科学技术史第四讲

早期的浑天仪
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天文学——仪器制作
北京古观象台,当中位于中间的是建 于明正统七年的浑天仪。
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天文学——仪器制作
宋代著名科学家苏颂主持创制的水 运仪象台是十一世纪末我国杰出 的天文仪器，集观测、计时和表 演功能于一身。国际上对水运仪 象台的设计给予了高度的评价。 它还被认为是钟表的祖先。
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证明。”“在3—13世纪，中国保持 一个让西方人望尘莫及的科学知识水
平。”
-李约瑟
第一节 鸦片战争前的中国 领先的制度
• 西周的分封 制度建立了 封建社会的 基本形态
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领先的制度
• 唐朝开创的科举制 度。当年唐太宗见 应试举子从考场中 鱼贯而出,喜道:天 下英雄,入我彀中矣!
科学技术史第四讲：古代中国的科技文明
电子科技大学
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——汉董仲舒《春秋繁露·必仁且智》
受命之君，天意之所予也。故号为天子者，宜视天为父，事天以孝道也； 号为诸侯者，宜谨视所候奉之天子也；号为大夫者，宜厚其忠信，敦其礼义， 使善大于匹夫之义，足以化也；士者，事也，民者、瞑也；士不及化，可使守 事从上而已。„„是故事各顺于名，名各顺于天，天人之际，合而为一 ——汉董仲舒《春秋繁露·必仁且智》
发达的文化
• 汉乐府诗词
• 古典四大名 著三国演义
“在唐初诸帝时代，中国的温文有礼、文化腾 达和威力远被，同西方世界的腐败、混乱和分 裂成为鲜明对照”。 -韦尔斯《世界史纲》
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历史年表
夏朝（约前2100－前1700） 商朝（约前1700－前1100）
周朝（约前1100－前256），孔子（前551－前479）
-很多书籍将这2000多年的历史称为漫长的黑夜。黑夜代表封建社会中人类理性 的蒙昧，但却不能遮挡文明的灿烂。
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古代中国的文明特征
2.灿烂的中华文明
-器物精巧
-制度领先
-文化发达
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精巧的器物
• 《天工开物》是世界 上第一部关于农业和 手工业生产的综合性 著作
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大一统技术：天文学
皇家的需要，农业社会的需要。不以宇宙理论见长，而以积累观测为主。 皇家垄断天学，禁止民间私习。 阴阳合历：日、气、朔三要素。公元前4世纪，已测出太阳年为365.25天（四分历）
对日食和月食详细的记载，从汉初到1785年，日食925次，月食574次
异常天象的记录，如太阳黑子（前28年）、极光、彗星（前613年－1621年包括哈雷彗星）、 新星、超新星（前352－1604共75次） 杰出的天学家：张衡（38－139）、祖冲之（429－500）、一行（683－727）、郭守敬 （1231－1316）
目录
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古代中国科学技术的思想背景
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古代中国自然、时空观
古代中国的科学技术 近代中国科学技术落后的原因
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古代中国的文明特征
1.漫长的封建社会
-从公元前221年到公元1912年清帝退位，中国的封建社会延续了2000多年。
-如果按照西方部分史学家的观点，夏商时期中国已经形成了封建社会的分封制 度和等级制度。
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精巧的器物
• 新疆出土的唐 俑，水平之高 令人叹为观止
• 唐代雕刻的反 阳凸字印刷模 板
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精巧的器物
• 景德镇窑青 花萧何追韩 信图梅瓶
“中国古代的发明和发现往往是 超过同时代的欧洲，特别是15世纪以 前更是如此，这可以毫不费力地加以
• 郭守敬发明的简仪， 这是当时最先进的 天文观测仪器。
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天人感应
周朝贵族对周之所以能够取代商这 一理论问题的思考，导致了中国 传统天命观的变革。
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从天人感应到天人合一
凡灾异之本，尽生于国家之失。国家之失乃始萌芽，而天出灾害以谴告之； 谴告之，而不知变，乃见怪异以惊骇之；惊骇之，尚不知畏恐，其殃咎乃至。 以此见天意之仁，而不欲陷人也
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天文学——异常天象观测
《后汉书》记录2000年前爆发的超 新星合成图
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天文学——异常天象观测
马王堆出土的29幅彗星图表明当时 对彗星的观测已非常细致，不仅 注意到彗头、彗核和彗尾，而且 还知道彗头和彗尾有不同的类型 。
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天文学——仪器制作
‐ 消极：在天人合一观长期影响下，中国人把自己视为大自然的一部分，无法客观的观察
大自然、把大自然作为独立的客体来研究，阻碍了自然科学的发展。
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时空问题
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时间流逝与空间三维
‐ 管子《宙合》：“古往今来曰宙，四方上下曰合”

