當時(古代)，由于星占學與政治有關，天文學歸皇室建立的欽天監等機構所把持，甚至明確規定不準民間私自研究。中國星占學關注的是帝王、國家。中國很早出現的農耕文化，“為了定季節，就已經絕對需要它(天文和歷法)”。關于這個問題，人們可以追溯的最早文字記載，是“觀象(觀天象)授時(定歷法)”。《尚書·堯典》有此一說。《夏小正》僅有460字，相傳是夏代的歷法。

一、天文學人們根據天體的運行，認識回歸年的精確長度，準確地確定二分(春分秋分)、二至(夏至冬至)等，這樣，古代的天文歷法得以確立科學形態。這個時期大致是商代。歷代皇帝為了證明自己是“奉天行運”的，就有必要正確掌握日、月、行星的運動規律，這樣促使發展了中國的歷算天文學。首先是觀測，很早就有立竿測日影，后來以土圭測影，再后來是圭表測影。相傳到周公時期，在陽城建立了“觀景(影)臺”，發現一回歸年大約是365又4分之1日，這是戰國時“四分歷”的基礎，也是陽歷一年的基本數據。

一、天文學漢武帝時由司馬遷等人審核而由民間歷法家鄧平、落下閎等人創制的《太初歷》。作為一部完整的歷法，還需要確定五星的運動和交食周期，這一點在當時也已具備；《太初歷》還第一次明確提出了135個朔望月中有23個食季的食周概念，反映了出現日食的周期，找到了一套推算五星位置的方法，所以說它是古代歷法基本框架初步建立起來的一個標志。長沙馬王堆出土的《五星占》

一、天文學中國古代的宇宙結構論，主要有三家：(1)蓋天說。見《周髀算經》，主張天地是平行的，或者都是平面，或者都像傘形面，太陽和其他天體都在蓋面上繞北天極進行圓周運動。(2)渾天說。以張衡為代表，認為宇宙像雞蛋，天球面是蛋殼，恒星附著它，日月五星游離于天球面附近，地是蛋黃。(3)宣夜說。主張宇宙無邊無涯，充滿元氣，日月星辰在其中懸浮移動，沒有確切的數量關系，與觀測結果不相配合，只是一種哲學思辨。

一、天文學值得特別提出的中國古代天文學家，首先是東漢張衡(78—139)，他創制了“水運渾天儀”，依靠水力驅動，保持恒穩轉動，再現(模擬)一天內天體運動的情況。他設計制造的“候風地動儀”，“以精銅鑄成，員(圓)徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊(樽)”。一旦地震，正中間豎立的“都柱”(不穩平衡狀態)便會向地震方向倒下，帶動某些機關，使該方向的銅珠落下，引起觀測者注意。現代復刻“水運渾天儀”現代復刻“候風地動儀”

一、天文學祖沖之(429—500)憑著多年學習的天文歷史知識，制定了《大明歷》，考慮了“歲差”現象。一行(683—727)主持編制《大衍歷》(727)，強調實測。他運用梁令瓚研制的“黃道游儀”重新觀測記錄大批符合天象的數據，還領導全國大地測量。郭守敬(1231—1316)在陽城告成鎮觀象臺建立了高表(40尺)，裝添了景符(利用小孔成像原理)使測日影精度大大提高；設計了簡儀(渾儀的分解)，設計了仰儀、七寶燈漏、星晷定時儀、水運渾象、日月食儀等儀器，他參與和最后領導完成《授時歷》(1280)，這是中國古代歷法的典范。

二、地理學中國古代地理學成就，現存最早的文物首推長沙馬王堆漢墓的三幅帛畫地圖，即長沙諸侯國的部分地形圖、駐軍圖、城邑圖。商、周時期成書的《山海經》，敘述了遼闊范圍的山岳、水文、動植物、礦物特產。《周易·系辭上》“俯以察于地理”，《淮南子·泰族訓》有“俯視地理，以制度量，察陵陸、水澤、肥轒、高下之宜，立事生財，以除饑寒之患”，都有不僅考察自然地形地貌，還要研究如何以此為基礎開展生產經濟活動問題。

