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中国古代的科学创造

来源:网络资源 2009-09-02 20:13:10

[标签:历史]

  中国古代的科学创造

  我们的祖先数千年来,一直主要从事于农业劳动。今天在祖国的领土上,有着广大的肥田沃地,供给我们以衣食,并不是偶然的,而是中国人民数千年来和自然不断搏斗的结果。这场长期的搏斗,包括着收集野飞禽饲养成家畜、收集山野植物栽培成谷物、不断和洪水搏斗等光荣的历史。在这种与自然搏斗的历史中,有许多伟大的优秀的科学家、工程师和发明家,他们光荣地进行创造,为人民累积了许多科学经验,丰富了人民的生活。

  在很早的时候,中国人民便已开始种稻,并逐步地改进培植稻谷的科学方法,至今已有了优秀的选种方法和非常科学的农事经验。中国的蚕丝是中国人民利用自然、改造自然的最伟大的发明之一。中国人民从很早的时候起,便培养了野生的豆类食物,成为我们人民的最有营养价值的食物。我国的蔬菜种类之多,也为全世界之冠。到今天为止,欧美各国的主要食物只有肉类、鱼类、麦类和少数的蔬菜。可是我们的食物种类繁多,为我们的生活增添了无限的内容。在这些农事的发明里,民间传说着许多伟大的名字,如神农、伏羲、嫘祖等神话似的发明家。这些发明家的出现,早在四五千年以前,虽然他们很多只是留下了象征性的名字,也许他们是代表一个氏族,并无足够的正确史料供查考,但是,人民不断怀念着这些光辉的发明和与人民生活密切联系的创造,并不因为历史的模糊不清,而减少了对他们的尊敬和热爱。

  为了保证农业生产的收获,水利工程是我们祖先科学劳动的中心问题。我们的祖先要和洪水搏斗,主要的是和黄河搏斗;并且要大量地建设灌溉工程。为了在广大的地区进行航运,我们的祖先也大规模地建设了运河和漕运的网络。在这些伟大的工程和建设里,更涌现出无数优秀的工程师,累积了丰富的科学经验。在传说中人民所最拥戴的水利工程师是禹。当时黄河要华北各区还没有像今日这样的水道,由昆仑东流的水源,汇成巨大的水量,形成“洪水滔滔,天下沉积”的洪水泛滥的局面,高地和山陵被水分划成一块块的洲陆和岛屿。在这种自然力支配下,我们的祖先以当时较低的生产力。来进行克服水患的治水工作,实在不是容易的事情。传说禹接受了前人鲧治水失败的教训,顺着水性,因势疏导,领导着人民一连工作9年(约在公元前2286~2278年),逐渐约束了水流,在中国历史上第一次确定了黄河出海的河道。禹的治水工作遍及全国,他那忘我的工作热忱,9年中三过家门而不入,表现了为人民服务的优秀民族传统。

  禹的治水工作,初步地克服了严重的水患,为我国民族打下了在这片土地上生息繁殖的基础。但是黄河从上游带着大量的沙粒疾行而下,到了下游,人民都引河水灌田,使河流慢下来,以至入海的出口渐渐淤塞,于是一到水涨,就不时溢出,造成水患。这样的情形,一直到王莽时(公元9~22年),有位长安人张戎科学地指出了水流流速与沙淤的关系。这个科学的结论,成了以后有名的水利工程师王景(汉明帝,公元69年)、贾鲁(金泰定,1315年)、潘季驯(明嘉靖,1565年)、靳辅(清康熙,1677年)等治河的基本原则。他们根据这个原则,创造了“筑堤束水,藉水攻沙”的治水方法。这些在坚决地执行这个原则时,克服了不少伟大的修渠筑堤工程。这些伟大的工程师在施工时,都和参加的人民密切地配合着。潘季驯在工事紧急时,带着背疽和群众一起工作,鼓励着大家,坚定了工作的情绪,使河工转危为安。他们在工作时,还要时时把治河的道理向群众宣传,他们也科学地总结了工作的经验,如贾鲁的同伴欧阳玄写了一本《至正河防记》(1369年),详细而有系统地叙述着治堤、治埽等各种水利工程的内容,为人类第一本有系统的水利工程著作。

  我国既有这样广大的领土,内陆水运是非常重要的事情。4000年来,我们的祖先以辛勤的劳动,在全国范围内,开凿了无数的运河和航道。例如春秋时代吴国的伍员(公元前495年)便以太湖为中心,领导人民,开凿了长江下游三角洲的运河网,一直到今天,在不断地疏浚修补后,仍然在为人民所享用。例如秦始皇时的史禄(9公元前215年),在广西兴安县东面,工凿灵渠沟通了湖南、广西的水路交通。在兴安县附近,地势较高,有湘江和漓江发源在这里,湘江北流,漓江南流,但是并不接头。史禄科学地利用水力,以累级加水闸的办法,开凿灵渠长60里,设36道库,沟通了南北航运。在这样早的年代有这样天才的发明,我们感觉到无比的骄傲。这个渠道,在东汉马援时期、明朝末年等时期,都曾浚修加宽,对南北交通有着突出的贡献。

