中国科学技术史的发展历程

夏商周奠定了中国科学技术的雏形。此时中国进入青铜器时代,青铜器的铸造和冶炼技术高超。这时,原始瓷器也出现了。

尤其是春秋战国时期,中国古代科技体系基本上是在这个时期奠定的。这时铁在中国被广泛使用,同时出现了炼钢技术和铸铁软化技术。此时,许多大型水利工程已经建成,包括都江堰和郑国渠。用数学方法建立了十进制系统;世界上出现了最早的星表之一;回归年的长度测量得很精确。中医理论初步建立。秦汉时期,随着封建制度的巩固,中国古代的各种科学技术已经成熟。《九章算术》定义了中国古代数学体系。造纸术已经发明并得到了很大的改进。长城的修建反映了当时中国先进的建筑技术。张衡发明的地动仪是世界上最早的地动仪。

在农业方面,已经建立了轮作制度。神农的《本草经》和《伤寒论》对后世中医的发展影响很大。《九章算术》定义了中国古代数学体系。这一时期造纸术被发明并得到了极大的改进;造船技术非常成熟。长城的建造体现了建筑技术的发展。中国古代科技在宋代得到了极大的发展,沈括是其中的杰出代表。这个时候,中国的四大发明相继问世,为世界文明做出了巨大贡献。

宋代是中国古代科技发展的巅峰时期。就像行政和艺术的繁荣一样,南宋也是一个令人兴奋的技术创新时期。沈括(1031-1095),杭州钱塘(今浙江杭州)人,北宋科学家、改革家。晚年,他在镇江孟茜公园写下了笔记本杰作《孟茜笔谈》。一位非常博学多才的科学家,我国历史上最杰出的科学家之一。精通天文、数学、物理、化学、地质、气象、地理、农业和医学;他也是一位杰出的工程师和杰出的外交家。他在很多方面都有点像达芬奇。除了哲学之外,他还对许多实用学科感兴趣,而且非常专业。这符合儒家倡导的学者君子模式。但是沈括和他同时代的人比圣人说的更进一步去调查研究事物,把它上升到科学探究的范畴。例如,沈括的日记中记载,他在比现在海平面高得多的岩层中观察到了海洋生物的化石。像意大利文艺复兴时期的列奥纳多·达·芬奇一样,但比后者早了三个世纪,他做出了正确的推论,写出了关于地面隆起地貌学理论的第一份声明。元朝的科学技术达到或取得了很大的成就,其中天文学、数学甚至医学在当时世界都处于先进地位。当时,领先于世界的阿拉伯和波斯科学技术传入中国。元世祖·忽必烈登基前,招募了“归隐星士”。他们翻译并带来了天文学著作,如托勒密的《天文学文集》和伊本·优努斯的《哈基姆星表》(也被翻译成《哈基姆历法》)。1260年,继承金人旧制度,建立四天台;1271年,汇思天台正式成立,1312年,汇思田健成立。后来,以扎玛拉丁(又译扎马鲁丁和扎玛拉丁)为代表的一大批天文学家受命管理这类工作。

中国人在这个时候开始使用阿拉伯数字。

1280年,元代数学家、天文学家王勋、郭守敬在制定纪年历法时,不仅列出了三次插值公式(“召差法”),还用堆基法、召差法、勾股法、矢分法进行了周密的计算,其中将穆斯林发明的弧三角法应用于分圆法,得到了“矢分圆法”(。

一般认为,欧几里得的《几何原本》有一部分是明代徐光启在意大利人利玛窦的帮助下翻译并传入中国的(《几何原本》前六卷是一起翻译的),但也有学者(方浩《中西交流史》)认为,这本书是前元代来华的穆斯林带到中国的。

14世纪中后期明朝建立后,由于科举八股文模式的扩大和珠算的盛行,以计算为基础的中国古代数学走向衰落。

到了元代,中医大发展,金元时期出现了四大学派。医药在继承传统的基础上,出现了兼收并蓄、互通有无的局面,极大地丰富了医药知识的内容。《惠惠方》(以下简称《方》)是我国大型综合性惠惠医学经典(作者不详)。它有36卷,在北京图书馆可以找到一些幸存的副本。该书多为中文书写,有许多阿拉伯语和波斯语医学术语及中文音译。从仅存的几本目录中可以看出,处方是一个包裹。

