宋代科技史毕业论文

宋朝在整个社会经济和文化推动下，科学技术得到了长足的进步，两宋的科技成就不仅成为中国古代科学技术史上的一个高峰，也在当时的世界范围内处于领先地位，推动人类文明发展的中国四大发明，在宋代得到改进并应用。提到两宋科学技术时，人们还常常提到科学家沈括（公元1031年-1095年）及其《梦溪笔谈》。英国李约瑟（公元1900年-1995年）博士把沈括誉为“中国整部科学史中最卓越的人物”，称其《梦溪笔谈》是“中国科学史上的坐标”。         下面简要介绍一下宋朝的十二大科技成就。         一、农业         宋朝时期，土地的开垦利用已形成一整套有效办法。人们因地制宜、千方百计扩大耕地面积，出现了圩田、淤田、沙田、葑田、架田、淙田、湖田、梯田等。农作物分布也有很大变化，在南方广为种植的水稻已向北方推广。“占城稻”、“黄粒稻”等成熟早、抗旱、籽粒饱满的优良品种，也相继从越南、朝鲜等国引进。同时荞麦、高粱的种植面积迅速扩大。         宋朝是我国植棉业发展的一个转折点。北宋时植棉区主要为闽广；南宋时植棉区已逐渐推广到长江和淮河流域，江南西路、两浙路和江南东路已广泛种植。         宋朝最着名的农学著作是陈旉(公元1076年-？)于1149年完成的《陈甫农书》。全书3卷，22篇，万余字；上卷论述农田经营管理和水稻栽培，是全书重点所在；中卷叙说养牛和牛医；下卷阐述栽桑和养蚕。这是隋唐以来长江下游地区劳动人民在生产实践中积累起来的农业生产技术经验的总结，反映了唐宋时期水田耕作栽培技术的水平。在整地育苗、中耕除草、烤田和灌溉等方面都有论述，我国古代农业精耕细作的传统思想在此得以充分体现。宋朝的动植物谱录已大量出现，园艺业已高度发展。         二、天文         由于农业生产和历法制订的需求，统治者历来对天文学方面的研究比较重视，观测水平不断提高。宋代也不例外。         据《新仪象法要》记载，仅在公元1010年到1106年之间，北宋就进行过5次大规模的恒星位置观测。《宋史•天文志》中保存了测定二十八星宿位置的成果。《灵台秘苑》收载了包括有345个星官距星的入宿、去极度。公元1247年的南宋制造的苏州石刻天文图，面积8×尺，刻星1430多颗。以北极为中心，绘有3个同心圆，分别代表北极常显圈、南极恒隐圈和赤道，28条辐射线表示二十八宿距度，还有黄道和银河。所有这些成果的取得，与当时天文观测仪器的高度发达是分不开的，我国古代传统的天文仪器漏壶、圭表、浑仪、浑象等在宋朝时期从技术工艺上都得到了最有效的改进。         对于上述那些天象仪，北宋沈括提出减少环数的设计，浑仪和简仪就是这一设计下的杰作。苏颂（公元1020年-1101年）、韩公廉等人制成的大型水运仪象台，是利用一套齿轮系统在漏壶流水的推动下，使仪器经常保持一个恒定的速度，和天体运动一致，既能演示天象，观测天象，又能计时报时。         宋朝的历法中最具代表性的是宁宗庆元四年（公元1198）颁布的《统天历》。该历法由天文学家杨忠辅创制。它与现代所测数值只相差26秒（与元朝郭守敬编制的《授时历》的误差一样），而与现行的公历所采用的数据相同，比西方《格里历》的颁行早383年。但因推测日食等不验，《统天历》只使用到开禧三年。同年又造《开禧历》代替统天历，行用于世45年。         三、地学与矿业         地学的发展则是以图经形式编写地理着作为特点的。图经也在向地方志的方式过渡。据《宋史•艺文志》记载，宋代地方志共有100多种，附有地图的志称为“图志”或“图经”。全国总志中最着名的有公元976-984年间成书的《太平寰宇记》。它由北宋地理学家乐史（公元930年-1007年）编撰，全书200卷，所记以中国为主，兼及外域。同时还增加了不少有关人物与艺文的篇章，开创了地方志的新体例。         北宋王存（公元1023年-1101年）等编纂的《元丰九域志》在公元1068至1085年间成书。该书注重“当世之务”，对沿革所述不多，而对各地里数、城堡之名、山川水泽的情况记述详备。宋代郡县地方志保存至今的有20多种，许多地方志经历代续修，逐步积累，形成了丰富的地方资料。         