中华学生百科全书-第291部分

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铁官皆置吏卒徒，攻山取铜铁，一岁功十万人以上”，这是冶铁采矿业规模
之大的一个说明。再从已发掘的冶铁遗址看，每一铁官下属的作坊，或以铸
铁为主，或冶铸兼备，作坊面积达数万平方米，甚至数十万平方米，有的拥
有炼炉十余座，表明了冶铁业的空前发展。

天文学成就和张衡

张衡（78—139　年），字平子，河南南阳人。他的《浑天仪图注》便是
浑天说代表作。浑天说是一种以地球为中心的宇宙理论，因在当时历史条件
下，它能比较近似的说明天体的运行，所以对后世产生了很大的影响。
张衡不但倡导浑天说，而且还在前人的基础上，着手制造了用于演示浑
天思想的的仪器——水运浑象，这对浑天说得到社会的广泛承认起了重要的
作用。张衡所制浑象仪是以一个直径约　5　尺的空心铜球表示天球，上画二十
八宿，中外星官及互成　24　度交角的黄、赤道等。紧附在球外的有地平圈和子
午圈，天球半露于地平圈之下，天轴则支架在子午圈上，天球可绕天轴转动。
水运浑象形象地表达了浑天思想，并解释了若干天文现象。张衡利用当时已
得到发展的机械方面的技术，巧妙地把计量时间用的漏壶与浑象联系起来，
即以漏水为原动力，利用漏壶的等时性，通过齿轮系的传动，使浑象每日均
匀地绕轴旋转一周，这样浑象也就自动地、近似正确地把天象演示出来。张
衡的这项创造是唐宋时代得以进一步改进水运浑象的先声，在天文仪器史上
占有重要的地位。
张衡于公元　132　年首创了世界上第一架地震仪——地动仪。“地动仪以
精铜制成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊”，里面有精巧结构，主要是中
间的“都柱”（相当于一种倒立型的震摆）和它周围的“八道”（装置在摆
的周围的八组机械装置）。尊外相应地设置　8　条口含小铜珠的龙，每个龙头
下面都有一只蟾蜍张口向上。一旦发生较强的地震，“都柱”因震动失去平
衡而触动“八道”中的一道，使相应的龙口张开，小铜珠即落入蟾蜍口中，
观测者便可知道地震发生的方向。据史载，地动仪成功地记录了公元　138　年
在甘肃发生的一次强震，证明了张衡所制仪器的准确性和可靠性。
张衡的成就还不限于这些方面。他研究过地理学，曾绘制了一幅地形图，
流传了好几百年；在数学方面，对圆周率作过研究，取用过π=　10　=3。162值；
他是当时有名的文学家，有不少文学著作，其中以《二京赋》最为出名，在
东汉文学史上有一定的地位；他还是个画家，曾被人列为东汉　6　大名画家之
一。

《九章算术》与数学

在春秋战国数学发展的基础上，秦汉时期出现了我国古代最早的一批数
学专著，如《许商算术》（26　卷）、《杜忠算术》（16　卷）和《九章算术》
等。前　2　部书早已失传，《九章算术》一直流传至今，是我国现有传本的古
算书中最古老的数学著作。《九章算术》对后世历代数学的发展，影响很大。
它的出现，标志着我国古代以算筹为计算工具、具有自己独特风格的数学体
系的形成。
经过春秋战国到西汉中期数百年间政治、经济和文化的发展，《九章算
术》比较系统地总结和概括了这段时期人们在社会实践中积累的数学成果。
这一时期的社会变革和生产发展，给数学提出了不少急需解决的测量和计算
的问题：实行按田亩多寡“履亩而税”的政策，就需要测量和计算各种形状
的土地面积；合理地摊派税收就需要进行各种按比例分配和摊派的计算；大
规模的水利工程、土木工程需要计算各种形状的体积以及如何合理地使用人
力、物力；商业、贸易的发展，需要解决各种按比例核算的问题；愈加准确
的天文历法工作，就愈是需要提高计算的精确程度等等。《九章算术》正是
从各类问题中选出了　246　个例题，纂集而成的，并按解题的方法和应用的范
围分为　9　大类，每一大类作为一章。它所提供的数学解法，为生产和科学技
术的进一步发展，以及为封建政府计算赋税、摊派徭役等，提供了方便。
《九章算术》不是一时一人之作，而是经由很多人的修改和补充，才逐
渐发展完备起来的。三国时代的刘徽曾为《九章算术》做过有名的注释工作。