抽象时间与具体时刻 -墨子《墨经》：“久，古今旦暮”、“宇，东西家南北”。
中国古代的自然观
未曾断裂的文明传承：在人类社会发展过程中，先后出现了几个著名的古代文明， 这些文明是现代文明的先驱。而这些曾经让人们无限憧憬的古代文明，时至今日， 或者曾经发生断裂，或者已经湮没，踪迹难寻，唯独中华文明，绵延五千年，从未 断裂。这是人类文明史上的奇迹。
认识古代中国科学要从自然观开始：要了解中国古代科技文明，首先应对中国古人 的自然观有所了解。这里所说的自然观，是指古人对人与自然关系的认识、对宇宙 起源演变的认识以及对时空问题的认识。
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天人相分
天行有常，不为尧存，不为桀亡。应之以治则吉，应之 以乱则凶。强本而节用，则天不能贫；养备而动时，则天 不能病；修道而不贰，则天不能祸。故水旱不能使之饥， 寒暑不能使之疾，祆怪不能使之凶。本荒而用侈，则天不 能使之富；养略而动罕，则天不能使之全；倍道而妄行， 则天不能使之吉。故水旱未至而饥，寒暑未薄而疾，祆怪 未至而凶 ——荀子《天论》
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思考：天人合一的观念为什么会成为中国封建时代的主流自然观？它对科 学技术的发展会产生什么影响？
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天人合一与自然科学

积极影响与消极影响
‐ 积极：因为异常自然现象的出现是天心、天意的表达，这就要求人们认真地观察这些自
然现象，比如观察天象的变化，以准确领悟天意，这无形中促进了一些自然科学如天文 学的发展。
秦朝（前221－前206） 汉朝（前206－后220） 晋朝（265－420） 隋朝（581－618） 唐朝（618－907） 宋朝（960－1279） 元朝（1206－1368） 明朝（1368－1644） 清朝（1616－1911）
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中国文化的一般特征
相对封闭的地理环境 以血缘关系而非地缘关系组结而成的文化团体，亲情高于契约 以农业经济为主体，稳定压倒一切 大一统专制政治体制，单一，崇尚权威 作为政府官员的知识分子，科举制度 特殊的知识体系（经史子集）
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勾股定理的证明一（原本）
叔本华叹说：这哪里是证 明，分明是捕鼠器。
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对称与和谐的证明
勾股各自乘，并之为弦实。开方除之，既弦。 按弦图又可以勾、股相乘为朱实二，倍之为 朱实四，以勾股之差自相乘为中黄实。加差 实一亦成弦实。
——赵爽（公元3世纪初年人）《周髀算经》 注
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李约瑟提出的世纪之谜
李约瑟难题 既然中国古代科学技术成就非常伟大,但是中国的古代文明为什么没有发 展出现代科学技术？（李约瑟）
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目录
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古代中国科学技术的思想背景 古代中国自然、时空观 古代中国的科学技术
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近代中国科学技术落后的原因
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天人感应
未曾断裂的文明传承：在人类社会发展过程中，先后出现了几个著名的古代文明， 这些文明是现代文明的先驱。而这些曾经让人们无限憧憬的古代文明，时至今日， 或者曾经发生断裂，或者已经湮没，踪迹难寻，唯独中华文明，绵延五千年，从未 断裂。这是人类文明史上的奇迹。
认识古代中国科学要从自然观开始：要了解中国古代科技文明，首先应对中国古人 的自然观有所了解。这里所说的自然观，是指古人对人与自然关系的认识、对宇宙 起源演变的认识以及对时空问题的认识。
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什么是科学
科学一：近代数理实验科学 科学二：希腊理性科学 科学三：博物学（Natural History）
科学四：技术文明
李约瑟（Joseph Needham, 1900-1995）的大著《中国的科学与文明》（Science and Civilisation in China） “中国科学史” 的“科学”即取上述“科学三”和“科学四”两种定义，即同时包含了博物 学与技术工艺等
这段话反映出了中国与西方在空间 取向性上什么关键的区别？？？
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课后思考问题
1.中国的古人对时空性质有过什么样的探讨？. 应如何看待他们对时空关系的探索 ？
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古代中国科学技术的思想背景 古代中国自然、时空观 古代中国的科学技术 近代中国科学技术落后的原因
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领先的制度
• 唐律疏义,东亚最早 的成文法之一,是中 国历史上保存至今 的最具影响力的封 建法典
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发达的文化
• 百家争鸣这个时期的 文化思想，奠定了整 个封建时代文化、法 律的基础，对中国和 东亚地区的古代文化、 法律有着非常深刻的 影响。
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• 中国人的形象思维可 谓无民族可出其右。 形象思维是古代中国 技术发达兴盛的一个 重要原因
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从发达走向衰落
在欧洲黑暗年代，中国正进入盛唐时期并在宋朝达到中国科技的高峰 明清两朝，闭关锁国，传统固有的科技缓慢发展，近乎停滞。宋代的数学文献有的 到了明代已无人能懂。
明末以来的西学引进基本无效，以致从19世纪中叶开始全面落后