由于这一时期中外交流往来频繁，对国际贸易的发展和文化的交流起了积极作用，对旅途实地考察与传闻的记述形成了许多重要的域外地理文献，如耶律楚材《西游录》、周去非的《岭外代答》及赵汝适的《诸蕃志》中有许多来自传闻的记述。现存西安和苏州的三幅宋代石刻地图，“华夷图”、“禹迹图”、“地理图”和“九域守令图”等极具价值和特色，是目前所见时间最早的画方地图，所绘河流及海岸线精确，代表宋代测绘地图的水平。地学的发展对矿物学及水利建设的发展和进步打下了良好的基础。         宋朝矿业事业的发展，以及人们对地质现象实地考察的风气，使人们对矿物和若干地质现象的认识与研究也比以前大有进步。公元1133年杜绾所着《去林石谱》3卷，记载石品116种。记录各种矿石产地、采法、产状、光泽、品评高下等，反映了人们对矿物认识的新水平，是当时出现的一部关于岩矿知识的着作。         四、医药         宋朝医药学在教育、理论、临症各科的诊断治疗、本草、局方等方面都有不同程度进展，使中国医药学进入了一个全面发展的新阶段。         宋朝统治者重视各种医药书籍的修订。公元973-974年，刘翰、马志等修成《开宝本草》21卷，载药物983种。公元1057年苏颂等人修成《嘉祐本草》2卷，载药物增达1082种，并整理成一部《图经本草》。唐慎微修纂的《经史证类备急本草》计32卷，收录药物1700多种，百病主治药、服药食忌例，以及药物畏、晋、须、使等，使人们对历代本草的源流和药物之配伍禁忌有一个概括的了解。明朝李时珍这样评价：“使诸家本草及各药单方，垂之千古，不致沦没者，皆其功也。”         宋朝已能将中医细分为九科：大方脉科、风科、针灸科、小方脉科、眼科、产科、口齿咽喉科、疮肿兼折病科、金镞书禁科。分科使诊病的针对性大大加强。宋代医学还有两件事是必须要提到的。一是宋慈（公元1186年-1249年）的《洗冤录》，是我国历史上第一部系统的法医学着作；二是王惟一(公元987年-1067年)的《铜人腧穴针灸图经》和针灸铜人。         五、数学         宋代时期科学技术的各学科中，数学的发展较为突出。出现了秦九韶（公元1208年-1268年）的《数书九章》、杨辉的《详解九章算法》和《杨辉算法》。沈括在数学方面的贡献是他的“隙积术”和“会圆术”，为后人的研究奠定了基础。         六、火药         在《意外的技术革命：从炼丹到火药》章节已经提到火器和火枪在宋朝的军事运用上相当成熟，这使得中国的科技遥遥领先于世界。         七、活字印刷         在《技术革命：印刷术》章节已经提到毕升发明活字印刷术，在此也不多说。         八、指南针和航海         沈括在《梦溪笔谈》中记载了水浮针和磁针偏角。磁偏角的发现，西方直到1492年才由哥伦布发现，比沈括足足晚了400多年。人们对人工磁化方法和使用磁针的方法进行过深入探索，并取得重大进展，这导致了指南针的广泛应用。指南针最直接应用就是航海，使人们获得了全天候航行的能力，使人类能在茫茫大海上自由航行。许多新航线被开辟，航程缩短，极大地促进了各国人民间的文化交流和贸易往来，海运业迅速发展，造船技术也在宋朝达到鼎盛，指南针功不可没。可以说，指南针促进了航海的发展，航海也激发了指南针的进步。         九、土木工程         公元984年，淮南转运使乔维岳（公元926年-1001年）负责治理淮河，创建的二斗门，是复闸形式的运河船闸，从而提高了河运能力。该项发明也是世界首创，之后广为流传。在沈括的《梦溪笔谈》中，也提到了复闸的应用，并详细描述了应用该技术后效果。         十、冶金技术         宋朝研制出两项炼铁的革新。一种方法用来铸造次等的不均匀的钢；另一种是现代炼钢熔炉的前身，通过鼓冷风反复锻造，来达到脱碳的目的。公元806年到1078年期间，人均铁的产量增长了六倍，到公元1078年，年产量已经达到了亿公斤。在十一世纪末期，发现可以用烟煤取代木炭。美国经济历史学家郝若贝（Robert Hartwell，公元1932年-1996年）指出中国12世纪的铁和煤的产量几乎与英国18世纪工业革命时期的铁和煤的产量相当。         