《神农本草经》与《伤寒杂病论》

到西汉时，药物学的研究不但在官府有专门的机构，在民间也有十分广
泛的基础，而且药物学的专著已出现不少。《神农本草经》成书于汉代，是
我国现存最早的药物学专著。它是战国、秦汉以来药物知识的总结，而不是
出于一时一人之手的著作，对后世药物学的发展有很大的影响。
《神农本草经》共收载药物　365　种，其中以植物药最多，计　252　种，动
物药　67　种，矿物药　46　种。根据其性能和使用目的的不同，这些药物分为上、
中、下　3　品。上品　120　种，一般是毒性小或无毒的，大都是“主养命以应天”
的补养药物；中品　120　种，有的有毒，有的无毒，多是既攻治疾病又能滋补
虚弱的药物；下品　125　种，多是有毒而专用于攻治疾病的药物。这是我国药
物学最早的分类法，它明显地受到方士服食的影响，如书中所载上品药物，
屡言“长生不老”“不老神仙”等就是最好的证明。该书对每味药的记述较
详细，其中包括有药物的主治、性味、产地、采集时间、入药部分、异名等。
书中提到主治疾病的名称达　170　余种，包括内科、外科、妇科以及眼、喉、
耳、齿等方面的疾病。根据长期临床实践和现代科学研究证明，书中所载药
效，绝大部分是正确的。如利用水银治疥疮、麻黄治喘、常山截疟、黄连止
痢、大黄泻下、莨菪治癫、海藻疗瘿瘤（甲状腺肥大）等，已为现代科学研
究所证实，至今仍具有一定的实用价值。
《神农本草经》在其序录中，概括地记述了当时药物学的基本理论。如
关于医方中的主药与辅助药之间的“君、臣、佐、使”的理论，阐明了药物
配伍的原则；关于“药物有酸、威、甘、苦、辛五味，又有寒、热、温、凉
四气”的“四气五味”说；根据药物的性能不同而采用不同的剂型等等。这
些理论反映了当时的药物学已经达到一定的水平。
张仲景（约　150—219　年）于　3　世纪初写成了《伤寒杂病论》一书，确立
了理、法、方药（即有关辨证的理论、治疗法则、处方和用药）具备的辨证
论治的医疗原则，使祖国医学的基础理论更加切合临床应用，从而奠定了中
医治疗学的基础。
《伤寒杂病论》被后人整理成《伤寒论》和《金匮要略》二书。《伤寒
论》专门论述伤寒类急性传染病，《金匮要略》则以论述内科、外科、妇科
等杂病为主要内容。

造纸术与蔡伦

在造纸术没有发明以前，我国古代曾先后使用龟甲、兽骨、金石、竹简
本牍、缣帛等材料记事。直到两汉时期，简牍、缣帛依然是十分重要的书写
材料。但随着社会经济、文化的发展，简牍笨重、缣帛昂贵的缺点日益突出。
于是，寻求廉价、方便易得的新型书写材料，逐渐成了社会的迫切要求。经
过长期的实践和探索，人们终于发明了用麻绳头、破布、旧鱼网等废旧麻料
制成植物纤维纸的方法，引起了书写材料的一场革命。正是在造纸术发展的
历史进程中，于　2　世纪初年，出现了蔡伦这一著名的纸的改革家。
蔡伦，字敬仲，桂阳（今湖南省耒阳县）人，是汉和帝时的太监，曾负
责监制御用器物。他总结了西汉以来造纸的经验，进行了大胆的试验和革新。
在原料上，除采用破布、旧鱼网等废旧麻类材料外，同时还采用了树皮，从
而开拓了一个崭新的原料领域。在技术工艺上，也较前完备和精细。除淘洗、
碎切、泡沤原料之外，还可能已经开始用石灰进行碱液烹煮。这是一项重要
的工艺革新，它既加快了纤维的离解速度，又使植物纤维分解得更细更散，
从而大大提高了生产效率和纸张的质量，为纸的推广和普及开辟了广阔的道
路。公元　105　年，蔡伦把他用树皮、麻头和破布、旧鱼网制成的纸献给汉和
帝，很受欢迎，“天下咸称‘蔡氏侯纸’”。蔡侯纸的出现，在造纸术的发
展史上是一件大事，它标志着纸张开始取代竹帛的关键性的转变。

