中国在世界科技发展史上地位的变化
旧石器时代的先民用敲击的方法制造各种石器，没有经过任何进一步的加工。到目前为止，中国已经发现了数百处旧石器时代遗址，在这些遗址中发现了火的证据。比如北京猿人遗址的积灰层有6米厚。此外，旧石器时代的祖先也开始制造和使用骨器和绳索。
我们的祖先大约在100万年前从旧石器时代发展到新石器时代。新石器时代与旧石器时代的区别在于，经过加工后出现了边缘锋利的磨光石器。因为我们可以在石器上钻孔，所以我们创造了更好的带柄石器(斧头、耙子、锄头等)。)，还发明了制陶技术(火的另一种应用技术，熟食和各种器皿更加多样)。再加上弓箭的广泛使用，出现了原始的农业和畜牧业。到了新石器时代晚期，酿酒甚至已经开始了。
新石器时代晚期，中国开始出现青铜器。商代中期以后，中国的青铜技术逐渐成熟。青铜工具的使用和大规模的奴隶劳动，进一步实现了社会分工，促进了农业和手工业生产的发展。甲骨文和金文的出现和发展，使中国进入了一个有文献可考的历史时代。文字的出现大大加速了文明的发展。
春秋战国时期是中国文明史上一个非常重要的时代。在社会快速变革的同时，社会政治、经济、科学、技术、文化、思想等都在飞速发展。在社会思想上，百家争鸣，百家争鸣。各种理论争论的焦点是如何改变社会秩序，如何规范道德、伦理和价值观。在百家争鸣的思想中，儒家、道家等对后世产生长远影响的与科技相关的内容并不多。他们的思想不太重视科学技术。相反，我们可以说他们中的大多数人鄙视甚至反对科学技术。
首先，儒家提倡的“六艺”，道家提倡的“人、地、天、天、自然”，虽然都是讲“天人关系”，但大多是要求人们服从天意，很少要求人们从科学意义上研究天地自然的本质。其实也可以说，先秦诸子对自然科学的研究和关注是比较欠缺的。虽然我们可以在《孟子》中看到一些话，比如“若求其理，则一千岁亦可坐而达”(《孟子·离娄下》)(晚清科学家李曾用“求其理”的思想来解释科学的发展进步)，但孟子思想的中心并不是主张人要用“求其理”的精神去自然。孟子思想的核心是关注“性善”、“性恶”的伦理学说，以及“王道”、“霸道”、“民本”的政治思想，探讨人应该如何修身、齐家、治国、平天下。
其次，在百家争鸣的显学中，尤其是儒家和道家，不仅缺乏对自然科学技术的研究，而且相对反对。儒家视他们为“奇技淫巧”，认为周之所以失天下，是因为他“使奇技淫巧以取悦女色”，还说他“发出淫荡的声音，制奇服，制奇技，制奇兵器，杀之不尽”，认为“以技为物者，愿，造史，射，守，治，预，尽。凡持术至事，不为事，不动官，不出士牙。”这说明科技工作者的地位是很卑微的，时不时还有被砍头的危险。道家则认为:“利器多，国昏；许多人有许多技能，奇怪的事情从这开始”往往使人无知无欲”民因智而难治”，“古之善者，不智于民，而必愚也”。
再次，儒家认为“玩物丧志”、“君子不为工具”，鼓励君子追求“大学之道”。有“形而上者谓之道，形而下者谓之器”等说法。道家也说:“道总是无为而无不为”，“万物尊道重德”等等。他们所追求的“道”，大多属于精神境界和伦理道德的范畴。
第四，在战国以后的中国社会，儒家思想一直是统治者。统治者心里也清楚，治国仅仅追求意识形态和伦理道德是不够的，还需要解决国计民生的问题。这也是传统儒家思想中的“经世”思想。“经世致用”思想的推广，是为了维护统治者的“长治久安”。这种观念不能对科技发展形成强大的推动力。即便如此，对科技发展还是有好处的。然而，仅仅依靠“实际应用”的想法来发展科学技术可能是不够的。
当然，春秋战国时期，诸子百家，百家争鸣，名士之辩非常发达。这种争鸣有利于学术发展(包括科技)。在中国随后的历史进程中，也是如此。