时间的“有限性”
‐ 黄贤《天文》：“不睹日月之光，不测躔度之流，不察四时之成，是无日月也，无躔度
也，无四时也”
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时空问题

空间“无限性”
‐ 管子《宙合》：“宙合之意，上通于天之上，下泉于地之下，外出于四海之外，合络天
地，以为一裹。散之至于无间，„„是大之无外，小之无内，故曰有橐天地。”

时空存在客观性
‐ 庄子《庚桑楚》：“出无本，如无窍；有实而无乎处，有长而无乎本剽。有所出而无窍
者，有实，有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，宙也。”
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时空问题

时间流逝连续性
‐ 孔子《论语》：“逝者如斯夫，不舍昼夜”

时间的“无限性” -庄子《齐物论》：“有始也者，有未始有有始也者，有未始有夫未始有有始也者。”

佛教的空间无限概念
‐ 《隋书· 经籍志》：“佛道天地之外，四维上下，更有天地，亦无终极。然皆有成有败
，一成一败谓之一劫。自有此天地已前，则有无量劫矣。”
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时空问题

空间取向性问题
泰西谓地上下四旁，皆生齿所居。此言尤为不经。盖地之四面，皆有边际，处于边 际者，则东极之人与西极相望，如另一天地，然皆立在地上。若使旁行侧立，已难驻足， 何况倒转脚底，顶对地心，焉能立而不堕乎？
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天文学——恒星观测
《甘石星表》和《全天星图》反映 出了中国古代恒星观测的发达
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天文学——异常天象观测
“成帝河平元年三月乙未，日出黄有黑气，大如钱，居日中央” ——《汉书·五行志》
“十月癸亥，一客星出于南门，其大如斗笠，鲜艳缤纷，后渐衰萎，于次年六月没。” ——《后汉书·天文志》 后汉书这段文字记录了发生于2000 年前的超新星爆发事件，如今科 学家为这个超新星编号为RCW 86 ，距离地球大约8000光年。
连续而非断裂的人神关系
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中国科学的一般特征
1、实用、功利。 ——所有的知识或服务于大一统王朝的需要，或服务于人民日常生活的需要。
2、宜物。 ——具体问题具体分析。灵活、机智。见机行事，与时俱进。
3、有机自然观。 ——整体思维、辩证思维
4、士大夫阶层与技工阶层相隔绝 ——精英知识与实用知识从未结合，文人墨客喜吟诗作赋，好琴棋书画，对工匠技艺不 屑一顾