中國古代科技史論文(2)
中國古代科技史論文
中國古代科技史論文篇二
遠去的中國古代科技成就
最能代表我國古代科學成就的還是天文學和數(shù)學，也就是古人所說的的天、算。這兩門學科在我國古代聯(lián)系得十分緊密，因為對日月五星運行規(guī)律的認識以及日食、月食的推測，都離不開數(shù)學上的計算。舉一個例子，漢代已形成的“談天三家”――也就是當時古人對宇宙的三種認識，分別是蓋天說、渾天說與宣夜說。除了宣夜說有點玄奧抽象外，蓋天說與渾天說均是由數(shù)學模型作為支撐的，盡管兩者建構了不同的宇宙模型，但是有一條是共同堅守的，就是“日影千里差一寸”，也即八尺之表的日影在子午線方向上千里會差一寸。而“日影千里差一寸”最早源自《周髀算經》，該書既是一部數(shù)學著作，也是一部天文學著作。需要說明的是，千里差一寸的論證是錯誤的，一直到了唐代一行和尚通過實測才使它壽終正寢。
我國古代天文學的發(fā)展，深受古代數(shù)學的影響，盡管蓋天說、渾天說都有數(shù)學模型建構，但是這種模型并不與推算日月五星運行的另一套數(shù)學模型(算的模型)相融洽，或者說是各行其是。因此我們也不可能像西方那樣，從古希臘天體運行的圓周運動中解脫出來，發(fā)展出開普勒的橢圓軌道等近代天文學體系。我國古代天文學還把地上的事物都搬到天上，形成了獨具特色的“三垣二十宿”體系。該體系是天上、人間對應比附的產物，是軍國星占體系的一種反映，即為戰(zhàn)爭勝負、王室興衰、年成豐歉等軍國大事服務的，但這已經走出了科學的范疇。
中國古代的數(shù)學成就
我國古代數(shù)學的基調是由成書于漢代的《九章算術》確立的。那么《九章算術》的基調是什么呢?就是服務于實際生產生活的應用問題集：一題一答一術。“題”就是題目，“答”就是答案，“術”就是算法。那么推理、論證的過程呢?書中是查不到的，因為根本就沒寫。所謂“九章”，就是9大類應用題目，比如“方田”是計算土地面積的問題集，“商功”是計算各種工程(溝渠、倉窖等)的土方、人工等。
經常有人將《九章算術》與古希臘歐幾里德的《幾何原本》作對比，這兩部書的確也代表了東西方不同的思維風格，一個是以“算”為特征的實用化體系，一個是以“證”為特征的演繹邏輯體系。我們的祖先一直缺少“證”的那根筋，直到明末徐光啟與傳教士利瑪竇合作翻譯《幾何原本》(前6卷)時，徐光啟被該書的體系所服膺，寫道：“此書未譯，則他書俱不可得。”
說到我國古代數(shù)學，大家都會聯(lián)想到南朝祖沖之在圓周率上的貢獻。不過，祖沖之的《綴術》已經失傳，他對圓周率的推算，學界認為是在魏晉時期劉徽“割圓術”的基礎上得到的。當時要計算出密率355/113的確是很了不起的成就，要知道那個年代要用算籌去計算開方在內的大數(shù)目運算，難度可想而知。
唐代中葉到元代中葉是我國古代數(shù)學發(fā)展的黃金時期，特別是宋元時期達到了頂峰。發(fā)展到高峰的標志有二：首先是數(shù)學著作繁興，宋代前后不到300年竟出了50本之多;其次是水平高，就是在算法的改進與抽象化程度方面前進了許多。無論是高次方程的近似解法、多元一次方程組的解法、高階等差級數(shù)、同余方程組解法等，都達到了當時世界上的最高水平。
從元中葉到明末，中國古代數(shù)學整體江河日下，以至于當時學界竟然連宋元時期的數(shù)學著作都讀不懂了。到了明末，隨著傳教士的東來，西方的數(shù)學知識開始譯介、引入;后來又經過清末第二次“西學東漸”，直到20世紀初我國數(shù)學才匯入世界數(shù)學發(fā)展的洪流。
農業(yè)技術的突出成就