包括内科、外科、妇科、儿科、骨科和皮肤科,内容丰富并具有中西医结合的特点;研究中国医学史的学者从剩余部分推断,该方中约有6000 ~ 7000方,其价值相当于中国古代医书《外台秘笈》。

今天的北京是在元朝的基础上建立起来的。就建筑成就而言,元代大都是建筑艺术的瑰宝,享誉海内外。元大都城技术的主要设计者和参与建造者是来华的穆斯林建筑师伊黑迭·耳钉。很难想象这位建筑师能利用中国传统建筑特色,结合世界先进建筑风格,设计出格局宏大、规划严谨、与自然和谐的元大都。还有大量的专家学者和能工巧匠参与了元朝都城的设计和建设。

总的来说,元朝是中华民族智慧和汗水的结晶。元大都始建于1267年,1285年完成(原金中都城址位于北京西南莲花池以东,元大都新城建在中都老城东北)。

1291年,郭守敬指挥修建元大都至通州的运河。从通州到元大都,他设计了七座水闸,每座水闸相距半公里左右,还设计了斗门。郭守敬正是通过水闸和斗门的开闭,调节运河各段水位,引导船只顺利通过。工程完工后,元世祖亲自将这条164英里长的运河命名为“通惠河”。通惠河是我国工程建设史上的杰作,其巧妙的方法与国外一些运河使用的方法基本相同。

在元世祖时期,他开始重视农业,并制定了有利于农业发展的政策,大大提高了农业水平。王镇主编的《农书》共有三十七卷(现存三十六卷),是中国古代一部全面系统论述农业生产的巨著。全书约1.3万字,300多张图。全文分为三个部分:《农桑通集》、《古柏谱》和《农气图》。《农林牧渔水利》包括了对农林牧渔水利的全面论述,提出了“天时、地利、人和”的重要农耕思想。百谷普介绍各种农作物的品种、特性、栽培、种植、收获、贮藏和利用。特别是王镇把作物分为粮、菜、果、杂六大类,是中国作物分类学的奠基人。此外,作者对植物人物的描写也是前无古人的。农业机械图集是农业图书的核心部分。这一部分详细介绍了田制、粮仓、船车、灌溉、蚕桑、纤维编织、麻等20大类257种农业机械,并配以306张插图,比以往所有的农业机械书籍,甚至是中国古代这方面的论述都更有价值。

在凸版印刷中,王镇设计了木活字和轮转排字架,并在1298年用木活字印刷了《旌德县志》。他的《制作活字印刷书法》(附于《农书》一书末尾)是最早系统介绍活字排版印刷的科技文献。明朝的科技成就如繁星,各行各业都取得了非凡的成就,涌现出许多著名的杰作。

1,科学著作

李时珍《本草纲目》(1578);朱载堉《法学新论》(1584);潘继勋《河防总览》(1590);程大伟《算法统一》(1592);屠本君在福建和中国的误解(1596);徐光启《农业管理大全》(1633);宋应星天工开物(1637);徐霞客《徐霞客游记》(1640);吴有兴《鼠疫论》(1642)。

短短60多年,出现了这么多优秀的科学专著,这在中国历史上是前所未有的。正如研究者所指出的,当时运到中国的西方书籍数量惊人,几乎囊括了文艺复兴以后的神学、哲学、科学、文学和艺术的全部知识。这时,哥白尼的“日心说”和西方的“地球观”与天主教神学一起传入。

2.翻译作品

在徐光启那里,“要想赢,必须能过;在“译必先会”的思想原则和“求道求艺者,应虚怀若谷,虚怀若谷,使三千年来学有所成,我之年来学有所成”的目标指导下,在明政府的支持下,国人有意识、有针对性地大规模翻译西方数学工程书籍。其中,可以知道的翻译书目中有(包括译者或作者):

