中国古代科技成就

中国古代科技成就李约瑟（1900-1995）,英国人，以生物化学研究而著称，在国际生化界享有盛誉,英国皇家学会会员，被誉为“20世纪的伟大学者”、“百科全书式的人物”。

1936年英国剑桥大学生物化学实验室三位年轻的中国学生鲁桂珍、王应睐和沈诗章来攻读博士学位。

这些成绩优异、聪明机智的中国学生使他发现中国人不象某些西方人所说的属于“不开发人”之列。

李约瑟开始对中国产生浓厚兴趣，从37岁起决定学习中文，转而研究中国古代科学、技术与医学，从此一发而不可收.1954年，李约瑟出版了《中国科学技术史》第一卷，轰动西方汉学界。

他在这部计有三十四分册的系列巨著中，以浩瀚的史料、确凿的证据向世界表明：“中国文明在科学技术史上曾起过从来没有被认识到的巨大作用”，“在现代科学技术登场前十多个世纪，中国在科技和知识方面的积累远胜于西方”。

中国古代数学成就二进制思想的开创国《易经》是我国伏羲、周文王等当政者积累观天测算经验而成的关于天象气象和人变易的经典，系统准确地表达了二进制数据这一观念。

“《易》有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦定吉凶，吉凶生大业。

”我们看到，阴和阳分别由两个不同的符号代表。

“-”代表阳，称为阳爻，“- -”代表阴，称为阴爻。

无论是四象还是八卦，都不过是这两个符号以不同的方式排列而成的。

如果我们用“１”代表阳，用“０”来代表阴，四象（太阳、少阴、少阳、太阴）可以分别以11、01、10、00来表示；而八卦（乾、兑、离、震、巽、坎、艮、坤）则分别可以由111、011、101、001、110、010、100、000来表示。

同样道理，我们可以用“０”和“１”来表示六十四卦中的任何一卦，如用000111表示“泰”，用001111来表示“大壮”。

其实，以０和１排成六个位的“位组”，一共可以排出1625702400个卦象来，六十四卦的卦象只是其中极少一部分。

从八卦到六十四卦，就是二进制三位到六位表达，上世纪八十年代还有四位计算机，可以说，周文王的六十四卦在表达能力上已经高于四位计算机。

阴爻和阳爻是一种进行特殊计算的“数字”，而且是一种二进制数字，与现代电子计算机所使用的数据位（比特）没有实质的差异。

德国数学家、哲学家莱布尼茨正是受到《易经》的启发而发明了使用二进制数字的手摇式计算机。

阴阳明确区分,互含互转,天地人合一.十进制的使用卜辞》中记载说，商代的人们已经学会用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万这13个单字记十万以内的任何数字，当时最大的数字是三万。

我国是最早使用十进位位值制记数法,包括十进位和位值制两条原则，"十进"即满十进一；"位值"就是一个数码表示什么数，要看它所在的位置而定。

就使极为困难的整数表示和演算变得如此简便易行，我们的口语或文字表达的数字也遵守这一原则，比如一百二十七。

古美洲玛雅人虽然懂得位值制，但用的是20进位；古巴比伦人也知道位值制，但用的是60进位。

20进位至少需要19个数码，60进位则需要59个数码，这就使记数和运算变得十分繁复，远不如只用9个数码便可表示任意自然数的十进位制来得简捷方便。

在文明古国巴比伦使用的是60进位制十进制是中国人民的一项杰出创造，在世界数学史上有重要意义。

著名的英国科学史学家李约瑟教授曾对中国商代记数法予以很高的评价，"如果没有这种十进制，就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界了"，李约瑟说"总的说来，商代的数字系统比同一时代的古巴比伦和古埃及更为先进更为科学。

"算筹根据史书的记载和考古材料的发现，古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为１３--１４ｃｍ，径粗０．２～０．３ｃｍ，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，大约二百七十几枚为一束，放在一个布袋里，系在腰部随身携带。

需要记数和计算的时候，就把它们取出来，放在桌上、炕上或地上都能摆弄。

别看这些都是一根根不起眼的小棍子，在中国数学史上它们却是立有大功的。

在算筹计数法中，以纵横两种排列方式来表示单位数目的，其中1-5均分别以纵横方式排列相应数目的算筹来表示，6-9则以上面的算筹再加下面相应的算筹来表示。

表示多位数时，个位用纵式，十位用横式，百位用纵式，千位用横式，以此类推，遇零则置空。

这种计数法遵循十进位制。

但据史料推测，算筹最晚出现在春秋晚期战国初年,一直到算盘发明推广之前都是中国最重要的计算工具。

算盘关于算盘的来历，最早可以追溯到公元前600年，随着算盘的使用，人们总结出许多计算口诀，使计算的速度更快了。

这种用算盘计算的方法，叫珠算。

到了明代，珠算不但能进行加减乘除的运算，还能计算土地面积和各种形状东西的大小。

由于算盘制作简单，价格便宜，珠算口诀便于记忆，运算又简便，所以在中国被普遍使用，并且陆续流传到了日本、朝鲜、美国和东南亚等国家和地区。

现在，已经进入了电子计算机时代，但是古老的算盘仍然发挥着重要的作用。

在中国，各行各业都有一批打算盘的高手。

使用算盘和珠算，除了运算方便以外，还有锻炼思维能力的作用，因为打算盘需要脑、眼、手的密切配合，是锻炼大脑的一种好方法。

分数和小数的最早运用在我国古代，西汉时期《九章算术》中就有了系统的分数运算方法，这比欧洲大约早1400年。

从后来刘徽所作的《九章算术注》可以知道，在《九章算术》中，讲到约分、合分（分数加法）、减分（分数减法）、乘分（分数乘法）、除分（分数除法）的法则，与我们现在的分数运算法则完全相同。