在先秦诸子百家中，相对而言，墨家更重视科学技术，同时，墨家在古代逻辑的发展上也有建树。但墨家诸多成就的目的，并不是探索自然的奥秘，深入研究各种技术。他们服务于贯彻墨家的政治理念——五组十主张(“十事”)如“尚贤”、“和”、“俭”、“丧”、“乐”、“天命”、“兼爱”、“非攻”。而且墨家也没有像儒家和道家那样得到持续的发展。秦汉以后几乎成了“绝学”，在社会上影响不大。当然，这也不排除它的一些思想和它的一些论证方法被儒道吸收了。
总之，战国时期形成的上述思想长期影响着后来的中国社会，中华文明更注重社会伦理和秩序，而不是对自然现象的理论探索。
汉代——中国古代科技体系的形成
我国对后世产生持久影响的各学科体系，大多形成于汉代，树立了持久的典范，产生了实际上为后世树立了典范的各种著作。吸取了秦二世之死的教训，通过楚汉之争而得天下的汉朝是“秦煌汉武，却失去了文才”，但精神刚健的汉朝，不仅创造了自己四百年的家业，也创造和建构了延续两千年左右的封建国家各方面的基本模式。
汉朝时期，从社会经济形态(以农业为主，以小农经济为主)，到国有制(中央集权)再到官僚制(六部、百官以及从中央到地方的各级官员)，甚至其思想政策上的罢黜百家，独尊儒术，都成为延续两千年左右的封建帝国所遵循的模式和典范。科技领域也是如此。科技的很多门类，大多在汉代就树立了一个经久不衰的典范，出现了各种实际上为后世树立了典范的著作。
汉武帝时期编撰的《太初历》是通过西汉末年刘欣编撰的三部历在《汉律历志》中流传下来的。《汉书·律历记》及其中记载的三种历法，成为后世律历记和历代各种历法的典范和范本。阴阳历法的模式，包括气、朔、闰、交、五星、漏等具有中国特色的完整体系。这种历法的基本模式和框架一直沿用至今，甚至在引入近代西历的明清时期(大历和时宪历)。在数学上，有一种以计算为主要计算工具，以解决实际应用问题为主要目的，以“九章算术”为模型的体系。在医学上，形成了以《内经》、《伤寒论》为代表的经典医学理论和以《神农本草经》为代表的传统药学体系。在地理上，形成了以《汉书·地理志》为代表的疆域地理志体系，成为后世正史中地理志所遵循的模式。此外，造福全人类的地图绘制、建筑、制瓷、造纸，也在汉代形成了它们的基本格局。
对我国后世产生长期影响的各学科体系大多形成于汉代，这与汉代政治大一统的出现并无直接关系(当然各门类的科学技术应该有其内在的发展规律)，但大一统作为时代潮流，不能不对各学科的形成产生社会影响。人们开始总结先秦以来各学科积累的知识和经验，形成了多学科自我发展的体系。正如明末思想家顾所说，“自汉以来，承秦律者甚多。”
自秦汉以来，由于建立了统一的中央集权国家，在科学技术方面设置了天文、农业、医药、建筑、水利、冶铁和各种手工业的各级管理机构和官员。科技的发展几乎完全被这些机构和官员控制，形成国营和国营的局面。
这些管理机构和管理官员的建立，对新技术的迅速推广起到了很好的作用，可以使农耕、钢铁、土木建筑、漆器制造等技术在全国各地迅速传播。因为财力、物力、人力“充裕”，这个时候可以设立比较大的项目和工程。英国著名科学史家李约瑟曾说:“就技术创造力而言，中国古代官僚社会当然不如文艺复兴时期的欧洲，但比欧洲封建社会或希腊奴隶社会好得多。”汉初的数学家张苍、耿寿昌，在造纸术上有重大改进的著名科学家张衡、蔡伦，都是这样的官员。其他的如天文仪器的制造、水利工程的修建、东西京的城市建设、宫殿和皇家住宅的修建、汉代长城的修缮、隋唐时期南北大运河的开通等，都是依靠官办和官营的优势。
但是官办官营的弊端也是非常明显的。它最明显的缺点就是不计成本的浪费材料、资源、人力，甚至虚报产量，或者盲目追求数量而不考虑质量。另一个官营往往是贪官的温床。西汉中后期，在冶铁的过程中，有很多弊端:“县官鼓铸铁工具多为大工具，...非民用，民用平淡，割草不痛。”而且还会出现“铁器苦贵，或人强买强卖”(《史记》)的情况。我看到陕西省县文化馆出土的大铁犁，是汉代县官铸造的。在黄土高原上真的是“十头牛拉不动”，真的是“非民用”的废物。
