中国科技发展历程

中国是四大文明古国之一，我们的科技发展与西方一样，也基本经历了古代、近代和现代三大阶段。

一、中国古代的科技发展

中国古代科学技术在世界科技发展史上有重要的历史地位。它的发展从远古时代开始原始积累，春秋战国奠定基础，两汉、宋元达到两次高潮，中经魏普南北朝的充实提高和隋唐五代的持续发展，至明万历以后虽比同时期的西方已经大为落后，但仍有缓慢进展，也出现了一系列集大成的著作，传统科学思想从高峰走向总结

中国古代社会从五帝、夏、商、周直至清末，近4000年的时间一直绵延不断，既不曾发生过像罗马帝国那样中断无继的历史悲剧，也不曾经历西欧中世纪的黑暗时代，这就使中国古代科学技术的发展得以世代相传、连续积累，并在这个基础上走向自己的巅峰。

世界著名科学史学家李约瑟撰著的多卷本《中国科学技术史》，花费了近五十年心血，通过丰富的史料、深入的分析和大量的东西方比较研究，全面系统地论述了中国古代科学技术的辉煌成就及其对世界文明的伟大贡献，内容涉及哲学、历史、科学思想、数、理、化、天、地、生、农、医及工程技术等诸多领域。

李约瑟把中国古代各个时期的重要科技成就作为纵线，世纪年代作为横线，制作了一幅科技发展的示意图，它清楚地表明：无论是以前4000年，还是近500年来，中国科学技术“事实上一点儿没有退步”;而是“一直在稳缓地前进”。他在《中国与西方的科学与社会》一文中还指出：“我常喜欢用一种相对来说缓缓上升的曲线来说明中国的演变，显然这曲线比欧洲同一时期，譬如说公元2世纪至15世纪的演变过程的曲线上升得高，有时高得多。”

我国四川大学周仲壁与四川科学技术出版社的周孟璞两位先生在《中国近代科技落后原因初探》一文中也以中国的自然科学大事、西欧的自然科学大事和著名科学家的人数作为纵坐标。世纪年代为横坐标，制作了三条增长曲线，中国的那条曲线同样显示出我国古代科学技术的发展是缓慢而连续的。在4000年漫长的历史长河中，春秋战国、两汉（尤其是东汉）与宋元（尤其是北宋）时期，中国古代科学技术的发展基于政治、经济、文化、社会等方面的内外因素又都显示出阶段性的高潮。

（一）春秋战国时期

春秋战国时期可以说是我国古代科学技术的全面奠基时期，也是第一次大发展时代，由于新兴封建制度优于奴隶制度，其成就不仅赶上而且超过了早期科学技术最发达的古希腊。

春秋未期出现了块炼铁渗碳钢，战国时期又出现了白口铁处理技术，这些冶铁技术的发明，是一个突出的标志，正是它大大促进了农业和手工业的发展。在农业方面形成了以精耕细作为主要内容的中国传统农业，战国末年写成的《吕氏春秋》，其中的《上农》、《任地》、《辩土》、《审时》等篇称得上是农业科技的论文开端。以都江堰、郑国渠两个大型灌溉工程的兴建为标志，展现出为农服务水利工程设施的空前发展。

《考工记》中生产工具、乐器、建筑，交通运输、皮革制造、染色、玉器等36项专门实用工艺技术的记述，显示了这一时期手工业内部的细密化及其技术的规范化与科学化程度已达到相当高的水平。它记载了大量实用力学知识，是我国古代第一部工程技术知识的总汇。

《墨经》中包含有关于力学、光学、声学、几何学、逻辑学以及对物质结构的猜测等科学成就，它不仅是我国第一部几何光学著作，而且在世界上也是领先的，比欧几里得几何光学要早百余年。同时，它也是古代力学与光学论说的代表作。“力”概念的提出及光直线传播思想的揭示，更为这部著作增添了亮丽的光彩。

可以这样说《考工记》与《墨经》是我国古代经验科学出现的标志，是春秋战国时期人们将生产、生活实践中取得的丰富经验进行抽象概括的成果。

数学、天文学与历法方面都有了广泛的发展与进步。十进位值制和筹算制度不断得到完善，为后世具有中国特色的计算数学体系的形成确定了基础。有关天象观测的记载详尽准确，即使在今天仍不失为天文研究的宝贵历史资料。

地学方面，《山海经》、《禹贡》、《管子·地员》等著作的出现，标志着人们的地理知识已从地理资料的积累，上升到进行某种形式的综合论述与区域对比，以服务于当时的政治、经济需要。