另外，还记载了课分（比较分数大小）、平分（求分数的平均值）等关于分数的知识，是世界上最早的系统叙述分数的著作。

分数运算，大约在15世纪才在欧洲流行。

刘徽在《九章算术注》中介绍，开方不尽时用十进分数（徽数，即小数）去逼近，首先提出了关于十进小数的概念.而西方的斯台汶直到1585年才有十进小数的概念，且他的表示方法远不如中国先进，九九表的使用作为启蒙教材，我们都背过九九乘法表：一一得一、一二得二……九九八十一。

而古代是从"九九八十一"开始，因此称"九九表"。

九九表的使用，对于完成乘法是大有帮助的。

齐恒公纳贤的故事说明，到公元前7世纪时，九九歌诀已不希罕。

也许有人认为这种成绩不值一提。

但在古代埃及作乘法却要用倍乘的方式呢。

举个例子。

如算23×13，就需要从23开始，加倍得到23×2，23×4，23×8，然后注意到13＝1＋4＋8，于是23＋23×4＋23×8加起来的结果就是23×13。

从比较中不难看出使用九九表的优越性了。

此前在湘西里耶古城出土的一枚秦简上也发现了距今２２００多年的乘法口诀表，并被考证为中国现今发现的最早的乘法口诀表实物。

除了里耶秦简外，与张家界古人堤遗址发现的这枚简牍样式基本一致的"九九乘法表"还曾在楼兰文书中见到过，那是写在两张残纸上的九九乘法表，为瑞典探险家斯文赫定在上个世纪初期发掘。

负数的使用在《九章算术》中，除了引进正负数的概念外，还完整地记载了正负数的运算法则，在国外，负数出现得很晚，直至公元1150年（比《九章算术》成书晚l千多年）解高次方程的霍纳法是法国数学家霍纳（W.G. Horner，1786-1837）于1819年建立的，但是宋代数学家秦九韶在1247年提出的方法实际上与霍纳法一致，却早于霍纳572年。

天文学我国古代天文学从原始社会就开始萌芽了。

公元前24世纪的帝尧时代，就设立了专职的天文官，专门从事"观象授时"。

又因为古代占星家以奇异天象来预卜灾难，如水旱天灾、地震、兵乱、篡权等等，因此历代王朝都十分重视天文之观测、记录，设官署专司其职，早在仰韶文化时期，人们就描绘了光芒四射的太阳形象，进而对太阳上的变化也屡有记载，描绘出太阳边缘有大小如同弹丸、成倾斜形状的太阳黑子。

在我国河南安阳出土的殷墟甲骨文中，已有丰富的天文象现的记载。

这表明远在公元前14世纪时，我们祖先的天文学已很发达了。

举世公认，我国有世界上最早最完整的天象记载。

我国是欧洲文艺复兴以前天文现象最精确的观测者和记录的最好保存者。

西方关于幻日现象（大气上层冰结昌体所形成的虚幻的日光、日晕和弧光）是在公元17世纪发现的，而中国的天文学家整整1000之前就已经观察到这种复杂现象，并对每一个组成部分加以描述，给予定名。

当西方人争论谁在1615年左右最先发现太阳黑子时，中国早在公元前约140年成书的《淮南子》中说：“日中有乌。

”公元前165年的一次记载中说：“日中有王字。

” 战国时期的一次记录描述为“日中有立人之像”。

更早的观察和记录，可以上溯到甲骨文字中有关太阳黑子的记载，离现在已有3000多年。

从公元前28年到明代末年的1600多年当中，我国共有100多次翔实可靠的太阳黑子记录，这些记录不仅有确切日期，而且对黑子的形状、大小、位置乃至分裂、变化等，也都有很详细和认真的描述。

公元前1400年至公元1600年间，中国有90项超新星记录，其中1054超新星是近代射电天文学家感兴趣的蟹状星云的残迹，而西方过去对此闻所未闻。

世界天文史学界公认，我国对哈雷彗星观测记录久远、详尽，无哪个国家可比。

我国公元前240年的彗星记载，被认为是世界上最早的哈雷彗星记录从那时起到1986年，哈雷彗星共回归了30次，我国都有记录。

早在2000多年前的先秦时期，我们的祖先就已经对各种形态的彗星进行了认真的观测，不仅画出了三尾彗、四尾彗，还似乎窥视到今天用大望远镜也很难见到的彗核，这足以说明中国古代的天象观测是何等的精细入微。

我国已故著名天文学家张钰哲在晚年考证了《淮南子·兵略训》中"武王伐纣，东面而迎岁，……彗星出而授殷人其柄"这段文字，认为当时出现的这颗彗星也是哈雷彗星。

他计算了近四千年哈雷彗星的轨道，并从其他相互印证的史料中肯定了武五伐纣的确切年代应为公元前1056年，这样又把我国哈雷彗星的最早记录的年代往前推了800多年。

我国古代在创制天文仪器方面，也做出了杰出的贡献，创造性地设计和制造了许多种精巧的观察和测量仪器。

我国最古老、最简单的天文仪器是土圭，也叫圭表。

它是用来度量日影长短的，它最初是从什么时候开始有的，已无从考证。

此外，西汉的落下闳改制了浑仪，这种我国古代测量天体位置的主要仪器，几乎历代都有改进。

东汉的张衡创制了世界上第一架利用水利作为动力的浑象。

元代的郭守敬先后创制和改进了10多种天文仪器，如简仪、高表、仰仪等。

医学中国古代的四大发明是众所周知的。

造纸术发明于汉代，火药、指南针、活字印刷术发明于宋元时期，其对人类文明和社会发展所起的重大推动作用，已为全世界所公认。