建筑与秦汉长城

万里长城是世界建筑奇迹之一，它以雄伟壮观、工程浩大闻名于世。长
城的修筑是从战国时期开始的，秦始皇统一中国后，为了防范匈奴的突然袭
击，用　35　万人力把燕、赵、魏等诸侯国修建的长城连接起来，筑成了西起甘
肃临洮（今岷县），沿黄河到内蒙临河，北达阴山，南到山西雁门关、河北
蔚县，经张家口东达燕山、玉田、辽宁锦州并延至辽东的万里长城。
汉代除了修建了秦长城外，又修筑朔方长城（内蒙河套南）和凉州西段
长城。后者包括北起内蒙额济纳旗居延海到甘肃金塔县北的北长城；从金塔
县经破城子等地直达玉门关，进入新疆的南长城。它们是汉武帝时期开始修
筑的。据居延出土的汉简记载，长城的修筑“五里一隧，十里一墩，卅里一
堡，百里一城”，这同实地考察的结果大体相符。
秦汉长城的遗迹至今仍历历可寻。据考察，秦长城多就地取材，用夯土
筑成。从敦煌西南玉门关一带的汉长城看，墙身残高　4　米，下部宽　3．5　米，
上部宽　1．1　米，也是用土夯成，距地面　50　厘米开始铺纵横交错的一层芦苇，
厚　6　厘米，作为防碱夹层，可使墙身坚固，不易倒塌。在金塔县和额济纳旗，
还存留烽火台　200　多座，台平面呈正方形，每边　17　米，高　25　米左右。蔚为
壮观。它也是由夯土或土坯筑成，施工中亦采用芦苇。至今仍有许多烽火台，
除四角销蚀外，其余部分都还完好。
秦汉长城雄踞于我国北部，绵延万余里，构成了一套比较完整的防御体
系，无论对抵御匈奴等游牧民族的侵扰，还是为保证丝绸之路的畅通，都起
了重要的历史作用。在如此辽阔的地域，在崇山峻岭、流沙溪谷之间，构筑
如此庞大、艰巨的工程，充分表现了中华民族的磅礴气概和聪明才智，也反
映了当时测量、规划设计、建筑和工程管理等的高超水平。

古代科技的充实提高——三国两晋南北朝隋唐五代时期
农业、贾思勰和《齐民要术》

贾思勰撰写的农学名著《齐民要术》，成书于北魏末年（约公元　533—
534　年），是我国现存最早的一部完整的农书，也是世界科学文化宝库中的
珍贵典籍。它系统地总结了公元　6　世纪前我国北方的农业生产和农业科学技
术，对后世农学的影响很大。它在国外也备受赞誉，特别在日本更是受到重
视。
《齐民要术》全书约十一二万字，除“序”和卷首的“杂说”外，共分
10　卷、92　篇。书中内容十分丰富，“起自耕农，终于醯醢（制酱醋），资生
之业，靡不毕书”，涉及到作物栽培，耕作技术和农具、畜牧兽医、食物加
工等各方面。元代司农司编的《农桑辑要》，王祯的《农书》，明代徐光启
的《农政全书》和清代的《授时通考》，这　4　部综合性的农书从体例到取材，
基本上是采自《齐民要术》。许多范围较窄的农书也与之有渊源关系。所以，
它的功绩在于总结了以前农学的成就，也为后来的农学奠定了基础。

数学与祖冲之

祖冲之（公元　429—500　年），字文远，是我国古代数学家、天文学家和
机械制造家。他出身的家庭，几代成员对天文、历法都有深入的研究。他治
学态度严谨，搜集自古以来的大量文献资料和观测记录，系统深入地进行分
析研究，从前人的科学思想和成就中吸收了丰富的营养。但是祖冲之可贵之
处更在于他“不虚推古人”，没有被束缚在已有的成就中。他在掌握大量资
料的同时，坚持实际考核验证，亲身进行精密的测量和细致的推算，既发扬
了前人的成就，又纠正了前人的错误，把我国的数学和天文学推进到一个新
的高度。
人们一提到祖冲之，往往就想到圆周率。确实，祖冲之的名字与圆周率
的计算是不可分开的。他应用刘徽的割圆木，在刘徽的计算基础上继续推算，
求出了精确到第七位有效数字的圆周率：3．1415926＜π＜3．1415927。这一
结果，相当于对　9　位数字的大数目进行各种运算（包括开方在内）130　次以
上，这在今天用笔算也是一个十分繁复的工作。从这里，可以看到祖冲之付
出的多么巨大的劳动。
祖冲之所求得的圆周率数值，远远地走在当时世界的前列。直至约　1000
年后，阿拉伯数学家阿尔卡西，于公元　1427　年著《算术之钥》和法国数学家
维叶特于公元　1540—1603　年才求出更精确的数值。为了计算的方便，祖冲之
还求出用分数表示的两个圆周数值。一个是　335／113，称为密率；一个是
22／7，称为约率。密率是分子、分母在　1000　以内表示圆周率的最佳渐近分数。
在欧洲，16　世纪的鄂图和安托尼兹才得到这数值。