利玛窦和徐光启,65,438+0,607,熊三八,65,438+0,665,438+0,654,38+0年,太西水法,熊三八和徐光启,65,438+0,665,438+02,几何元素。1613利玛窦,1614利玛窦与李之藻,1614吕,杨马诺,166544。傅与李之藻于1626桓游全,傅与李之藻于1628谭,于1631,苏于1636全天下。1637《昆玉格致(矿冶大全)》德国采矿和冶金学家乔治·鲍尔,汤若望,杨之华, 黄洪宪翻译的十本建筑学书籍古罗马建筑师维特鲁威的数学札记荷兰数学家和军事工程师西蒙·斯特芬的各种精巧的机械装置意大利工程技术专家拉梅里的原著(拉丁文版)科隆版测量意义贾科莫的天体运动理论哥白尼的哥白尼的哥白尼的哥白尼的天文学总结开普勒的罗马版在地中海的航行贾科莫·罗周伊、雅克·贝松、皮埃尔+勒孔特发明了用于陆地和海洋的几何天文辐射计的制造和使用、磁力测量、 Guillaume Denotene,呕吐的神奇药物,Sarah Angelou,Claude雷剧,大西洋和地中海的盐度、潮汐和海流理论。

当时还有其他的翻译和创作,如《遥远的西方奇观图说》(出自、邓、等,1627)、《太西个人描写大纲》(1635)、《个人描写图说》(1635)、《西方的法律》(65438+)。崇祯历书、物理知识、几度、太西律序、云轩图、几何理论、几何用法、太西算术、西方儒家眼观六路、学术度辩、日月星辰形(天启时期的陆仲)

3.几何元素

徐光启认为“要想出类拔萃,首先要懂”,可见在他的心目中,“懂”中西是第一步,“超越”西学才是目的。在徐光启的科学思想中,翻译是学习西方先进科学技术的基础和必由之路。在当时的条件下,徐光启非常重视翻译等传播工作,注重通过翻译工作培养自己的西学人才。让天文学生学习西方法律,亲自教授。“让后人从中吸取教训,这样才能进步,比今天恢复得更好。”对此,季志刚评价说:今天,当中华民族再次屹立于世界民族之林的时候,当我们认识到“创新是民族进步的灵魂”、“创新也是国家富强的不竭动力”的时候,徐光启“掌握一切,超越一切”的科学思想更加熠熠生辉。1607年春,徐光启、利玛窦翻译了《几何原本》前六卷。作为皈依利玛窦的基督徒,徐光启没有选择宗教经典,而是先翻译了西方古代数学的经典著作《几何》。他说,《几何原本》是学位的集大成者,所以方圆既拙劣又直白,并以此作为评判标准。.....从学校毕业后,由明入暗,由疑入信,不为所用,为所用的基础,真可谓万象之形,百家争鸣的学海……”我第一次向中国人解释了几何的本质。

4.崇祯历书

崇祯二年,也就是21,1629年6月,秦对日食的计算有误,但徐光启用西学的计算与实测一致。时任礼部尚书的徐光启再次提出修改历法的建议。2000年,崇祯皇帝批准了徐光启提出的大历修订计划,下令成立历局,由徐光启领导,编纂新历。并要求他“集合一切力量,虚心倾听,接受一切西方的方法,努力融合不同的观点。”在崇祯皇帝的命令下,徐光启在秦开设了西局。1629 ~ 1634期间,徐光启、李之藻、李天敬先后从西方国家修订历法,任命西方人汤若望(德)、贾科莫·罗(意)、龙华民(意)、邓·韩愈(J.Terrentius,1576 ~ 1630)。

崇祯年间也有反对西历的。当时平民魏写了《李渊》、《李量》两本书,献给朝廷,批评徐光启任用西法,但并未受到行政干涉。政府为他设立了民间历法机构——东局,并与徐光启领导的西历局、前大历局、回鹘历局进行了平等公开的辩论。与魏的辩论,徐光启记录在《学历之争》一书中,题为《与魏历局辩论手稿》。“在十几年的斗争中,中西历有过八次正面较量,最后西历取得八次胜利,从而宣告了崇祯历的正确性。”正是在这种百家争鸣、百花齐放的良好氛围下,徐光启、李天敬等人组织的历法改革征服了人心。