農業(yè)技術創(chuàng)新方面，我國漢代創(chuàng)制的三件農事器具值得一提。其一是耬車，也叫耬，華北地區(qū)稱之為耩子。耬車是一種北方用的條播器具，能夠同時完成開溝和下種程序，后來又在耬車后面拖上覆蓋種子的構件，就更加便于耕種了。耬車的發(fā)明，使得單位面積土地上播種量減少，并且有利于之后的田間作業(yè)。其次是翻車，也就是后世稱之為“龍骨水車”的灌溉(或排澇)農具。到了元代，出現(xiàn)了多種形式的翻車，有腳踏翻車、牛轉翻車、水轉翻車等。明代《天工開物》提到一種輕巧的手搖翻車(也叫拔車)。翻車是我國古代江南地區(qū)應用最廣泛的提水、排澇農具，也是世界上最早應用鏈傳動的技術設施。還有一種是風扇車，也叫扇車，是一種清選農具，能夠合理、有效地利用人為產生的風力把糧食籽粒與糠秕分開。
唐代詩人徐來軍寫有一首《調笑令》：“翻倒，翻倒，喝得醉來吐掉。轉來轉去自行，千匝萬匝未停。停未?停未?禾苗待我灌醉。”這里描述的就是我國唐代時期出現(xiàn)的一種新式提水器具――筒車。大型的筒車遠遠望去就像現(xiàn)代的摩天輪，只不過輪的外圍懸掛的是竹筒，在流水的沖擊下，竹筒在低處兜水，轉到高處時傾瀉到水槽中，水槽通向田地里進行灌溉。到了宋代，筒車得到普遍應用。現(xiàn)在湖南西部、廣西北部的溪流邊，還能見到筒車的身影。
天文學引領技術高峰
宋元時期是我國古代技術發(fā)展的高峰。北宋曾公亮1044年完成的《武經總要》是我國古代軍事技術全面、系統(tǒng)的反映;北宋李誡于1100年成書的《營造法式》是我國古代木構建筑技術達到純熟的標志;元代王禎1313年寫就的《農器圖譜》是我國古代農事器具的集大成之作。特別值得一提的是北宋1092年由蘇頌、韓公廉制成的水運儀象臺，是我國古代最為復雜的天文儀器。該儀器集渾儀、渾象、圭表、計時與報時為一體，實物高12米，寬7米，蔚為大觀。這部儀器不像魏晉南北朝那些“奇器”徒有盛名而無法得其傳，因為蘇頌留下了制造這部儀器的《新儀象法要》，并附有插圖66幅，后人根據這本書完全可以進行復原。2012年8月國際天文聯(lián)合會在北京召開大會期間，由中科院自然科學史研究所與清華大學等單位復原的模型(原物的1/3)在北京國家會議中心展出，轟動一時。
元代天文儀器上的改進最重要的當屬郭守敬設計的簡儀。簡儀是針對渾儀而言，顧名思義，是簡化了的渾儀。他改進的方法是把赤道裝置與地平裝置分開，去掉一些不必要的環(huán)，又在刻度上精細化，使得觀測精度更加精準。
明末1637年宋應星完成的《天工開物》，系統(tǒng)總結了我國農業(yè)、手工業(yè)方面的技術成就。但是這就像是快下山的夕陽，在回光返照時眷戀了一下古老的中華帝國，隨后在西方世界轟轟烈烈的工業(yè)革命大潮下，中國則與主流技術前沿漸行漸遠。
結束語
如今，我國已經融入了世界科學技術發(fā)展的洪流之中，雖然整體上與世界科技前沿還有不少差距，但也有部分科學成就令人欣慰、振奮。比如2012年，廣東大亞灣中微子實驗國際合作組發(fā)現(xiàn)了中微子第三種振蕩模式，該實驗結果入選《科學》雜志評選出的“年度十大科學突破”;2012年8月，中國科技大學潘建偉教授因其在“量子通信和多光子糾纏操縱方面的先驅性卓越貢獻”獲得2012年度國際量子通信獎……直到2015年，中國中醫(yī)科學院終身研究員兼首席研究員屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
撫古思今，不勝感慨。正如一百年前梁啟超在《少年中國說》中所喻：一個老朽的中國已經遠去，一個嶄新的少年中國正在走來。
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