秦汉科学技术

中国古代科学技术体系的形成时期。秦灭六国，结束了长期诸侯割据的局面，于公元前221年建立了中国历史上第一个统一的、多民族的、中央集权的封建专制主义国家。秦始皇废分封，立郡县，统一货币、度量衡、车轨和文字，下令废毁各诸侯国边境所修筑的城郭，拆除在险要地区建立的堡垒，大规模移民于西北及五岭等边远地区，修筑堤防，疏浚河道，兴建驰道，整治长城。这些措施对生产的发展和科学技术的交流产生了积极的影响。但过重的盘剥和严酷的刑罚，以及粗暴干预学术文化活动的措施，很不得人心，致使民怨沸腾，在农民起义的冲击下，二世而斩，迅速覆灭。西汉初，百废待兴，百业待举，统治者实行“休养生息”的政策，提倡农桑，鼓励增殖人口和土地开垦，减徭薄赋，使社会经济得以恢复和发展。到文帝、景帝时出现了封建“治世”的初步兴盛景象。西汉初还冲破了秦代思想禁锢状态，战国时百家争鸣的余波又在荡漾。这些都对生产和科学技术的发展提供了有利条件，使之达到并开始超越战国时的水平。近年长沙马王堆西汉墓出土的各种文物，正反映了当时科学技术发展的情景。汉武帝的经济文化政策推动了汉代科学技术的进步。他重视农业生产和水利灌溉，认为“农，天下之本也。泉流灌浸，所以育五谷也”，“通沟渎，畜陂泽，所以备旱也。”在他的支持或影响下，一批大型的水利工程先后筑成，中小型水利设施不可胜计，出现中国水利史上“用事者争言水利”的盛况。他任用赵过为搜粟都尉，推广耦耕和耧车，在西北部分干旱地区施行“代田法”。又令全国郡守派遣所属县令、三老、力田、乡里老农，到京师学习新田器及耕种养苗法等。这一时期粮食亩产比汉初有较大增长，水利工程中井渠法（即坎儿井）的发明，都表明农业生产技术水平的提高。科学技术载体的知识分子也普遍受到信用，选拔人才的范围从太学扩展到民间，如“太初历”的制定，就是由从民间征募来的二十多位天文学者参与下完成的。在推广新式农具时，也征用了各地的能工巧匠，从而使社会生产和科学技术得以保持继续发展的势头。东汉政权连续颁布有关部分放免奴婢和提高奴婢地位的诏书，对封建制内部的生产关系作了某些调整，农民的租税徭役相对减轻，治黄河、修水利之举又一次受到重视，继汉武、昭、宣时期科学技术发展的第一次高潮后，这时出现了秦汉时期科学技术发展的第二次高潮。中国古代各学科体系的形成和许多生产技术趋于成熟，是这一时期科学技术发展的总特征。它们为后世的发展开拓了方向，奠定了基础框架。中国古代传统的天文、数学、农业、医学四大学科，在这时均已形成了自己独特的体系。天文历法逐渐淡化古代神学和占星术的影响，逐步确立实际观测、推算和科学的研究态度。公元前二世纪，著名的算学家张苍、耿寿昌，历算家落下闳把秦代365 1/4天为一年改为365 385/1539天为一年，比过去的历法更加精确。汉武帝时，让太史令司马迁和天文学家邓平等作“太初历”。后来，刘歆又依据“太初历”，重新整理，改称“三统历”。在《汉书·律历志》里还包括制历的理论和各种计算方法。历法已具备了后世历法的气、朔、闰、五星、交食、晷漏等主要内容。天文学已经形成体系，分为盖天、浑天、宣夜三家宇宙学说，创制出世界上最早的观象仪器，并绘制出《星图》，记录了许多天文现象，提出“星坠至地则石也”的著名见解，从理论与实践的结合上展现出自己的学术传统。《九章算术》的编著标志着以算筹为计算工具的、独具一格的数学体系的形成。该书包括二百四十六个应用题和计算方法，有许多代数学和几何学上的研究成果。后来，三国时刘徽为《九章算术》作注，并且发明了比周三径一更精密的圆周率是3.14。农业方面，战国时奠基的轮作制、一般作物的栽培原理和精耕细作提高单位面积产量的技术措施，至此已得到确立。农具已完全铁器化，并先后出现了三十多种新式农具，特别是铁犁和牛耕法、代田法、区田法的推广，更反映了当时农业科学技术的新进展。而《汜胜之书》等七家农书则记载和总结了多种作物的栽培法及其生长规律，成为中国古代农学传统各论的理论出发点。医学在秦汉时期已脱离了原始的巫术，总结了长期的治疗经验，建立起完整的理论体系。《黄帝内经》阐明的医疗理论，对生命的起源，疾病的成因，以及形神关系等作了科学的说明，是中国古代医学的总结。《难经》设八十一难，用人体解剖说明病理、切脉和针灸技术；《神农本草经》，详细记载了三百六十五种药物的性能和用途；《伤寒杂病论》确立了病理、诊断、治疗、用药具备的辩证治疗原则，列举了很多有效的药方，使中国中医中药学有了系统的经典。秦汉时期，方士很盛，他们企图发现不死之药，探索着用丹砂等炼成丹药或金银等贵重金属的办法。他们虽然不能达到目的，但也经历了无数次辛苦的试验，逐渐明了金、银、铅、汞、硫磺等各种化学原素之间的关系，记载了一些关于化学的知识，在古代化学史上有一定的贡献。就生产技术而言，中国古代主要的冶铁术在这时均已出现，主要的纺织机械和农具的情况也大抵如此；马王堆出土的彩绘纺织品和地图，展示了纺织技术和制图技术的巨大进步；用植物纤纬造纸技术的发明，标志着主要的造纸工艺的完备；漆器工艺更加成熟；庞大楼船的建造以及橹、舵、帆等的发明与应用，把船舶技术推向古代的高峰；长城、驰道、栈道以及水利工程的兴修，则表明大规模的土木建筑技术已有很高的水平。所有这些构成了秦汉社会文明的基础，也打击了神学和各种迷信。张衡比古希腊天文学家托勒密(Ptolemy 85—156)大7岁，张仲景约比古希腊医学家盖伦(Galen 129—199)小20岁，他们也在天文学、医学领域各自建立的学术系统遥相辉映。张衡、张仲景是中国古代科技史上继往开来的人物，在他们以后中国古代科学技术持续发展，并在许多领域超过了古希腊的水平，处于世界的领先地位。