十一、纺织技术         宋朝已经开始使用脚踏缫丝车。秦观（公元1049年-1100年）的著作《蚕书》中详细记载了缫车的结构、几个关键部件及用法，通过脚踏板产生动力，丝被缠绕在线轴上。         南宋时已出现了脚踏纺车。南宋刻本《列女传•鲁寡陶婴》图中有一女性正在使用一台三锭的脚踏纺车。南宋马和之的《豳风图》中发现一架脚踏纺车，该纺车有5个锭子。         水转大纺车，约发明于宋末元初。由转锭、加拈、水轮和传动装置等4个部分组成，装有锭子32枚，通过两条皮绳传动，使32枚锭运转。用于加工麻纱和蚕丝等长纤维，工效较高。水转大纺车是当时世界上先进的纺纱机械，是中国古代机械工程方面的一项重大成就。         宋末元初棉纺织专家黄道婆（约公元1245年-约1330年）对宋朝的先进纺织技术的推广起了巨大的作用。元代著名农学家王祯的《农书》中介绍了三锭脚踏棉纺车、三锭/五锭脚踏麻纺车、大纺车和水转大纺车。         十二、瓷器技术         宋朝是中国瓷器的鼎盛时代，出现了定、钧、官、哥、汝五大名窑。宋朝瓷器，以其古朴深沉、素雅简洁，同时又千姿百态、各竞风流的气象为中国劳动人民在世界工艺发展史上矗立起一座让世人景仰的丰碑。在2014年的香港苏富比的拍卖市场上，一件“北宋定窑划花八棱大盌”，引起激烈竞逐，最终以亿元成交。         李约瑟在其著作《中国科学技术史》的导论提到：“每当人们在中国的文献中查找一种具体的科技史料时，往往会发现它的焦点在宋代，不管在应用科学方面或纯粹科学方面都是如此。”中国现代历史学家陈寅恪（公元1890年-1969年）也曾评论：“华夏民族之文化，历数千载之演进，造极于赵宋之世。”

中国科学技术史中国古代的科学技术，在很长的一段时期里都居于世界领先的地位。中国历史上的的科学技术成就，为世界文明的发展做出了很大贡献。它在发展的过程中，也与许多其他国家、地区和民族的科学技术发生了交流。中国科学技术史上成就最大的是农学、天文学、数学和中医学。中国古代的科学技术与其他民族和地区的科学技术相对来说比较独立，中国古代的科学技术更注重实用性和经验性，缺乏西方科学的思辨性，因此有些人对于中国古代的科学技术是否自成体系而表示怀疑。科学技术的萌芽中国科学技术的萌芽时期包括旧石器时代和新石器时代。中国是世界早期人类文明的发源地之一，是世界上最早使用火，发明弓箭和陶器、出现农牧业、观察天文、开创医药的地区之一。而且这时也开始利用蚕丝。先秦时期夏商周时期奠定了中国科学技术的雏形。这时中国进入了青铜时代，青铜器的铸造冶炼技术非常高超。这时也出现了原始的瓷器。尤其是到了春秋战国时期，中国古代科学技术体系基本上是在这个时期奠定的。这时中国广泛使用铁器，同时还出现了炼钢技术和铸铁柔化技术。这时已经有了许多大规模的水利工程的兴建，著名的有都江堰、郑国渠等。数学上确立了十进位制；出现了世界上最早的星表之一；测定了比较精确的回归年长度；中医学理论初步建立。秦汉时期到了秦汉时期，随着封建制的巩固，中国古代的各个科学技术已经趋于成熟。农业上，轮作制已经确立。《神农本草经》、《伤寒杂病论》对后世中医学的发展产生了很大的影响。《九章算术》确定了中国古代的数学体系。造纸术在这一时期被发明并且得到了重大改进；造船技术已经非常成熟。长城的建造体现了建筑技术的发达。三国两晋南北朝时期这一时期出现了许多著名的科学家。刘徽、祖冲之、张子信对数学和天文学做出了很大贡献。裴秀提出的制图六体，创造了中国古代地图学的基础理论。贾思勰的《齐民要术》标志着农学的成熟。王叔和的《脉经》、皇甫谧的《针灸甲乙经》、陶弘景的《神农本草经集注》丰富了中医学体系。葛洪在炼丹上的研究，对原始的化学做出了贡献，马钧在机械制造方面的成就代表了中国古代机械制造的水平。宋朝──科学技术发展的高峰隋唐时期的繁荣，使科学技术得到了很大发展。到了宋元时期，中国古代的科学技术发展达到了高峰。其中杰出的代表人物是沈括。这时中国的四大发明相继问世，对世界文明做出了重大贡献。元朝元朝的科学技术达到或取得很高的成就，其中天文学、数学，甚至医学居于当时世界先进地位。