宋元时期为什么会形成古代科技发展的高潮？
“每当人们研究中国文学中任何一个科技史或技术史的具体问题时，总会发现宋代是主要的关键。无论是应用科学还是纯科学都是如此。”-李约瑟
宋元时期是中国传统文化和文明(当然也包括科学技术)发展的高潮。正如英国科学史家李约瑟所说，“每当人们研究中国文学中的科学史或技术史的任何一个具体问题时，总会发现宋代是主要的关键。无论是应用科学还是纯科学都是如此。”
宋元时期，中国传统数学出现了四位数学家及其著作:秦及其《九章数书》、及其《测圆海镜》和《易古衍段》、杨辉及其《九章详解算法》和《日用》等。、朱世杰和他的《算术启蒙》和《玉娟四鉴》。宋元数学在高次方程与高次方程、高阶等差数列求和、一个同余式的联立求解、“天术”、“四元术”(中国古代特有的代数)等方面取得了领先世界数百年的辉煌成就。
宋代天文观测仪器比较完备，多次进行星体观测(大范围至少四次)，多次制作星图。到了宋代，进行了18历法改革，各种计算方法和计算方法也有所改进(三次内差法等。).到了元代，出现了郭守敬、王勋编年的历法，被认为是中国传统历法中的佼佼者。
在传统医学方面，金元时期有四大名医:以刘为代表的“冷派”；以张从正为代表的“进攻派”；以高力为代表的“温暖派”；以朱震亨为代表的“养阴派”。“儒学之门户在宋，医学之门户在金元”，医学门户和学派的出现极大地丰富了传统医学的发展。
在农学方面，宋元时期出现了四大农书:陈芳的《农书》是第一部关于南方水稻种植的农书；《农桑集》是元政府编纂的。王镇的《农书》，作者是王镇，是我国南北方第一部农业技术方面的农书，还绘有《农业仪器图集》。陆明山的《农桑衣食概要》是一部通俗的农业月刊，收录了西北少数民族的一些农业活动。
中国古代的三大发明，火药、指南针和印刷术，都在宋元时期达到了广泛使用的成熟阶段。三大发明向西方的传播，加速了西方社会各方面进步的步伐，促进了自给自足的经济形态逐步向商品经济占主导地位的经济形态转变，并迅速向社会现代化的方向前进。
现代著名学者严复曾说:“如果研究人们的思想和政治习俗的变化，赵宋史是最合适的。中国之所以成为今天的现象，是因为他善恶分明，他没有理论，但他是宋人创造的。可以在九种情况下断言。”国学大师王国维也说:“天水(天水为赵姓之郡——作者注)在人类智力活动和文化的许多方面，如之前的汉唐和之后的元明，始终赶不上。”历史学家陈说:“中华民族的文化发展了几千年，它是赵和宋的顶峰。”宋史专家邓光明说:“宋代是中国封建社会发展的最高阶段。宋代所达到的物质文明和精神文明的高度，在中国整个封建社会历史上是空前的。”另一方面，日本汉学家内藤湖南早就认为:“中国中世纪和近代的巨变，都发生在唐宋时期，应引起历史读者的特别注意。”“唐朝是中世纪的结束，宋朝是近代的开始”。
宋元时期科技发展的高潮及其高峰的形成，以及宋元时期科技的繁荣，都有着深刻的时代原因和社会背景。
首先，太祖、太宗两朝采取了一系列集权措施来独揽大权，使军政财权集中在中央政府和皇帝手中。更高一级的中央集权国家形态(皇帝独裁)及其官僚结构模式也被元明清所沿用，在中国之后延续了约1000年，为中央集权和君主专制树立了典范。
其次，从社会经济发展的角度来看，中唐以来，以杨炎两税法的财政改革为法律标志，均田制的国有制瓦解，布衣中的地主经济和小自耕农经济逐渐成为社会经济发展的主体，土地买卖更加自由。到了宋代，土地的所有权频繁转移，就像诗人辛弃疾写的“千年土地换八百主”。土地所有制改革对于以农业为基础的中国来说具有根本性的意义。而且，改革之后，新的土地占有制度模式及其影响，在接下来的千年左右的时间里，都渗透到了中国社会。