在医学方面，以《黄帝内经》等著作为代表，以人体器官整体观、阴阳五行论与脏腑经络学说为理论基础，以人体解剖、生理、病理、病因诊断等的研究与实践为重点，兼及针灸、经络、卫生保健等诸多方面、构成了我国特有的医学体系的最初基础，并在临床上显示出杰出的贡献。

人民寻求对自然界物质本源的认识，继五行、阴阳说之后，元气说与原子论是两大发展线索、它们的确立都分别肇始于这个时代的荀况与墨翟。

（二）两汉时期

两汉时期是我国古代科学技术发展的又一高峰期。一方面，科技本身经过了春秋战国的长期酝酿、积累和实践，到这时量变达到了足以引起质变的地步。另一方面，社会政治上的统一与安定，经济的恢复与持续发展，为科技活动和科技新高潮的到来创造了良好的外部条件。这时期科技人才辈出，科技著作大批问世，科技成果辉煌，科技对生产的渗透与协调日益显著。

《九章算术》以及《周髀算经》的成书显示出以算盘为计算工具的独特数学体系的形成，形数结合，数学算术化是其特征。今天，由于计算机的出现，算术化倾向于现代数学中的作用已日渐显著，中国古代算术的思想与方法和现代计算机科学与技术正相融合，为此它将重新焕发青春，以崭新的面貌重现，在数学发展中扮演重要角色。

这个时期己确立了我国后代历法体系、规范和基本内容的原始框架，而以张衡为代表对天文仪器的研制和对天象的观察与记录以及论天三家为代表的宇宙论则形成了中国古代天文的固有传统。

《汉书·地理志》的出现，开拓了沿革地理研究的新领域。《神农本草经》是我国秦汉以来药物知识的总结，它为后世本草学奠定了基础；《伤寒杂病论》不仅确立了辨证论治的医疗原则，而且大为充实了中医药体系的内容，更加切合医疗的实际应用。

《汜胜之书》可以说是对农业知识的总结。《论衡》、《淮南子）、《淮南万华术》、《周易参同契》、《尔雅》等书中也包含了丰富的物理、化学或生物学知识。在生产技术方面，像冶铁、纺织机械、农具制造、造纸工艺、漆器工艺、船舶制造等都已出现，并达到了相当的水平，成为我国古代只有传统特色的主要技术。赵过的铁脚耧车、杜诗的水排、梯级船闸设计的原理与方法、木结构建筑风格、竖炉冶炼法、实测基础上绘制的地图等都是突出的成果。造纸术更是汉代一项最重大的发明，也是我国对世界文明的一大贡献。牛耕的推广与代田法、区田法耕作制度的创新，则在当时条件下起到解放和促进生产力发展的重要推动作用。

以王充为代表的元气论与董仲舒为代表的“天人感应”说的对立与斗争，是我国科学思想史发展的又一里程碑。

（三）宋元时期

宋元时期是我国古代科学技术达到高度发展阶段的又一高潮时期。

我国的科学技术自两汉而后，经魏晋南北朝的充实和提高，到隋唐五代技术发展，并呈现一股继续高涨的趋势。前者对中国古代科技的贡献、可以刘徽与祖冲之的数学、裴秀与郦道元的地学、贾思勰的农学、王叔和与皇甫谧等的医药学、葛洪的化学等为标志；后者主要有李淳风、僧一行等的天文学、李淳风与王孝通的数学、孙思邈的医药学以及柳宗元与刘禹锡等人的天人论与宇宙观等。

这种趋势因宋元时期经济发展、文化昌盛、理学形成、战争和其他需要而得到强化。统治阶级为满足自身、政权和社会对科学技术的多方面需要，通过完善教育体系，举行多元化考试，奖励发明创造和培养扶植科技人才等措施。助长、推动和促进了科技的发展，而安定与富裕的社会环境和发达的出版业则又提供了良好的研究条件。求索物理，格物致知，怀疑、探索、创新的学风催促知识分子中具有务实思想的人考察和研究自然事物以及如何使之有利于国计民生。国内各民族之间的文化交流与国外的文化交流，也加速着科技的发展。这一切使宋元时期成为中国古代科技发展的黄金时代，天文、地学、生物、数学、物理、化学均有突出成就。