二、地理學《漢書·地理志》重點是疆域地理志，敘述103個郡(國)及所轄1587個縣(道、邑、侯國)的建置沿革。唐以后還有歷代地理總志，如《元和郡縣圖志》《元豐九域志》和元、明、清各有《一統志》等，宋以后涌現大量地方志(府、州、縣志)。所記還有戶口、產物、鹽官、鐵官，甚至石油、天然氣產地。《史記·貨殖列傳》是經濟地理。桑欽的《水經》，以及一些作者的各種“地記”(山，水等)。

二、地理學酈道元(466？—527)，北魏官員，曾主管中央檔案和圖書秘籍，又曾實地踏勘，寫成不同凡響的《水經注》40卷，30萬字，記述水道1252條，“因水以證地，而明地以存古”。這是我國第一部綜合性的地理巨著，全面系統地總結了古代地理學成果，范圍遠至今朝鮮、越南、伊朗、中亞、蒙古某些地區，可說是將水道作為坐標系，對綜合地理作了深入探討。酈道元

二、地理學隋唐大量出現“圖經”。東漢時《巴郡圖經》，首開體例。賈耽(730—805)作《古今郡國縣道四夷述》，繪《海內華夷圖》。對大自然的改造工程，有些可列入地理學對象。如先秦時楚國的芍陂、魏國的漳水十二渠、秦國的都江堰與鄭國渠四大灌溉工程。運河工程有吳國的邗溝、魏國的鴻溝。當時的堤防工程也很普遍和宏大。秦始皇時修建靈渠，連接湘江和漓江，溝通長江和珠江水系。漢武帝時的龍首渠，采用了“井渠法”。兩漢的渠道工程還很多，很龐大。

二、地理學明朝徐霞客(1586？—1641年)，足跡從家鄉江蘇江陰，歷今浙、皖、冀、魯、豫、晉、陜、贛、閩、粵、桂、湘、鄂、黔、滇16省及京、津、滬等地，成為著名的旅行家。他的日記選輯成《徐霞客游記》，幾百年來都引起地理學家青睞。徐霞客35

第四節

數學中國數學，古代稱為“數”。《周髀算經》中周公說商高(臣子)“善數”;《世本》說“隸首作數”;《周禮·地官·司徒》講貴族子弟(“國子”)的教學內容是“六藝”,“六曰九數”;《漢書·律歷志》講“數者，一、十、百、千、萬也，所以算數事物，順性命之理也”;劉歆的《七略》有“數術略”。也就是說，中國古代“算術”一詞對應著英文mathematics，而不是arithmetic。