当时领先于世界的阿拉伯与波斯科学技术传入中国。元世祖忽必烈在尚未登基之前，就征招“回回为星学者”。他们翻译及带来诸如托勒密的《天文大集》，伊本·优努斯（也译做尤尼）的《哈基姆星表》（也译作《哈基姆历数书》）等天文学著作。1260年，元廷承金人旧制，设立司天台；1271年正式设立回回司天台，1312年设立回回司天监。后来还任用了一大批以札马剌丁（又译作扎马鲁丁、扎马剌丁）为代表的天文学家管理此类工作。中国人在此时开始使用阿拉伯数字。1280年，元代数学家及天文学家王恂与郭守敬等制订《授时历》时，不但列出了三次内插公式（“招差法”），还使用“垛垒、招差、勾股、弧矢之法”进行缜密计算，其中将穆斯林发明的弧三角法应用于割圆术获得“弧矢割圆术”（即球面直角三角形解法）。一般认为欧几里德的《几何原本》，其中的一部分是明朝的徐光启在意大利人利玛窦的帮助下翻译并引进中国的(合译《几何原本》前6卷)，但是有学者（方豪，《中西交通史》）认为，在此前的元代，此书已经被来华的穆斯林带到中国。14世纪中、后叶明王朝建立后，由于科举大兴八股文模式并删减数学内容，以及珠算盛行，因此建立在筹算基础上的中国古代数学便衰落了。在元朝，中医药学有很大发展，出现了金元四大学派,医药学在继承传统的基础上出现了兼收并蓄、互通有无的局面，大大丰富了医药学知识的内容。《回回药方》（以下简称《药方》）是中国大型综合性回回医药学典籍（作者不详），原有36卷，少数残存本现可见于北京图书馆。该书多以汉语书写，同时夹杂许多阿拉伯语与波斯语医药术语及汉语音译。仅以少数残存本目录就可以看出，《药方》是一部包括内科、外科、妇科、儿科、骨伤和皮肤病等科、内容丰富、具有中西合璧特色的医学典籍；研究中国医药史的学者根据残存部分推断，《药方》约有药方6000～7000首之多，其价值与中医古籍《外台秘要》相当。今日的北京是在元大都的基础上建立起来的。就建筑学成就而言，元大都堪称享誉中、外的建筑学艺术瑰宝。元大都城在技术方面的主持设计与参与建设者，是来华穆斯林建筑学家亦黑迭儿丁。难以想象，这位建筑学家能够运用中国传统的建筑学特色，结合世界上先进的建筑学风格，设计出格局宏大、规划严整，与自然和谐相融的元大都。参与元大都设计、建设的，还有一大批专家、学者、能工巧匠。全面地说，元大都是中华民族智慧与汗水的结晶。元大都自1267年开工兴建，至1285年历时18年建成（先前的金中都城址位于今北京城西南部莲花池以东，元大都的新城建在中都旧城东北）。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，他设计七座水闸，这七座水闸彼此相距约半公里的地方，又设计有斗门。郭守敬就是通过水闸和斗门的关闭与开放，调节运河各段的水位高低，引导船舶顺畅通过。工程竣工后，元世祖亲自将这段164里长的运河命名为 “通惠河”。通惠河是中国工程建设史上的杰作，其运用的巧妙方法与现在国外一些运河采用的技术是基本相同的。元世祖时期即开始重视农业，很好地制定了有利于农业发展的政策，使得农业水平有了很大的提高。王祯编著《农书》一书有三十七卷（现存三十六卷），是中国古代一部对农业生产进行全面系统论述的伟大著作。 全书约有13多万字与300多幅图画，全文分为《农桑通诀》、《百谷谱》、《农器图谱》三大部分。 《农桑通诀》包括对农、林、牧、副、渔及水利等各个方面的综合性论述，提出“顺天之时、因地之宜、存乎其人”这一重要的农耕思想。《百谷谱》对各种农作物的品种、特性、栽培、种植、收获、贮藏和利用等知识加以介绍，尤其是王祯将农作物分为谷、蔬、果、杂等6大类，堪称中国农作物分类学的奠基人；此外作者对于植物性状的描述，也是此前书籍不曾有过的。而《农器图谱》则是《农书》的重点部分，该部分就田制、仓廪、舟车、灌溉、蚕桑、织纤、麻芒等20门类，详细介绍了257种农业机械，而且配绘图谱306幅并加以文字说明，其价值超过以往所有农业机械书籍，甚至中国古代后来在这方面的论述，亦无超越王祯者。在活版印刷术方面，王祯设计出木活字及转轮排字架，并于1298年用木活字排印《旌德县志》；其《造活字印书法》（附于《农书》书末）是最早的系统性介绍活字排版印刷术的科技文献。