第一篇古代自然科学(3中国古代科学)
中国古代科学技术3篇
中国古代科学技术【中国古代科学技术】第一篇：农业、水利及工业技术中国的古代科技源远流长，其中农业、水利及工业技术一直以来是中华文明的重要组成部分。
今天，我们就来一起探究一下古代中国的农业、水利及工业技术的发展和影响。
一、农业技术中国历史上，农业技术是最基础、最重要的技术之一。
早在新石器时代晚期的仰韶文化时期，人们就开始了解粗放式耕种和灌溉技术，构筑简陋的水利设施。
商、西周时期，农业技术有了明显的进步，人们从种植杂粮转向盛行的小麦种植，大规模推广农业生产，加强农机械的使用，灌溉设施也不断完善。
秦代，推进了大规模地改良田地，加强农业机械的生产和使用，发明了水力犁和水力铸铁法，使农业生产水平更上一层楼。
到了唐宋时期，农业科技在机械化推广、科研发展和科技创新等方面取得了巨大的进步，并且形成机械化生产的风气。
这些科技的成就为当时社会的繁华和稳定作出了巨大的贡献。
二、水利技术中国早在7,000多年前的新石器时代中期，就已经开始开发和利用水利资源。
古人们采用灌溉技术使得田地大规模地得到了开垦，水上交通也得到了很大的发展。
几千年来，即便是在水资源匮乏的北方地区，人们也利用丰富多样的自然水源，构建了各种灌溉渠道、水塘、堤坝等水利设施，并发展了诸多的水利技术。
例如，垦荒时期的灌渠、治沙时期的植树造林、修堤筑坝、挖井联通、引水灌溉等等，使得中国的水利工程发达且受欢迎。
另外，水利技术还带动了其他领域的技术和发展，例如地质方面的勘探和科研、建筑方面的砖石和土木，以及生产和使用瓷器的高温烧炼技术等等。
总之，中国的古代水利技术极大地推动了其社会的繁荣和发展。
三、工业技术中国古代的工业技术从然生产到人工加工，从一些简单的精巧生产工具到基础动力成品及特殊材料，发展了一些非常卓越的工业系统。
例如，长期以来，中国一直有制造和生产锻打铁器的传统工艺，也是世界上最早的“铜矿锻造”和“粉木铸造”。
古代中国在生产和使用纸、印、墨、染、绸、棉和丝等各个方面也有着显著的成就。
自然科学概论古代中国 中国封建时代科学技术
三国(220年到280年)
西晋:265年到316年
在四大文明古国中，中国唯一保存了自己的民族独立和独 特的文化传统
古埃及、巴比伦、印度和希腊罗马的历史，都被外族入侵 所中断甚至失传，甚至今天这些国家的居民，也不是古代 当地居民的后代，更不用说文化传统了。唯有中华民族， 不仅保持了自己的民族独立，而且保持了5000年以来的文 化传统。
《九章算术》书影
《九章算术》收有246个数学 问题，分为九章．它们的主 要内容分别是：第一章“方 田”：田亩面积计算；第二 章“粟米”：谷物粮食的按 比例折换；第三章“衰分”： 比例分配问题；第四章“少 广”：已知面积、体积、求 其一边长和径长等；第五章 “商功”：土石工程、体积 计算；第六章“均输”：合 理摊派赋税；第七章“盈不 足”：即双设法问题；第八 章“方程”：一次方程组问 题；第九章“勾股”：利用 勾股定理求解的各种问题。
Ch4 中国封建时代的科学技术
古中国文明(独立发展的科技文明)历史概览
伏羲、女娲、神农（炎帝） 黄帝、颛顼、帝喾、尧、舜 夏禹（前2070－前1600） 商汤（前1600－前1046） 周文武（前1046－前256）
秦（前221－前206） 汉（前206－220） 晋（265－420） 隋（581－618） 唐（618－907） 宋（960－1279） 元（1206－1368） 明（1368－1644） 清（1616－1911）
——李约瑟《中国科学 技术史》
南北朝祖冲之（429－500）及其子祖暅计算了圆内接正6144边形和正 12288边形的面积，得出π ＝3.1415926～3.1415927求出精确到第七位 有效数字的圆周率，领先世界达千年之久。
现在人们已经能用计算机算出圆周率的小数点右面上亿位 π=3.141592653589793238462643383279……