再次，科举制度，尤其是公举科举制度日趋成熟，应试人数远高于唐朝。据统计，仅北宋就开设了69门课程，进士等科考生人数约为61，000人。为了打破贵族家庭的世袭制度，始于隋唐的科举制度传到了宋朝。
可以说起到了实际作用。体现在科技上，一些出身卑微的人的发明创造有更多的机会出现在各种作品中。
第四，在文化思想方面，自中唐以来发生了许多变化。比如元稹、白居易倡导的新乐府运动；韩愈、柳宗元倡导的古文运动:许诸和赵匡倡导的新儒家经典运动，等等。为了复兴和复兴儒学，人们做了各种努力。
第五，如果不关注宗教思想的变化，那么关于宋元社会思想背景的讨论就很不完整。当时主要有佛教和道教两种宗教思想，以佛教为主。佛教在西汉时期开始随佛教传入中国。中唐以后，各派逐渐衰落，而以六祖慧能为先驱的南禅却脱颖而出，大有发展。有人说，南禅的出现，表明佛教思想中国化的最终完成，使佛教思想从出世到入世、平等的转变，从而更接近中国的传统思想。六祖呼吁回归世俗:“欲修行，在家得之”，“死后求菩萨，犹如求兔角”。有人进一步认为，禅宗思想的这种发展，实际上是中国的一场宗教改革，其意义不亚于西方的马丁·路德的宗教改革。
第六，在教育思想方面，唐代科举以辞赋选士，崇尚性情的浮华，积重难返。北宋“三侠”之一的胡瑗，主张“学以致用”，脍炙人口，影响深远。尤其是“分别禁食”的教学方法，更是他教育创新思想的核心。“分斋”就是把整个学校分为“景宜斋”和“史鸷斋”，相当于现代的分科教学。特别是将“物之规律”分为:治民、讲武、堰水、历算等科目，认识到自然科学在学校教学中的地位。其实，《景宜斋》讲的是中国传统的“读经”(当然也是一种新的读经方法)，“管事”提倡的是学以致用的方法，这标志着传统儒家的“学以致用”思想又重新抬头，达到了一个新的高度。
第七，北宋时期出现了一批博闻强记的百科人物，他们无所不谈，天文、地方志、法历、音乐、医药、占卜，无所不包。沈括和他的百科全书式的著作《孟茜谈》受到了各方的称赞。沈括还和苏颂一起编辑了《苏神内经》的处方，这是一部医学著作。在为这本书所写的序言中，林灵素说:“(沈括)无论走到哪里，都要钻研它。或大夫，或小巷，或小人，使山中文人隐士之家，无不求援。”这些饱读诗书的人物成批出现，显然与当时的时代背景、社会风气、思潮有关。
和沈括很像的人中，有欧阳修的儿子欧阳发。他“不太好学，他的老师是稳重和胡源...自书约以来，研究了君臣世系、机构文物、天文地理等。”和沈括一样，也曾向辽国派遣过使节的常陆，也以通晓地理和绘制地图而闻名。据《宋史》记载:“他学识渊博，对佛学、占卜、天文、方药、山经、地理都很了解。”类似的人物还包括参与研制水运工具的宰相苏颂。《宋史·苏颂传》说，他虽为丞相，“自书签起，历史上百家争鸣，...吕吕，关兴，算法，山经，本草，应有尽有”。一代名臣司马光也说:“事无好成，学无不成”(见《宋史传》第九十五卷《司马光传》)。
在这些人物中，王安石肯定比其他人物更突出。王安石曾写信给唐宋八大家之一的曾巩:
“这个世界不完整，很久了。阅读经典不足以了解它们。所以一部百家哲人的书，至于艰深的经典，浅显的问题，本草，小说，什么都读；农民和女工什么都问。那么，无疑是可以通过经典来认识的。与其做圣人，不如盖后世士与前朝君之别。”
王安石在这里首先强调，时代变了，时代不同了(后世学者的时代与前朝不同)。在这样一个变化的时代，不提问就什么都学不到(不如做圣人)。他主张亲自走出书房，接触现实社会，解决实际社会问题(农民和女工什么都问)。要求博学多才，努力创造新的思维方式，建立新的属于自己时代的思想体系(读书无所不包)。应该说，这真的是宋代的新思潮，新时代精神。