  我国既有发达的农业,灌溉工程的成就当然也是写不胜写的。我们现在提出一个比较著名的灌溉水利工程来说明我们祖先的伟大。秦惠王时,蜀太守李冰和他的儿子二朗,于四川灌县西南凿了离堆,引水分流内外两江,在分水地点,做了一个全国闻名的都江堰,调节水流。这个工程灌溉了成都附近十几县的田畴,使成都变成了“天府之国”。这个工程在万难中施工,完成之后,科学地总结了调节水流的原则,在石上刻了“深淘滩,低作堰”6个大字。这个科学的结论颇为后人珍视。当地人民非常热爱这两位伟大的工程师,在都江堰立祠纪念,这便是有名的二郎庙。现在每年四月一日开堰时,都要举行隆重的典礼。

  我们的水利工程是服务于农业的,我们的数学发展也是服务于农业的。优秀的中国人民在很早的年代(传说是伏羲氏),便发明和运用了十进制的数字和“九九”延缓法歌诀。这歌诀一直到现在,还在一字不漏地沿用着。在春秋和秦汉之间,为计算田亩的大小、赋税的多寡和粮食的运输管理,创作了有名的《九章算术》(大概在公元40~50年间)和《周髀算经》(公元前100年间)。在这两本书里,总结了这一时代优秀的中国算学家如张苍(公元前200年)、耿寿昌(公元前50年)、许商、杜忠(公元前20~公元30年)等的天才创造。他们已经运用着单分数、多元一次方程式、二元二次方程式、等差级数等代数问题,和圆周率等于3、直角三角形的勾三股四弦五等几何问题。以后天才的数学家赵君卿,用几何证明了正三角形的勾方加股方等于弦方的有名定律。这个定律的证明,在国外最早的是印度人巴斯卡刺·阿刻雅(1150年),比赵君卿晚了1000多年。我国的数学家们的圆周率的算法上,也走在世界的前列。汉刘歆(公元前后)算出来的3.1547;张衡(公元78~139年)得“开方十”;刘徽(公元263年)得;3.14。张衡算出的圆周率,比国外早得很多,以后在印度的名数学家罗门加塔(公元600左右)的著作中和亚拉伯算书(公元800年左右)中见到同一的数值。刘徽的圆周率算法是根据将圆周六等分、十二等分、二十四等分等渐近算法算得的,已包含着“内接多边形极限成圆”的进步观念。我国的圆周率算法,到祖冲之(公元429~500年)达到了高峰。祖冲之得到的圆周率是355/113,这个数值在西洋一直到德国人渥脱(1573年)才被发现。祖冲之的儿子祖恒之也是一位优秀的算学家。他用几何的方法,求得圆球体积和直径的正确关系。我国的先进数学家,在代数上也有着辉煌的贡献。如秦九韶所著《数书几章》(1247年),对于高次方程式之求根法,较西洋鲁飞尼(1804年)及和涅(1819年)的同一发明,早了500多年。朱世杰所著《四元玉鉴》(1303年)关于多元式的理论,及《算学启蒙》(1299年)关于级数论等理论,都是非常卓越的科学贡献。这些算学问题的提出和获得解答,都密切连系着筑堤、作坝、造桥、建筑等重要的实际问题。

  我们的祖先为了要保证农事的如期进行,对于历法也非常重视。为了要推算正确的历法,便需详密的星象观测和天文史的记载。我们的历史上有着无数优秀的天文家和历法家,有着无数的发现和观测术的创造。我们祖先的天文历法,一直领先于西洋各国,到16世纪前后哥白尼发明了行星绕日,伽利略发明了望远镜才渐渐落后。但是我们的祖先为人类留下了丰富的科学观测记录,如哈雷彗星之记录,世界最早的是春秋重文公14年(公元前611年)7月《左传》所载的彗星。此后自秦始皇7年起一直到清宣统2年共29次(每76年多出现一次),每次都有翔实的记载。这个彗星在西洋是哈雷在1682年才发现的。又如日斑的记录,也极详尽,自汉成帝起已有1900多年的记载。这睦记载对于日斑的科学研究,有着非常重要的价值。而在西洋,到17世纪应用望远镜后,才发现这个现象。其他如流星、客星等记录,在人类的天文知识上,也是最丰富和最可靠的记录。