《崇祯历书》是在以崇祯皇帝为首的明政府支持下编纂的大型丛书,介绍了西方数学和天文学的知识。《崇祯历书》共137卷,包括《测天论》、《天象仪论》、《星象历书索引》等30余部。其中,指的是当时欧洲比较新的,甚至还没有完全被接受的天文知识:开普勒1619的《宇宙和谐论》,1621的《哥白尼天文学大纲》,第谷弟子隆戈·蒙塔努斯1622的《丹麦天文学》。本文翻译了哥白尼27次观测记录中的17项,介绍了伽利略的太阳黑子现象,翻译了开普勒《论火星运动》一书中的部分材料...第谷的太阳系结构体系在1/3中阐述,计算方法基于哥白尼和开普勒的西方近代几何方法。《崇祯历书》引用了《天体运行论》中的大量章节和图表,将哥白尼视为欧洲历史上四大天文学家之一。

采用第谷制后,崇祯历书很快被当时中国的天文学界所接受。比如明末苏州的伯爵爷写的《诸天有动,有促,有动》来解释。崇祯历书分为五个基本项:原法、法号、法算、仪、通。

徐光启主持历法改革时,提出了一套发展天文学的方法。他说:“明天要做一件事,只能有深厚的伦理道德,清楚数字,谨慎选人,判断器械,随时测试,赶上天。.....除此之外,别无他法。”在徐光启看来,崇祯历书的修订不仅仅是为了历书的修订。他说:历法完成,需要很大的准备,一义一法,要深刻的解释为什么,从源头上,因为枝到根,可以是一切的根本。这本书会翻好几倍,而且会读好几年。既然法律的意思是明确的,那么明确的人就可以立法并传播给他人。几百年后,他们会看到违反,会说明原因,所以会修改宪法。这个所谓今日之法可以比后世更好,后世的人会战胜今日。《崇祯历书》就是根据这个目标编写的。作为基础理论的一部分,用来介绍基本的天文理论,讨论天体运动的几何模型及其建立,把这部分排在“五阶”之首。《法苑》占据核心部分,40余卷,占《崇祯历书》的1/3。这在中国的历法修订中是绝无仅有的。

在《崇祯历书》中,将大测、测全义、割线圆八线表、八线表、南北高弧表、高弧表引入平面和球面,将两种计算工具引入比例和计算的求解。

崇祯历书的成就是当时世界上最先进的。《崇祯历书》不仅代表了“西学东渐”的学术成果,也代表了中国对西方天文学的接受。难能可贵的是,明代科学家批判地吸收了西方科技知识,政府为科学研究提供了良好的环境氛围。

《崇祯历书》修订完成于1634年,徐光启当时的“东阁大学士”、“文远大学士”。崇祯五年成为内阁大学士,深受崇祯信任。他病了,崇祯却不让他回家,以至于死在了办公室。“崇祯皇帝对徐光启的死深感悲痛。听说他出殡,有一天退学,追赠他“小保”和“文鼎”。还派工作人员送丧用品和丧钱,还派礼部尚书李康主持丧祭,派人护送丧事回上海。”表达他的哀悼。1633被誉为近代科学奠基人之一的伽利略,被教廷判处无期徒刑,晚年极其悲惨。可以说,中国明朝政府对科学研究,尤其是数学和天文学研究的支持,超过了欧洲。

5.皇家技术

明代不仅文人对科学和研究成果有很大兴趣,朝廷也积极支持科学研究,甚至统治者本身也对科学有很大兴趣,做出了很大贡献。除了最明显的徐光启、李天敬、李之藻等人的例子,我们再来看看其他几位。

朱Xi(约1361 ~ 1425)是明太祖朱迪的弟弟朱元璋的第五子,也是他的母马皇后。他曾经是吴王,后来是周王。朱筠整理编纂的科技著作有《救命录》、《袖珍方》、《普济方》、《救灾草药》等。