一、中國傳統數學發展歷程中國傳統數學是應用數學，它以解決現實的計算和量度問題見長。中國至遲到春秋時期，已經采用了成熟的十進位位值制的記數系統，它借助算籌(竹、木、骨制小棍，“徑一分，長六第寸”)在平面上的擺布來表示和運算。算籌記數有縱、橫兩式。算籌記數一、中國傳統數學發展歷程大約在西漢末年，《九章算術》成書了，據后來為它作注的魏國劉徽說：昔在包犧氏始畫八卦，以通神明之德，以類萬物之情，作九九之術以合六爻之變。暨于黃帝神而化之，引而伸之，于是建歷紀，協律呂，用稽道原，然后兩儀四象精微之氣可得而效焉。記稱隸首作數，其詳未之聞也。按周公制禮而有九數，九數之流，則《九章》是矣。往者暴秦焚書，經術散壞。自時厥后，漢北平侯張蒼、大司農中丞耿壽昌皆以善算命世。蒼等因舊文之遺殘，各稱刪補。故校其目則與古或異，而所論者多近語也。一、中國傳統數學發展歷程在測量方面，劉徽的《海島算經》是我國第一部測量數學，其“重差術”達到很高水平，只需利用直角三角形(勾股形)，而完全不像西方要利用相似三角形。成書于晉代的《孫子算經》對籌算作了基本的說明。這是一部啟蒙水平的教材。祖沖之的《綴術》可惜失傳，他求得的圓周率值載于《隋書·律歷志》，實際上準確到小數點后8位，領先世界千多年。他的兒子祖暅,改進了劉徽的工作，明確提出了“祖暅原理”(劉祖原理)，因而徹底解決了球體積的公式問題。一、中國傳統數學發展歷程隋唐時期，在歷法計算中，劉焯提出“等間距二次內插公式”用于《皇極歷》，一行在《大衍歷》中推衍到“不等間距”情形。賈憲還找到了二項展開式的系數關系，作成“開方作法本源圖”，即俗稱“楊輝三角”，西方稱“巴斯加三角形”，比賈憲遲了400~600年。北宋沈括的《夢溪筆談》是科學史上備受推崇的杰作，數學方面的成就主要是“隙積術”和“會圓術”。后者是已知圓弧的矢及圓直徑，求該圓弧的長，他找到了近似公式。后來被郭守敬等用于中國式的球面三角計算之中。一、中國傳統數學發展歷程南宋秦九韶著《數書九章》，理論造詣高，特別是大衍求一術和正負開方術的完善。金元李治的《測圓海鏡》《益古演段》，在前人基礎上完善了“天元術”，這是中國式的代數學。南宋楊輝的《詳解九章算法》發明了“垛積術”(高階等差級數求和)，開創了“縱橫圖”(幻方)研究。元初朱世杰，著《四元玉鑒》，提出多元(最多四元)高次方程組的數值解法、高階等差級數的求和、高次內插法等。宋元時期，籌算捷算法的成果，使珠算盤解決了“算法語言”(口決)難題，明吳敬的《九章算法比類大全》起了規范作用。特別是程大位的《算法統宗》“風行宇內”，直到今天，珠算在中國和東亞國家還在發揮其“余熱”。一、中國傳統數學發展歷程明末西學由傳教士傳入，如徐光啟譯《幾何原本》和李之藻等學習三角學，從此才正式進人“中西會通”的階段。清初梅文鼎融會中西，有《梅氏叢書輯要》行世，影響了整個清代數學。康熙皇帝在外國傳教士影響下，指示梅玨成、明安圖等編撰《數理精蘊》，全面介紹了西方常量數學。李善蘭在三角函數和對數函數的冪級數展開式研究中，以中國傳統數學為工具，撰寫《方圓闡幽》《弧矢啟秘》《對數探源》，發明了“尖錐術”，已經跨入了解析幾何與微積分的大門，即中國式的變量數學，這是非常難得的。二、中國傳統數學究竟有哪些特點值得關注？首先，鮮明的社會性是中國傳統數學最基本的特點。其次，形數結合，以算為主，借助算器，建立一套機械化的算法體系，是中國傳統數學的顯著特色。最后，“寓理于算”和理論本身的高度精練，是中國傳統數學理論的重要特征。43

第五節

源遠流長的傳統技術人類自誕生以來，從使用石塊、樹棍等工具開始，進行采集、漁獵、畜牧，為生活(衣食住行)而向大自然索取，能動地作出了無數的發明創造。一、傳統技術舊石器(打制石器)時代最重要的發明是火的使用和弓箭的制作。到了大約一萬年前的新石器(磨制石器)時代，中國在世界上較早跨入農耕文明階段，在約7000年前到4000年前達到了技術發展的第一個高峰。那時已會利用和人工培育的動植物種類就有水稻(粳稻和癓稻)、小麥、粟、黍、高粱、雞、鴨、豬、羊等，已掌握了農業的灌溉和施肥技術，以及農具，包括耕、種、收割和加工之用具等，除石器外，還有骨、蚌殼、木頭等。陶器第一次將天然自然物的物理化學性質加以改變，需要較高的溫度(600°C以上)。它使得對食物(糧食和蔬菜、肉類)的加工出現了烹煮等方式，還用于貯存和盛放液體和散粒類食物，釀酒也成為可能。一、傳統技術中國特色的木構建筑，帶有榫卯的木質構件，典型的早期遺物也出現在河姆渡。在這幾千年間，先民的衣著由樹葉、獸皮、樹皮的串聯物，發展到使用細長纖維的編織、紡織物，也是一個飛躍。醫療器械，如砭石、石針、蚌鐮、骨針和骨刀，可用于針刺、放血、劃割膿瘡。一些食物成為藥物，還有外敷和包扎創傷的藥物和材料。甚至出現公共衛生的設施，如水井、廁所等。一、傳統技術對礦物的加工。如玉器用于裝飾和禮器，需要琢磨、穿孔，還表現如樂器中的石磬、塤等，以及兵器的制造。此外礦物的有色粉末，以及某些植物(如漆樹、桐樹)的液汁、籽油，被用于涂料，直至出現漆器。商朝進入了青銅時代。1939年在安陽出土的后母戊鼎，是已發現的中國古代最大的青銅器。廣漢市三星堆遺址埋藏著大約5000到3000年前的古蜀文物，其中有高達3.95米的青銅神