在这种思潮的社会背景下，逐渐形成了影响其后千年的新儒家，后被称为“宋明理学”。宋代，北宋邵雍、周敦颐开创了这一制度，张载、程颢、程颐创立了这一制度。南宋时期，朱集其大成，以陆九渊为代表，形成了朱与陆的对立，等等。这就是宋明理学的兴起和确立。此外，王安石、陈亮、叶适等人反对理学，他们不断地与理学家争论，非常活跃。
宋代新儒学既没有像汉代儒学那样被尊为雕像，也没有像元明时期使朱思想不可逾越的官方哲学那样不可侵犯。在宋代，一定程度上参与讨论的各方都可以自由讨论，各抒己见。这种学术氛围无疑有利于科技的发展。
理学提倡“穷理”和“师事”。如果能把“穷理”和“学物”的精神瞄准自然科学的研究，其成就将是无限的。而且“理”“气”二元论在1000多年前的当时，无论是用来开拓思路，还是阐述最终结果，都是一个相当不错的工具。但是我们还没有找到一个在自然科学研究方面有突出成就的著名理学家。同时，我们也没有发现什么杰出的科学家，他们的成就都是基于理学的思维。在此，我只想说明，创立理学(因其时代而被清人称为“宋学”)的正是时代精神，也正是这种时代精神构成了宋元时期科技高潮的社会和思想原因。
正是汉代的精神产生了汉代的经学，使汉代成为一个在许多科学技术门类上中性模式和模式创造的时代。正是六朝精神产生了魏晋玄学和竹林大辩论，形成了六朝各学科创造性的科学思想。正是时代精神产生了宋元理学，促成了宋元中国传统科技发展高峰的到来。
明清实学与西方科学技术的首次引进
在明末清初实学思潮的影响下，涌现出一大批杰出人物，包括思想家、文学家、历史学家、自然科学家、医生等人物。短短一百多年的时间里，涌现出这么多杰出人物，真是一颗璀璨的明星。这种现象在中国历史上也是非常罕见的。
在中华文明的历史长河中，明末清初这一段历史虽然短暂，但却是一个具有鲜明特色的重要时期。这些特点可以概括为以下几个方面:
一个是腐朽的明朝逐渐衰落，新兴的清朝逐渐崛起。二是经济上，是传统封建经济的繁荣和商品经济的上升发展。第三，为了开拓海外市场和殖民地，西方国家东移，开始进入中国。与之相伴随的是西学东渐(科学技术是主要内容之一)及其日益增长的影响力。第四，在人的思想方面，明中叶兴起的王阳明心学开始分化。在人们批判王雪末流的过程中，出现了一种实用主义思潮，这种思潮是实用的、务实的。
明代实行的大李彤沿用了元代的时间历法，在明代成化已经沿用了300多年。所以“成化以后，人们经常查食不下，提出改历的人也不少。”然而，直到明末万历三十八年(1610年)，朝廷的日食预报才再次出错。到了明代，王开始考虑利用当时引进的西方天文学知识来改革历法。明朝亡后，传教士将明末编撰的《崇祯历书》改为《西洋历法新著》，献给满清朝廷，成为编撰《大清历书》的依据。
当中国的传统文明还在传统的老路上徘徊、原地踏步的时候，西方的现代文明(包括科学技术)在文艺复兴之后已经大踏步前进了。
伴随着西方早期的殖民活动，传教士在世界各地展开了广泛的活动，来到了远东。利玛窦是最早成功进入中国大陆的传教士之一。经过长时间的探索，利玛窦终于找到了一条通过科技向中国传教的道路。然后根据利玛窦的要求，教廷派出了一批批熟悉科学技术的传教士。如:汤若望、南怀仁等。清初以后，有法国皇帝路易十四派遣的传教士。由于这些传教士的介绍，有许多方面的科技知识传入西方，包括天文历法、数学、地学和制图学、解剖学、医学等等。这是历史上第一次引进西方科学知识。
西学的传入和实学思潮的兴起几乎是同时发生的。如果没有实学思潮的兴起和传教士的努力，西学的传入仍然是不可想象的。正如现代科学家丁文江所说，“学风差。朝中士大夫忠于凶迂，在野则贵于理道，空而固执，君子病！季末，物极而返，明道之人，弃末求本，弃虚务实，移风易俗，真正开启了清初大儒之声。”其中提到的“弃终”“弃空”是指宋明理学和王陆薛鑫的批判；“求本”、“务实”指实学思潮的兴起。