朱载堉(1536 ~ 1611年)朱元璋九世之孙,仁宗六世之孙,郑凡皇族。他是明代著名的律师、历史学家和数学家。他一生创作了大量的音乐和数学作品。其父朱厚安精通音律,对朱载堉影响和启发很大。朱载堉对科学做出了巨大贡献。他是中国封建社会的一位有创造力的学者,也是明代科学和艺术领域的一颗巨星。国内外学者尊称他为“东方文艺复兴的圣人”。朱载堉和郭沫若一起被列为“世界历史文化名人”。

崇祯年间曾任兵部尚书的于,是明末喜欢西学的学者之一。他写了一本书《格致草》,其特点是:“他不仅对个别的自然现象进行科学研究和记录,更重要的是他刻意从这些个别的研究中寻找普遍的原理和定理。所以他的作品里有很多所谓的“恒辩”和“发言”。比如卷一有个‘原理常数论’,有个‘原理发言’。”熊是之子,也是著名的西方学者,著有《悬象论》、《狄威》和《汉语通》等。熊明的遭遇对晚明伟大的思想家方以智产生了巨大的影响。方以智对自然科学和西学的兴趣与熊明遭遇的启蒙有关。

利玛窦于1610(万历三十八年)在北京逝世,享年59岁。他生前有200多名追随者。外国人死后葬在澳门是一种习俗。但中国人为了纪念利玛窦,在朝廷奏乐,申请批地,葬在北京。明神宗破例允许参加比赛。他亲自给了北京西郊二里沟佛寺一个安葬祭祀费,房子38间,地基20亩。这只是一场葬礼,墓碑是顺天知府王应麟立的。今年十月下葬的时候,文武百官都参加了葬礼,非常庄严隆重。意大利耶稣会传教士曾记载,“时不时有官员对宰相叶文忠(引注:即《内阁录》叶高祥)说,‘远道而来之客,皆未曾赐葬,何以比诸子?’文仲公曰:‘我见古之客,其道德见识是否不及子?不说别的,就是它对《几何》这本书的翻译,也就是应该给它一个埋葬的地方。”“可见明朝统治阶级重视科学,有过人的胸怀。清代科技发展傲人。乾隆年间官方编纂的90卷《医案金镜》收集了许多新秘籍和经验方,并对《金匮要略》和《伤寒论》进行了多次考证,是介绍中医临床经验的重要著作。清代名医王清任在医学上成就卓著,著有《医林讹》一书。他强调解剖知识对医疗的重要性,并对古籍中脏腑的记载提出质疑。他通过对尸体解剖的研究,做出了二十五种“内脏校正图”,纠正了前人的一些错误,为祖国解剖学的发展做出了有益的贡献。

王希禅,殷墟人,小名小安,苏州吴江人。著有《小安新法》、《五行释》等十几部天文学著作。他精通中西历法,能解释两者差异的原因,并考察其得失。他肯定了西历的先进之处,也指出了许多不足和错误。他对日食的算法、一些天文数据的应用、回归年的长度、岁差常数等提出了中肯的意见。由于他能结合中外经验,进行独立的、创造性的研究,取得了巨大的成就,推动了我国历法学的发展。

梅文鼎生于宣城,字“九”,号“布安”。他一生致力于整理和阐述中国古代历法科学,同时也学习和介绍西方科学。其中天文、历法、数学类图书86种,为中外科学知识的整理做出了巨大贡献。他写的《古今历法通考》是中国第一部史书。他的巨著《中西数学通论》几乎总结了当时世界上所有的数学知识,达到了当时中国数学研究的最高水平。在书中的“方程论”部分,他阐述了中国古代方程的独创性,指出这种算法是西方所没有的;他还发扬了中国古代算法在毕达哥拉斯计量和九数保古方面的成就。此外,在“剖块测量”和“几何校正”部分,他介绍了西方的球面学,论述和发展了西方的立体几何。在准备、计算和比例数解法中,对西方对数和伽利略的比例规进行了讲解和介绍。