化学先驱——炼丹术

炼丹的本意是荒谬的，它指望借金石的精气，使人长生不老，得道成仙。
这种违反自然规律的幻想当然是不可能实现的。因此，炼丹术实质上是一门
伪科学。虽然炼丹家有种种迷信的思想，但由于他们在炼丹活动中，吸取了
劳动人民在生产和生活实践中的丰富经验，同时孜孜不倦地从事采药、制药
的实际活动，在炼丹实践中，他们认识到物质变化是自然界的普遍规律，不
自觉地产生了朴素唯物论和辩证法思想，积累了大量关于物质变化的经验知
识。东汉末年的魏伯阳就说过，炼丹术是顺从“自然之所为”，葛洪也认为
“变化者，乃天地之自然”他们引用自然界的变化现象和生产中的物质变化
来论证炼丹的可能性和合理性。因此，尽管他们所追求的本来目的是不可能
达到的，但他们在炼丹实践中发现物质变化的种种现象的基础上，对其中的
某些规律性东西进行了有益的探讨。古代炼丹家一般都兼搞医疗活动，一些
大炼丹家本身就是著名的医学家，如葛洪、陶弘景。他们把炼丹的药物引入
医疗实践中，从而也丰富了我国传统药物学内容。这些，也就为化学初步发
展做出了一定的贡献。

玄奘和《大唐西域记》

唐高宗曾遣使分往西域各地“访其风俗物产，及古今废置，画图以进”。
许敬宗于公元　658　年撰写成《西域图志》60　卷。继东晋名僧法显所著的《佛
国记》之后，唐初名僧玄奘口述的《大唐西域记》是一部关于我国西北部边
疆地区和中亚、南亚的重要地理著作。
玄奘（公元　596—664　年）俗名陈祎，洛州缑氏（河南偃师缑氏镇）人，
是一位著名的佛教学者和旅行家。他于唐太宗贞观元年或三年（公元　627　或
629　年）秋离开都城长安，西行取经，历经了无数艰难险阻，以顽强的意志，
孤身长途跋涉　5　万多里，足迹遍及当时中亚和南亚的　110　个国家和地区，“见
不见迹，闻未闻经，穷宇宙之灵奇，尽阴阳之化育”，于贞观十九年（公元
645　年）正月回到长安，完成了世界史上一次伟大的旅行壮举。回到长安后，
第二年玄奘完成了《大唐西域记》这部著名的著作。书中以文雅生功的笔法，
记述了他亲身经历的　110　个地区和国家，以及传闻中的　28　个国家的地理位
置、历史沿革、风土人情、山川、物产、气候及宗教等情况，对地理知识的
发展和传播，对促进当时的中外交流，都做出了重大贡献。该书至今仍是研
究中亚、印度和巴基斯坦等地历史地理的重要文献。

京杭大运河的开凿

为了加强对南方的政治、军事控制，并漕运南方的粟米丝帛，以满足中
央政权机构的需要，隋唐统治者发起了运河的大规模开凿活动。开皇四年（公
元　584　年），隋文帝为解决交通运输的困难，令宇文恺率水工开凿广通渠，
把渭水由大兴城引至潼关，长　300　余里。隋炀帝当政后，在兴建东都洛阳的
同时，又发起开凿以洛阳为中心的大运河工程。大运河工程浩大，动用数百
万民工，全长四五千里，沟通了海河、黄河、淮河、长江和钱塘江　5　大水系，
是世界水利史上的伟大工程之一。从现代的眼光看，这样巨大的工程，又穿
越复杂的地理环境，从设计、施工到管理，要涉及到测量、计算、机械、流
体力学等多方面的科学技术知识，要解决一系列科学技术上的难题。这一工
程的完成，反映了我国古代劳动人民的聪明才智和创造精神。
大运河成为我国南北交通大动脉，对于加强南北的联系和经济交流，对
促进祖国的统一和发展祖国的经济文化，都发挥了积极的作用。自从大运河
凿通以后，运河中“商旅往返，船乘不绝”。唐朝前期还利用大运河和南方
河流、湖泊构成一个水道网。运河两岸，商业都市日益繁荣。