自然科学概论第一篇第一章
– 文化传统：中国古代“重道轻器”，轻视科技发展
《自然哲学的数学原理》
牛顿第一定律又称惯性定律：任何物体都保持静止 或匀速直线运动状态，知道其它任何物理所作用的 力迫使它改变这种状态为止。 牛顿第二定律又称运动基本定律：物体在受到外力 时，物理所获得的加速度的大小和外力成正比，而 与物体的质量成反比，加速的的方向与外力方向相 同。
牛顿第三定律又称作用和反作用定律：作用力与反 作用力大小相等，方向相反，分别作用于不同的物 体上。
• 中国在上古时代就进行天象观察，积累了许多资料， 领先于当时的世界，如最早记录哈雷彗星（从公元前 1057年就开始有记录） • 早在中国的殷商时代（约公元前1400~1100年），中 国就有了先进的铸造技术，近现代出土的司母戊鼎（ 商后期铸品，也称后母戊大方鼎）、越王勾践剑（公 元前400年的春秋时期所铸）等都是绝世珍品
公元前168年的马王堆西汉墓出土 的素纱禅衣
• 春秋战国是难得的百家争鸣时期，百家中重要的有法家 、名家和墨家，和对后世影响很大的道家和儒家
• 战国时期以“兼爱非攻”为主要思想的墨家，其创始人 墨子（墨翟，生卒年代约为公元前468~376年），在认 识论、逻辑学、宇宙论、几何学、几何光学、静力学等 学科方面都有贡献
3.如果小球运动至平面的一端的C点落下，一 方面物体要保持匀速运动继续前进，另一方面 它又要在垂直方向下落，于是物体呈现出抛体 运动状态，图中即小球将沿半抛物线CD落至D 点。 伽利略的研究成果，为后来牛顿的进一步综合 奠定了基础。
第一节-自然科学发展的历史轨迹
在这部分内容主要记住以下几点：
➢ 英国物理学家罗伯特.胡克：第一个观察到细胞的人。
➢ 德国生物学家施莱登：提出细胞是一切植物结构的基本单位并 且是一切植物赖以发展的根本实体。
➢ 德国动物学家施旺：把上面的学说扩大到动物界，从而形成了 细胞学说。
• 细胞学所的内容：细胞是一切有机体结构和发育的基本单位， 有机体的发育，就是细胞的分化和形成的过程。（细胞学说的 建立，证明了有机体在机构和发育上的统一性，是生物科学发 展史上的重大综合。）
第一个全面阐述能量守恒定律并指出其普遍意义的是：德国 的赫尔姆霍兹。
（1）光、电、磁的统一理论 1864年，麦克斯韦向英国皇家学会宣读了《电磁场的动力学》
一文，在文中不仅给出了麦克斯韦方程的点此方程，而且还 提出了电磁波的概念。麦克斯韦预言：光也是一种电磁波。 1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了麦克斯韦关于电磁 波的预言。
因此，电磁场理论的建立是继牛顿时代以后物理学发展史 上又一个重要的里程碑。 ห้องสมุดไป่ตู้.近代化学基础理论的建立
古代没有化学，只有炼金术。所谓的炼金术，就是想把铜和铅 等普通金属，通过各种冶炼手段把它们炼制成金和银等贵重金 属。到了19世纪末的时候化学作为一门独立的学科就诞生了。
（1）化学科学的确立 英国著名科学家波义耳总结了大量的实验事实，提出了科学的元
• 元素周期律，揭示了各种元素之间的内在联系，为以后的元素 性质的研究提供了一个可以遵循的规律，促进了现代化学的发 展。
（5）有机化学的建立————（了解）
3.生物学理论的新建树
• 在19世纪的三大发现中，有两项都出自于生物学领域——细胞 学说和科学进化论（三大发现：能量守恒和转换定律、细胞学 说、达尔文进化论）
中国古代的自然科学发展研究
中国古代的自然科学发展研究中国古代文明源远流长，自然科学发展在其中扮演着重要的角色。
早在三千年前的商代，古人已经开始运用自然观察、归纳和推理的方法进行天文、水利、农业、药学等领域的研究。
这些古代科学的成果和思想对于中国和世界科技文明的发展都产生了深刻的影响。