明嘎图是著名的蒙古历法数学家。他在乾隆时,是钦天监。当时从欧洲传入了三个关于三角函数的解析公式,即切圆三法(圆直径换圆周、正弦换孤背、正矢换弦背),但只有公式,没有公式的证明方法。中国学者长期以来一直努力想知道他们知道什么,但他们不知道为什么。这种情况给当时的数学家们掌握和应用这些知识带来了一定的困难。经过30多年的深入研究,明加图撰写了四卷本《割线圆密度法》,不仅用“割线圆连接比例法”证明了三个公式,还进一步创立了一系列通过弧背求弦、通过弦求弧背、通过法向量求弧背的新公式。这是明加图对数学的杰出贡献。他是中国用分析法研究圆周率的第一人。特别值得一提的是地理测绘。康熙年间,我们组织人力进行全国大地测量。经过30多年的规划和测绘,我们做出了一幅“故宫全景图”。这张地图“不仅是当时亚洲所有地图中最好的,而且比当时欧洲所有地图都更好、更准确”(《李约瑟中国科学技术史》第五卷)。乾隆年间,明嘎图等人两次被派往新疆等地测绘。最后,根据故宫全景图和新的测绘资料,制作了乾隆故宫全景图。在这幅地图中,第一次详细绘制了大清帝国的新疆地区。这两张图还是很有参考价值的。甲戌叶十五年(1820)绘制的《清朝疆域图》,基本反映了当时中国的疆域。但由于雍正时期的禁教以及后来的闭关锁国政策,西方先进的科学无法传入中国,失去了相互学习的机会。再加上清朝延续了明代科举、文字狱、八股文的陋习,使得中国科学逐渐失传。鸦片战争后,西方科学大量传入中国。从洋务运动、戊戌变法到辛亥革命,中国都在尽力吸收西方的科学成果。民国初年中国科学社等民间学术团体成立后,中国科学技术开始更加系统地与世界科学技术发展接轨。1928年中研院的出现和1949年中国科学院的成立,使我国科学技术研究的发展获得了政府的资金支持。

民国时期的枪械制造、造船、蒸汽技术、飞机技术,都是留学生在国内进行的技术尝试。

中国于1964+00年6月成功爆炸中国第一颗原子弹;1967年6月,第一颗氢弹成功爆炸。1999 165438+10月20日6时30分,我国由新型长征运载火箭“神舟一号”在内蒙古自治区中部地区成功着陆,次日15: 08+0,2003年6月6日+10月6日+5月6日发射的神舟五号载人飞船使中国成为继俄罗斯和美国之后第三个能够单独把人送入太空的国家。2007年10月24日18: 05 (UTC+8: 00),嫦娥一号探测器由长征三号甲运载火箭从西昌卫星发射中心成功发射。2008年9月25日:21: 10: 04.988毫秒神舟七号由长征二号F火箭从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场发射升空。长征二号F运载火箭于2008年9月25日21,10,4秒988毫秒(UTC+8,下同)发射。

点火120秒,火箭抛掉助推器和逃逸塔;火箭第一、二级分离在159秒;整流罩在第200秒分离;第三级火箭在第500秒关机;

第583秒,飞船与火箭分离;随后飞船正常进入预定轨道,神舟七号飞船发射成功。

9月27日04:03启动变轨控制程序,04:04完成变轨。飞船进入轨道,绕地球运行5圈以上,宇航员出舱。

16:35航天员翟志刚打开舱门,开始出舱活动。翟志刚先是探出头,对着机舱外默认的闭路摄像头挥了挥手,然后走出机舱。刘伯明也从机库里探出头来,递给翟志刚一面小小的五星红旗。翟志刚接过五星红旗,对着镜头挥舞了一会儿。翟志刚随后取回舱外装载的固体润滑实验样品。16:58航天员顺利完成出舱活动,返回轨道舱。轨道门关闭。

飞船于2008年9月28日17: 37在中国内蒙古四子王旗主着陆场成功着陆。神舟七号飞船飞行了2天20小时27分钟。