天文学与一行和尚的贡献

僧一行（公元　683—727　年），魏州昌乐（今河南南乐县）人，俗名张遂。
他从小刻苦好学，“博览经史，尤精历象、阴阳、五行之学”，因不愿与武
三思交往而出家为僧，隐居于河南嵩山。出家之后，一行仍然勤奋攻读，为
了精研数学，他曾长途跋涉，求师闻教。开元五年（公元　717　年），唐玄宗
强行征一行入京。
当时的麟德历行用已久，差误较大，玄宗便令一行“考前代诸家历法，
改撰新历”。一行的工作态度非常严肃认真，他对前人的历法不是采取一些
简单的增损修改，而是在前人的基础上，大胆创新。为了使历法与实际天象
相符，他进行了一系列的实测工作，取得了很多实际资料，从而纠正了不少
前人的差错，把中国古代历法的制订工作提高到一个新水平。
一行利用黄道游仪组织了一批天文学工作者进行观测，取得了一系列关
于日、月、星辰运动的第一手资料，发现了恒星的位置与汉代相比较，已有
相当大的变化。这个发现导致在他的历法里废弃了沿用达　800　多年的二十八
宿距度数据，采用了新的数据，从而有助于新历法精确性的提高。

第一部国家药典——唐《新修本草》

由于《神农本草经集注》的作者陶弘景生活在南北对峙的时代，虽然尽
了个人最大的努力，难免存在着片面性和错误。显庆二年（公元　657　年）苏
敬提议修订新本草，唐政权组织了长孙无忌、许孝崇、李淳风、孔志约等　22
人与苏敬一起集体编修新本草。同时，唐政府“普颁天下，营求药物”，征
集全国各地所产的药物，并令绘出实物图谱，以供编书之用。修订时，他们
采取实事求是的态度，不为过去的医药经典所局限，于公元　659　年撰成《新
修本草》颁行。这是我国，也是世界上由国家颁行的最早的一部药典。
《新修本草》内容包括本草并经图目录，共　54　卷，分药图、药经、本草
3　部分，收载药物　844　种，其中考正过去本草经籍所载有差错的药物　400　余
种，增补新药百余种，并详细记述了药物的性味、产地、功效及主治的疾病。
该书颁行后，很快流行全国，在统一用药方面起了很大作用。现存仅有残卷
的影刻、影印本，但在后世本草和方书中保存了该书部分内容。由于书中收
录有各地动植物的标本图录，全书图文并茂，有图经　25　卷，因此不仅是一部
药物学著作，而且是一部动植物形态学著作，在生物学史上也有着一定的意
义。

孙思邈与《千金方》

《千金方》是《千金要方》和《千金翼方》的简称，作者是唐代杰出的
医学家孙思邈（公元　581—682　年）。孙思邈，京兆华原（今陕西耀县）人，
他一生从事医学实践和医学研究，治学态度非常严谨。他认为一个好医生，
必须努力学习前人留下的大量的医学典籍，博通医学源流，吸取前人经验，
具备坚实的医学基础知识。
孙思邈提倡人人都应懂得医术，藉之“上以疗君亲之疾，下以救贫贱之
厄，中以保身长全”。他看到当时的方书“部帙浩博”，如遇到急病，求检
非常困难，等到寻得医方，“疾已不救”的状况，立意重编医书，著成　2　部
简易实用的方书，各　30　卷，并取“人命至重，有贵千金”之义，起名为《备
急千金要方》（简称《千金要方》）和《千金翼方》。这两部方书是孙思邈
一生心血的结晶，在中国医药史上有着重要的地位。
《千金要方》是孙思邈积　50　多年的临症经验，结合历代医学典籍而著成
的，书中内容包括中医基础理论和临症各科的诊断、治疗、针灸、食治、预
防、卫生等，并把妇科病和小儿护理放在重要地位。《千金要方》是他集晚
年近　30