一、天文学的发展天文学是中国古代自然科学中最为重要的一个领域，古人们通过长期观察天象，提出了天圆地方说、天地同轴说、中心迁移说等天文学基本观点，并研究建立了农历、历法等基础性知识。
其中《周髀算经》是有关天文与数学的古代文献之一，被认为是中国最古老的数学著作之一。
《周髀算经》中记载了许多古代数学、天文学的成果，如尺规作图法和勾股定理等。
此外，在汉代，张衡发明了浑天仪，它不仅能显示星空和季节的变化，还能预报地震的发生。
二、地质学的起源地质学是由欧洲的人类在17世纪左右创造的，但是中国在古代就有了土地状况的记载。
《山海经》、《吕氏春秋》等书记述了许多神话传说，有的其中蕴含着地质学知识，比如《淮南子》中提到“融汤”灾害，实际上是地震引发的诡异现象。
地震学是地质科学的重要分支，古人认为地震是天地秉性的自然变化，也是神明、鬼怪发怒的前兆，他们通过观察古迹和研究倾斜岩层、地震失稳等现象，慢慢积累出一定的地质学知识。
在唐代，《新修水经注》中对地震作了详细的记载，同时也总结了地震前后的水质变化和地大动荡等情况，是我国古代地震学研究的范本。
三、医学的进展中国古代医学的起源可以追溯到商代，其中道家文化贡献很大。
黄帝内经是指古代医学篇目中的一种，精华在于倡导“和医”，即将预防疾病放在首位，强调养生保健的重要性。
并赞扬根据季节、体质、饮食、环境等要素而制定的一体化养生法，例如“年谷不掩口，早寝早起，散步广服”等。
中药学是中国古代医学的重要组成部分，自春秋时期起，医学典籍就载有不少关于药物性能、功效的记载。
东汉时期，《神农本草经》被编撰出版，内收录了数百种药物及其性能和功效等。
第一章 自然科学前史
• 3．拉马克与《动物哲学》 • 人类起源于某种古猿 • 第一次对基督教有关人类由来的神造说提 出了挑战
• 4．达尔文与《物种起源》 • 英国生物学家达尔文于 1859 年出版了 《物种起源》一书，认为人类与其他类人 猿有着共同的祖先,人类就是由某种古猿经 过长期进化而来的 。达尔文的进化论为最 终科学地解决人类的起源问题奠定了基础。
第三节 古希腊罗马的科学技术
• 一、自然哲学的猜测 • 二、科学与经验结合的成果 • 三、科学的衰落与技术上的创造
• 由原始时代萌发的科学技术幼芽,经过了它的幼年 时代之后,到古希腊时代形成了特定的形态。古希 腊的自然哲学家们不是利用神话,而是通过直觉和 哲学的思辨,对自然现象作出了种种对后来科学发 展有重要影响的猜测和解释。自然哲学在古希腊 时代空前繁荣,它既是古代的哲学,又是自然科学 的一种形态。在这同时,特别在希腊化时代,还出 现了以定理、定律形式表述出来的自然知识,被称 为理论自然知识。如果说,古希腊人对自然哲学作 出了巨大贡献的话,古罗马人则在技术上取得了重 要成果。
三、科学的衰落与技术上的创造
• （一）古罗马在科学上取得的成就 • 托勒密用自己所观测到的大量天文资料和前人所积累的成 果将地球中心说加以体系化。托勒密正确他说明了月亮绕 地球的运动，相当准确地确定了月亮同地球的距离；托勒 密在当时的观测水平上还能准确地预见行星在任何时候的 运动位置。托勒密利用了希腊化时代阿波罗尼乌斯的本轮、 均轮和希帕克的偏心轮概念，使地心说的体系与实际观测 相符合。托勒密集地心说之大成，在其《天文大全》的13 卷本中，建立了最完整的地心说宇宙体系。这一地心说体 系曾统治欧洲1000余年。托勒密还是古代的地理学家，他 绘制了包括8000个地点并有经纬度的世界地图。
自然科学发展概论
自然科学发展概论1—2 简述自然科学发展的三个时期及三次科学革命三个时期：（1）自然科学发展的第一个时期大约是从远古到15世纪根据考古学的研究成果，人们在长期的实践活动中，逐步了解认识了自然界，到公元前6世纪已积累了不少的数学、天文学和医药知识，自然科学已开始萌发。
这一时期，关于自然界的知识中天文学走在最前面。