  我们的祖先在机械制造方面,也有着非常出色的表现。世界上第一辆车的出现,是在我们所热爱的祖国的土地上。传说禹时奚仲作马车,这是4000年以前的事。诸葛亮在公元231年,为了克服山地小路运粮的困难,而创造了木牛流马,据说就是现在常见的独轮车,俗称江州车子。四川有江州县大概当明诸葛亮在那里制造了这些车子。这些创造远在西洋之先,为我国人民解除了不少辛劳和苦役。我们的造船工程在历史上也有着光辉的成绩。最著名的,如隋代杨素制造的五牙大舰,有五层楼,高30余米,可以容纳800余人。明朝的郑和,通使西洋(公元1405年),一共造了62艘大船的舰队。每舰长147米,宽60米,容将士4000多人。郑和的使节一直远越印度洋,直抵东非海岸。这些伟大的航海事迹,比哥伦布的时代还早80~90年。

  我们的祖先很早便发明了纺织机械。缫车和机杼的创造,大概和蚕业发展同时,最少也有4000年了。以后在不断的改进下,纺织机械便一年比一年进步和复杂。到公元1300年左右,中国的纺织工业已是世界无比。在明末清初的时候,中国的纺织品还是欧洲的主要商品。在这里,我们必需提起一位优秀的女工程师——汉昭帝时(公元前86~公元74年)钜鹿人陈宝光的妻子,她创造了一架织花绫的提花机,一机用120条线,60天便可以织成一匹。这种提花机便是以后许多布机的张本。

  我们的祖先在兵工上也有伟大的贡献,大概在12世纪左右发明了火药。金哀宗时,用装放火药的枪,击溃了元兵;又金元在开封交战时,双方都用了火炮;此后在明洪武年间(1368~1398年),元驸马铁木儿王撒马儿罕在西域一带利用火炮,强盛了一些时候。有些欧洲人在他部下当兵,带了火器回去,才传到了欧洲。

  我们的祖先为人类发明了燃料。我们在4000年前便懂得用炭,相传是祝融发明的。前汉书地理志内提到了用煤的事情,那是在公元前200年左右。同时期在现在的陕北延长和甘肃酒泉一带,也发现了可燃的石油。而煤在欧洲的引用,是12世纪以后的事,大概是马可·波罗带回去的知识。天然煤气也是我们在四川叙府首先发现的(秦始皇时代),当时不知道怎样用它,才可以不发生爆炸的危险。以后在宋人的笔记上,才有用竹管接出煮盐的说法,克服了爆炸的困难。而用天然煤气为燃料的时期,大概在12世纪以前,这和俄国人在巴库地方发现圣火在同一时代,比英国在1668年才开始用以供点灯之用,又早几个世纪了。

  我国一直有着丰富的文化典籍,来记载这个伟大民族的成长和发展的历史。在很早的时候,多用竹简,以后用锦帛,但是锦太贵,简太重,终究不是传递文化的最好媒介。一直到东汉蔡伦(公元105年)才克服这种困难,设计用树皮、麻头、破布及鱼网做浆成纸。但是这样传递文化还要互相抄录,并不能普及推广。在隋代(公元593年间),我们的祖先发明了雕版印刷的技术。这种技术开始通行后,到宋代便改进得非常精美了。大约在宋仁宗时代(1041~1048年间),天才的毕升发明了活字版印刷。那时用胶泥字或瓦字;以后改用铅字、锡字,元朝王祯开始用木字;明朝弘治年间及清朝康熙年间更用铜字。那时(1662~1721年),制字排版的方法,已很完美。我们祖先这些天才的发明和创造,都远在世界各国之先。如他国有纸的时期,大约波斯在公元793年,埃及在公元900年,法国在1189年,意大利在1276年,从这些年代和地域的发展来判断,纸是从东方中国传到世界各国的事实,大概是不会错的。西洋的印刷术,亦远在中国的后面,大概西详初有木版书的时期是1418~1440年,和我们差了300~400年,西洋有活字版,是在1763年,又比我们晚了700年。

  我们祖国有着丰富的历史遗产,有着光辉无比的科学创造。这些史实,不是几千字所能写得尽、说得完的。就所说的这一些,已足以证明历史上中国的光辉伟大。“中国人民在几千年中经常居于世界文化的前列,只是在近100多年间才落于欧洲人之后。”造成这种落后的原因,不外是资本主义和帝国主义国家对中国的侵略和残酷的压迫,以及反动统治阶级的腐朽无知和助纣为虐。今天,我们已经解放了自己,伟大的中国劳动人民掌握了马克思列宁主义,迅速地了解了自己的力量和智慧。我们骄傲地继承着这笔光辉的遗产。我们热爱着这个有5000年历史的伟大祖国。我们将永远在这片土地上无休止地劳动,不断地创造,来丰富我们光明的前途。

 

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