作为世界古代文明标志的指南针，火药和印刷术三大发明的出现和大规模使用均始于北宋，以沈括、苏颂、郭守敬、李冶、秦九韶、杨辉、朱世杰、赵友钦、毕异、陈旉、王祯、李杲、李诫、曾公亮等为代表的科技名家辈出、硕果累累，以《梦溪笔谈》、《营造法式》、《四元玉鉴》、《武经总要》、《王祯农书》、《陈旉农书》、《革象新书》等为代表的科技著作纷纷面世。正是诸多科技前辈先后在各方面的努力，不断将宋元时期的科学技术推进到一个新的高度。

以宋元秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰为代表的数学四大家，使宋元数学在中国古代以筹算为主要计算工具的传统数学的发展达到登峰造极的阶段。大规模的恒星观测，各种天文观测仪器的研制成功把我国古代天文学推向它的发展高峰。沈括在磁学方面的成就在当时是处于世界领先水平的。金元时期的四大医学学派和相应的医学流派使中国医药学得到全面发展。

《陈旉农书》与《王祯农书》先后总结了宋元时期的农业生产实践经验，后者所附录的“农器图谱”展示了我国古代农业生产器具方面的重要成就，成为后世记述农具图书的范本，反映了当时农学的高度发展。

宋代动植物志、谱录大量出现并形成出书高潮。吴简和宋景《欧希范五脏图、》杨介《存真图》显示了解剖学上的发展，应该说这时的生物学成就也是不小的。

在这一时期，地学方面的成就也很突出。元代朱思本的《舆地图》不仅总结了唐宋以来的地理学成就，还根据实地调查，在制图方面取得成绩，其精确度已达较高水平，《舆地图》成为明清时期我国舆图的范本。杜绾的《云林石谱》的出现，反映了矿物学在宋代已较前有了很大进展。在这些学科发展的同时，水利、冶金、印刷、瓷器、机械制造、建筑、纺织、交通工具、兵器等方面也呈现出蓬勃发展的势头。

以张载为代表的唯物主义的气一元论自然观、以沈括为代表“验迹原理”和科学方法、朱熹的“格物致知”的科学方法，无疑是北宋时哲学和科学发展所取得的重大成就，对宋元时期的科学技术的发展产生了重大影响。当然，朱熹的理一元论的自然观对当时科技的影响也是不可低估的。

（四）明清时期

明清时期虽相对于前发展趋势明显下降，但这一阶段也有一些著作问世，像李时珍的《本草纲目》、朱载育的《乐律全书》、徐光启的《农政全书》与徐霞客的《徐霞客游记》。

    宋应星的《天工开物》更是一部百科全书式的科学技术著作，不仅是我国科技史的一颗明珠，也是世界科技史上光彩夺目的瑰宝。王夫之、玉廷相、藏震的元气本体论使张载的自然观更臻完善和具体化。

兵器制造家龚振麟在鸦片战争燥发后，眼见大好山河被英国侵略者践踏，刻苦钻研科技、改良兵器，自觉投身于反侵略战争中，他亲身奔赴甬东战场，仔细观察英家火轮，制成用人力驱动的叶轮击水“车轮船”和“车轮战船”。在林则徐“戴罪立功”于浙江期间，他被调到炮局工作，造出了“枢机新式炮架”，使大炮能够四面转动，灵活射击。

李善兰的《方圆阐幽》是清代的数学著作，其内容是关于幂级数展开式方面的研究。李善兰创造了一种“尖锥术”，并把“尖锥术”用于对数函数的幂级数展开；用求诸尖锥之和的方法来解决各种数学问题。虽然他在创造“尖锥术”的时候还没有接触微积分，但他实际上已经得出了有关定积分的公式。英国人伟烈亚力认为李善兰所著书中，“其理有甚近微分者”。李善兰的这一成就表明，即使没有西方传入微积分，中国数学也会通过自己特殊的途径，运用独特的思想方式达到微积分，基本上完成由初等数学到高等数学的转变。

明末清初中西科学成就交融与会通的起步以及清代传统科技仍然缓慢推进也是清晰可见的。

二、中国近代的科技发展

近代科学技术自19世纪传入中国以来，经历了一段非同寻常的曲折过程。从19世纪中叶自强运动中开始的“师夷之长技”和“求强求富”，到20世纪初年的“科学救国”、“实业救国”思潮，从20世纪50年代的“向科学进军”、到20世纪末叶的“科教兴国”战略，中国人对科学技术给予了无限的希望、梦想和憧憬!