在医药方面，已有关于多种疾病的名称和药物的记载从公元前5世纪到15世纪，人们把自然界当作一个整体，从总的方面来把握自然界的发展变化，描绘自然界的总面目。
基于这种认识，产生了力求囊括自然界一切事物的自然哲学。
虽然那时已出现了天文学、数学、物理学、化学、医学、生物学、地学等专门化知识，但都包含在统一的自然哲学中。
在物理学方面，已出现了亚里士多德的《物理学》，他的工作给后人许多启发，但他所得出的结论有很多是错的，例如，受外力作用运动的物体，当外力停止作用，物体的运动也就立即终止。
又如，较重的物体下落较快，较轻的物体下落较慢等。
亚里士多德的这些错误结论纯粹是他的直观想象和逻辑推理，并无任何实验依据，那时人们也还没有“科学实验”的思想。
（2）自然科学发展的第二个时期——近代自然科学发展时期从时间上看，这个时期大约是从16世纪到19世纪。
随着欧洲文艺复兴运动和资本主义社会的发展，需要有探索自然物体的物理特性和自然力的活动方式的科学，从各个细节上分门别类地研究大自然的奥秘，于是数学、物理、化学、天文、地学、生物等专门学科逐渐从自然哲学中分离出来，形成了一门门独立的学科，使近代自然科学得到了迅速的发展。
这一时期，数学上，微积分和非欧几何已经建立；物理上，牛顿理论和电磁理论已经建立；化学上，创立了科学的原子论；天文学上，提出了日心说；地学上，提出了地质演化说；生物上，建立了细胞学说和生物进化论，等等。
近代自然科学的发展从天文学上首先突破，随后物理学又成为带头学科。
（3）自然科学发展的第三个时期——现代自然科学发展时期从时间上看，这个时期大约是从19世纪末开始。
中国古代自然科学的发展及其成就
中国古代自然科学的发展及其成就
中国古代自然科学的发展，早在虚无缥缈的史前时期就已经初现端倪，并在漫长的历史中发展成熟，取得了丰硕的成就。
1. 医学: 中国古代的医学，历经多代医家的研究，形成了以《黄帝内经》《伤寒论》《金匮要略》《内经疏证论》为代表的医学
体系，极大地加强了社会的公共卫生水平，减轻了老百姓的病痛苦难。
2. 气象学: 中国古代的气象学，通过多年的观测和研究，制定出精确的气候常识和气象预报技术，为人们制定出适宜的耕作规格
，有力地促进了农业生产的发展。
3. 地质学: 中国古代的地质学，虽然发展较晚，但也取得了长足的进步，出现了《山海经》、《太玄经》、《百草图》等重要著
作，将大量抽象的地质概念变成具体的表象，为今后地质学的发展奠定了良好的基础。
4. 植物学: 中国古代植物学，从自然现象的观察，出现了《本草经》等重要的植物著作，深入挖掘了植物的生理特性，构建了一
套植物分类学体系，为后世的科学研究和实践应用奠定了坚实的基础。
综上所述，中国古代自然科学在医学、气象学、地质学和植物学等领域都取得了辉煌的成就，为中华民族科学文明的发展和繁荣
作出了突出的贡献。
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早在三千多年前，殷墟甲骨文中就有关于日食的记 载。《书经·胤征篇》记载：“乃季秋月朔，辰弗 集于房„„，瞽奏鼓，啬失驰，遮人走„„”，描 述了夏代仲康元年日食发生的时候人们惊慌失措的 场面。
5）星图和星表 现存最早的描绘在纸上的星图是唐代的敦煌星 图。唐敦煌星图最早发现于敦煌藏经洞，1907 年被英国人斯坦因盗走，至今仍保存在英国伦 敦博物馆内。
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3、先进、精密的天文观测和测量仪器 圭表：我国古代度量日影长度的一 种天文仪器。
漏壶：古代利用滴水多寡来计量时 间的一种仪器。
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浑仪：我国古代使用的主要天体测量仪器。 浑象：我国古代用于演示天象的主要仪器。
张衡制作的浑天仪
郭守敬制作的简仪
最早记载制造浑象的是西汉宣帝 时的大司农中丞耿寿昌。
