中國科學技術史
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中國科學技術史,是一套以科學發展為主軸的中國史。中國科學史可與中國思想史結合在一起,相輔相成,是世界科學文化史的重要組成部分。中國科學萌芽於先秦時期,受到當時的哲學家中注重邏輯思辯、認識論及幾何學研究的墨家,以及重視辯論的名家所啟蒙。漢代造紙術的普及提供了條件,使前人的科學思想知識及辯證,通過紙張保存了下來,後人得以前人的科學著作為藍本作改良,或通過辯證後推翻,形成一套經驗主義科學傳統。至隋唐及宋朝時,中國的科學曾長時期高據世界領先地位。然而由於近代歷史原因,許多古中國科學著作或失傳或流失海外,均不利於中國科學史的發掘整理。科學著作的失傳及流失,甚至令後世史家曾一度認為中國沒有科學。
現時可考證到的古中國科學著作,以及相關的古代著作數量龐大,涵蓋科學數個主要分支:數學、醫學、自然科學、建築及工程學,又有其他次分支,包括農學、航海學、心理學、地圖學及物候學等多個學科內容。系統化地記載了當時的科學知識及技術的發現及發明,包括了算術、草藥應用、活字印刷、建築及鑄造術、機械構造法、觀星導航術及地圖製作。其中較為著名的中國科學著作有劉徽的數學著作《海島算經》,記載了四次重差觀測術的發明,領先世界一千餘年;南北朝數學家祖沖之著有的《綴術》,準確估算圓周率,該書後來東傳至朝鮮、日本;唐代王孝通的《緝古算經》;金朝數學家李冶的《測圓海鏡》;元代數學家朱世傑的《四元玉鑒》;明代數學家王文素的《算學寶鑑》;數學家程大位的珠算理論著作《直指算法統宗》;數學家李之藻的《同文算指》;數學家朱載堉著有的《律呂精義》,發明了十二平均律。
醫學方面有張仲景的醫學臨床著作《傷寒雜病論》;隋朝醫學家巢元方的外科手術著作《諸病源候論》;明朝醫藥學家李時珍的《本草綱目》;明代醫學家吳有性的溫病學派著作《瘟疫論》,為中國最早有關傳染病研究的著作。另外有明代茅元儀的軍事書籍《武備志》,記載有當時的兵器發明;明代學者屠本畯又著成中國現存最早的海洋生物專著《閩中海錯疏》;清代數學家李善蘭發明了對數微積分,並在組合恆等式方面提出李善蘭恆等式,發表了《考數根法》,是質數論方面最早的著作。隋朝時又興博物學,出現為數不少的地方志(或稱圖志、圖經)。著有《諸郡物產土俗記》、《區宇圖志》與《諸州圖經集》,風俗物產圖《物產土俗記》及《區宇圖志》,開中國編撰一統志之先河。朗蔚之采各地所上圖經,纂成《隋諸州圖經集》二百卷。裴矩寫成《西域圖記》,記載自敦煌通中亞諸國直至地中海的三條絲路。
中國科學及數學的傳統造就了農業、紡織及手工業、鑄造工業、商業及兵器的技術發展,並衍生出各種發明品。其中北宋沈括在《夢溪筆談》中記載了指南針的製造方法,此外他還發現了真北的概念,改進了天文觀測用的日規、渾天儀、瞄準管和水鐘以及描述了如何使用乾船塢來修理船隻;設計出了一套地形學理論,以及區域氣候隨時間漸變的理論;沈括的同期的科學家蘇頌創製了星圖的天球圖集,寫過跟植物學、動物學、礦物學及冶金學相關的製藥專著,及於1088年在開封市建過一座大型天文鐘樓。為操作最高處的渾天儀,他的鐘樓配備了擒縱器裝置,這裝置世界已知最古老的環狀動力傳輸的鏈傳輸裝置。兵器方面有十四世紀末發明的熱兵器「神火飛鴉」;十六世紀中葉發明的火箭「火龍出水」;1580年軍事家戚繼光發明的地雷「自犯鋼輪火」。周代發明的籌算,促成了印度阿拉伯的數字體系,而中國的造紙、紡織等技術在751年的怛羅斯戰役之後傳入阿拉伯帝國,之後在十二世紀傳入西班牙,到十三世紀傳入義大利,到十四世紀初葉傳遍整個歐洲。有關中國古代科學研究的證據,可見於漢代大司農耿壽昌發明的渾象;唐代天文學家僧一行對子午線長度的測量;明代數學家朱載堉發明的累黍定尺法,精確計算出北京的地理位置及地磁偏角,又計算出回歸年長度和水銀的比重,均是著名的經驗主義科學研究例子。晉代醫學家葛洪《抱朴子‧博喻》曰:「學而不思, 則疑閡實繁;講而不精,則長惑喪功。」,道出了古代中國學者對辯證及實驗重要性的認知。
至近代,中國科學漸見沒落,經歷了一段再啟蒙時期,歐洲列強的科學傳統及成果傳到中國。在清末的洋務運動主張「中體西用」。以中國傳統的思想、文化及制度為基礎,引進西方先進的科學技術,是為「中學為體,西學為用」。洋務運動的擁護者馮桂芬主張接受歐美思想為主的學術,提出「以中國之倫常名教為原本,輔以諸國富強之術」的主張。至廿一世紀,隨著現代中國工業的快速發展和經濟的迅速增長,中國科學才見起色。