（一）20世纪上半叶

 1.詹天佑和京张铁路

1905年，清政府任命詹天佑为总工程师，主持修建京张铁路，1909年京张铁路全线竣工，这是近代中国人自行设计和施工的第一条铁路干线。这也是詹天佑率领全体筑路工人，将精准审慎的科学态度与艰苦奋斗的民族传统相结合，为振兴中华，谱写成的一曲壮丽凯歌。

京张铁路1905年9月4日开工，12月12日开始铺轨。1906年9月30日第一段工程全部通车。1908年9月完成了第二段工程。1909年4月2日火车通到下花园。经过四年建设后，1909年8用1日全部建成，10月2日通车。施工时间比原定时间缩短了两年，而建造本亦比原来预算节省了三十五万两白银（也有一说是节约了二十八万两）。总费用只有外国承包商过去索取价银的五分之一，可谓花钱少，质量好，完工快。在事实面前，外国人也不能不折服。

京张铁路是中国人自行设计和施工的第一条铁路干线，是中国人民和中国工程技术界的光荣，也是中国近代史上中国人民反帝斗争的一个胜利。

1909年，京张铁路举行了通车典礼仪式，在昌平南口火车站，有上万的中外嘉宾到场参加庆典。在众人的欢呼和庆贺声中，詹天佑也发表了演说，他高度评价铁路工人的贡献：“非有体力魄力，心灵手敏之人，莫克竣工。”京张铁路的建成，不仅为詹天佑在世界上赢得了声誉，更重要的是为整个中国铁路工程技术界在世界上赢得了地位。

2.冯如与中国第一架飞机

冯如，原名冯九如，广东恩平人。他是中国从事飞机研制、设计、制造和飞行的第一人。冯如是中国第一位飞机设计师、制造家和飞行家，冯如研制的飞机，飞行高度、时速和航程均创当时世界纪录。

1906年，冯如在纽约学习机器制造之后，重返三藩市，开始招徒制造机器，同时也开始收集有关设计、制造和驾驶飞机的资料。终于在1909年9月，即世界第一架飞机问世不到6年的时间内，完成了中国人自己设计、自己制造的第一架飞机，从而跻身于早期世界航空之林，称为“冯如1号”。1911年1月他研制成功了一架新型飞机，称为“冯如2号”，并于1月18日试飞成功。

1911年1月至2月期间、冯如驾驶飞机在海湾多次环绕飞行，其最高时速为104千米，飞行高度达200余米，性能达到了当时世界的先进水平。1911年2月22日，冯如率助手朱竹泉、司徒壁如和朱兆槐携带飞机和设备乘轮船回国。

1911年10月10日，震撼世界的武昌起义爆发。11月9日，广州光复，广东革命政府成立。冯如毅然率助手参加革命，并被任命为广东革命政府飞机长，成为中国第一个飞机长。他立即在广州燕塘建立广东飞行器公司，这是中国国内的第一个飞机制造厂。经过3个月的努力，于1912年3月，制成一架与“冯如2号”相似的飞机，这也是中国国内制成的第一架飞机，揭开了中国航空工业史的第一页。因此，冯如也是我国近代航空事业的创始人和开拓者。

1912年8月25日，冯如在广州燕塘公开进行飞行表演。冯如急于升高，操纵过猛，致使飞机失控坠地，机毁人伤。经医院抢救无效死亡，冯如以身殉国，时年仅29岁。

（二）20世纪下半叶

新中国成立后，我国科技事业突飞猛进。国家在快速恢复国民经济的基础上，加大了对科技的投入力度，取得了一系列重大科技成就，涌现出了“中国导弹之父”钱学森、“两弹元勋”邓稼先、“杂交水稻之父” 袁降平等一批杰出科学家。尤其是国防科技成就最为突出。“如果60年代以来中国没有原子弹、氢弹，没有发射卫星，中国就不能叫有重要影响的大国，就没有现在这样的国际地位。这些东西反映一个民族的能力，也是一个民族—个国家兴旺发达的标志。”这是邓小平对新中国成立以来中国国防科技所取得重大成就的高度评价。

新中国成立后，取得的重大科技成就：

1.50年代：武汉长江大桥落成；第一座实验性原子反应堆正式运转。

2.60年代：万吨水压机制造成功；第一颗原子弹爆炸成功；人工合成牛胰岛索结晶成功； 第一颗氢弹爆炸成功。

3.70年代：我国第一颗人造卫星“东方红1号”发射成功。

4.80年代：首次用一枚火箭发射三颗人造卫星；潜水艇水下发射运载火箭成功；“银河Ⅰ型”巨型计算机系统研制成功；同步实验通信卫星发射成功；北京正负电子对撞机首次对撞成功；葛洲坝工程全部建成。

5.90年代：“银河Ⅱ型”计算机研制成功；大亚湾核电站1号机组启动运转，这是我国目前最大的核电站。