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三、农学
家里有粮，心里不慌。
古代四大农书
西汉晚期汜(si)胜之的《汜胜之书》
总结了我国古代黄河流域劳动人民的 农业生产经验，记述了耕作原则和作 物栽培技术。 北魏贾思勰(xie) 的《齐民要术》。 系统地总结了6世纪以前黄河中下游 地区农牧业生产经验、食品的加工与 贮藏、野生植物的利用等，对中国古 代农学的发展产生有重大影响。 汜胜之
贾思勰
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元代王祯的《农书》
总结中国农业生产经验的一部农学 著作，是一部从全国范围内对整个 农业进行系统研究的巨著。 王祯 明代徐光启的《农政全书》。 《农政全书》按内容大致上可分为 农政措施和农业技术两部分。 徐光启
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四、医学（中医
中药） “四诊法” 切脉、望色 闻声、问病
扁鹊：战国时期神医 至今天下言脉者， 由扁鹊也—《史记》
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2）彗星
《春秋》上记录了鲁文公十四年（公元前613年）出 现的彗星：“秋七月，有星孛入于北斗。”这是关 于哈雷彗星的最早记录。
3）新星和超新星 古人称之为“客星” 《汉书·天文志》：“元光元年五月，客星见于房。” 这是公元前134年出现的一颗新星，这颗新星是中外 史书中均有记载的第一颗新星。
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4）日食和月食
西汉时期的纸地图 （公元前206－公元8年） 1986年甘肃天水放马滩 5号汉墓出土
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2、活字印刷术
宋庆历年间（1041－ 1048），毕升发明活字印 刷术。
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3、火药 唐代道家炼丹家孙思邈（581－682）《丹经》 中第一次提到火药的配方。
4、指 南 针 指南针的制造技术在沈括(1031—1095)的《梦 溪笔谈》中最早得到系统阐述。
《黄帝内经》：中医现存最早的理论著作，是中医 理论体系形成的标志。 战国时期的《黄帝内经》包括《素问》、《灵枢》 以阴阳说和五行说为据，强调人体的有机整体性， 提出了研究人体生理和病理的脏腑学说和经络学 说。
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东末年张仲景《伤寒杂病论》
提出以“八纲”（阴阳、表里、寒热、虚实）辨证 象，以“六经”（太阳、阳明、少阳、太阴、少阴、 厥阴）别病势。 提出了“审因辨证、因证立法、以法系方、遣方用 药”的辨证施治的原则，为中医临床医学奠定基础。 孙 思 邈(miao)：唐代著名医学家。 《千金方》被誉为我国最早的一部临床医学 百科全书。被国外学者推崇为“人类之至宝” 。
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2、有丰富、完整的天象观测记录。 远在四千多年前，尧帝时就设司天官。在天象观测 方面，留下的关于太阳黑子、彗星、流星、新星、 日月五星的记事以及各种星图、星表，内容丰富， 年代连续，其中许多还是世界上最早的记录。 1）太阳黑子 大约在公元前140年前的《淮南子》一书中就有 “日中有踆乌”的记述。 世界上最早的太阳黑子记录，是载于《汉书·五行 志》（公元前28年）三月出现的太阳黑子“汉成帝 河平元年三月乙末，日出黄，有黑气，大如钱，居 日中央”欧洲关于太阳黑子纪事的最早时间是公元 807年8月。
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2 五行说
《尚书·洪范》：宇宙万物由水、 火、木、金、土五种元素组成 3 元气说 公元前4世纪战国中期的宋钘、尹文认为,精气是大千 世界的本原，这种精气结合起来便生成万物。东汉的 王充把元气说发展为“元气自然论”，认为天地间万 物都是由元气自然而然地构成的。
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二、天文学 1、天地模型：盖天说，浑天说，宣夜说。 1）盖天说 天圆如张盖，地方如棋局.（天圆地方） 2）浑天说 “浑天如鸡子。天体圆如弹丸，地如鸡中黄，孤 居于天内，天大而地小。天表里有水，天之包地， 犹壳之裹黄。” 3)宣夜说 天了无质，日月众星，浮于虚空之中.其行其止 皆须气焉.
宋代苏颂 制作的水 运仪象台
水运仪象 台顶端浑 仪模型
水运仪象 台中部浑 象模型
水运仪象 台底部报 时装置模 型
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4、天文历法
1）商代的阴阳历
2）战国的四分历
3）汉代的太初历 4）唐大衍历 5）元代授时历 阴历：在天文学中主要指按月亮的月相周期来安排 的历法。 阳历：在天文学中是以地球绕太阳公转的运动周期 为基础而制定的历法。
第三章 中国古代的科学
一、关于世界本源 二、四大学科：天文、农学、医学、算学 三、四大发明
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一、关于世界本源 1 阴阳说 天气属阳气，地气属阴气。阴阳二气上下对流而生 成万物。
《周易》:阴阳生太极，太极生两仪，两仪生四象， 四象生八卦。
太极:一 两仪:南极、北极。 四象:春、夏、秋、冬。 八卦:天、地、雷、风、水、火、山、泽。
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公元3世纪，刘徽作《九章 算术注》，不仅从理论上 论证了《九章算术》的大 部分算法，而且还创立了 “割圆术”。
公元5世纪，祖冲之父子应用 割圆术继续推进，得到在当时 是世界上最准确的π 值，在世 界上领先了一千多年。
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六、四大发明 1、造 纸 术 公元105年，东汉的蔡伦革新 了造纸技术，制成了一批 “良纸”，人称“蔡侯纸”。
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《神农本草经》 西汉的《神农本草经》是我国现存最早的药物学 专著，收录药物365种，其中植物药252种，动物 药67种，矿物药46种。
《本草纲目》，全书分16部（水、火、土、金石、草、 谷、菜、果、木、服器、虫、鳞、介、禽、兽、人）， 62类，共收药物1892种，附方ll096个，此外还配有 插图1160幅。所收药物有近四分之一为新增。 五、数学 汉代初期数学名著《九章算术》的 出现，标志着我国实用数学体系的 形成，这部书收选了246个数学例 题。
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苏州石刻古天文图。世界上现存较早的宋代大型 石刻科学星图，刻于公元1247年。 6）流星和流星雨 中国人对流星群、流星的记载，早于其它国家。古 书《竹书纪年》中就有关于流星的记录：“夏帝癸 十五年，夜中星陨如雨。”《左传》的记载，鲁庄 公七年“夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如 雨”，是世界上最早的天琴座流星雨记录。