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宋元时期的科学技术概述-【xinwen】

发布时间:2021-10-12 10:57:44 阅读: 来源:豆制品厂家

这个时期是中国历史上经济极为活跃的时期,在经济的带动下,科学技术得到了全面的发展,取得了一系列极其辉煌的成就,其中许多成就是划时代的,对世界的文明进程产生了重要的影响。

利用磁铁的指极性制造指南仪器,是中国古代的一项伟大发明,在先秦的典籍中就记载有以天然磁石制成的磁勺——司南,以指示方向,但在之前,中国的对 外活动主要在陆路方向,如西域、朝鲜、越南等地,对于陆路来讲,太阳和地面的标志可以解决方向的问题,所以指南针更多地是用于风水和看病上,方士们将铁针 与天然磁铁摩擦而得到了指南针。

但是随着航海范围的扩大,尤其是宋王朝陆路的交通受到辽金等政权的阻隔之后,使得海路成为了与外部世 界联接的主要途径,在碧波万里的大海里航行,方向是非常重要的,虽然可以靠观测日月星辰来辨别方向,但如果遇到阴天,则水天一色,迷失方向的情况时有发 生。公元1000年左右,一些航海学家就将指南针安装在船上,指导航行。根据梦溪笔谈的记载,最初的指南针有四种装置:水浮法,把磁针横贯灯芯草,让 它浮在水面;放在碗唇;放在指甲上;用丝线拴在磁针的中心,悬挂起来。后来又发明了水罗盘,在罗盘的中心挖一圆洞,内盛水,放进横贯灯芯草的磁针。南宋时 期,就出现了旱罗盘的雏形,将天然的磁铁安装在木刻的指南龟腹中,在木龟的腹下挖一个光滑的小穴,对准了放在顶端尖滑的竹钉子上,支点的摩擦阻力小,木龟 就可以自由地转动指南。

指南针一经发明,便很快地被应用于航海,这标志着人类从此获得了全天候、远距离航行的能力,当时频繁来华进行贸易的阿拉伯人将中国的指南针传入了欧洲,使近代欧洲航海家的一系列远航和地理大发现成为可能。

在11世纪上半叶快要结束的时候,科举制度和学校制度放宽了对学生出身门第的要求,读书的群体扩大,而社会的文化生活也比较繁荣,因此对印刷提出了新的 要求,于是中国的印刷术又有了巨大的突破,那就是毕升发明了活字印刷,其方法是:用黏土制成大小相同的一个个印坯,每个印坯刻一个字,常用字则刻几个到几 十个,然后用火烧烤,使陶化变硬而成泥活字,泥活字按照音韵分门别类放在木格中备用,印刷时用两块铁板,四周加铁框,在框内排版,铁板上先施一层松脂、蜡 和纸灰等混合的黏合剂,字排满板后用火稍加烘烤,使松脂和蜡稍为融化,黏住泥活字,再用一块平板将字面压平,就可以刷墨印刷。两块铁板一块排字,一块印 刷,交替使用。印完的版仍用火烘烤,使松脂和蜡稍融,放回木格以备使用,如遇到没有刻成的字,则可现作,活字印刷克服了雕版印刷一块只印一张,无法再变 动,因而费工费料的缺点,从而提高了印刷的效率。

印刷术在元代有了改进,王祯创制了木活字,而后又有了锡、铜、铅字,元代的印刷术迅速向欧洲传播,由于欧洲的几种语言文字中的字母只有二十几个,活字印刷非常便利,大大促进欧洲的文艺复兴,加快了世界进入近代历史的进程。

发明了火药,但是应用并不广泛,北宋时,由于几个政权的对立,火药开始获得较大的发展,火药已经不是炼丹炉中的奇观,而运用到了战场之上,宋代火药的成就体现于如下两个方面:

1.爆炸能力强,北宋曾公亮在《武经总要》一书中记载了三个火药的配方,其中硫、硝、炭三者的比例是 60?30?10;61.54?30.77?7.9;74?26?15,这接近了现代黑色标准火药的比例,如美国为74%?10%?16%;德国为 75%?10%?15%。

2.管形火器出现,最早的管形火器是火枪,用巨竹制造,用来喷射火焰,后来又发明了突火枪,也用巨竹造的, 射程为几十米到百米,到了宋末或元初,管形火器已改用铜或铁制造,大型的叫火铳,小的可以拿在手上叫手铳,这都具备了近现代枪炮的雏形。在12、13世 纪,火药和火器经海上交通和陆地的蒙古兵西征,先后传入伊朗、阿拉伯和欧洲,并成为欧洲军事活动中的重要武器。不过,应该注意的是,火药和火武器的发展在 中国非常缓慢,火药更多是用于爆竹的产生,北宋的诗就是一个例证:“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏,千家万户瞳瞳目,总把新桃换旧符”。

宋元时期的天文学也达到了一个高峰,首先进行了大规模的恒星观测,北宋在1010~1106年约百年间,进行了5次大规模的恒星位置观测工作,其精确度 比前有很大的提高,到元代,等人又进行过一次大规模的测量,使记录的恒星数增加到了2500多颗,并编制成了星表。其次把中国古代传统的天文仪器 ——漏壶、圭表、浑仪、浑象等推向成熟。第三得出一批较为准确的天文数值,如关于回归年的长度,南宋的《统天历》和元代的《授时历法》采取了 365.2425日,其误差只有22秒。

宋元的建筑技术取得了较大的发展,中国古代建筑以木结构为主体,宋元时期是其纯熟和高度发展阶段,这从《营造法式》的出现可以看出,《营造法式》由李诫编撰,他对历代工匠传留的经验以及当时的建筑技术做了全面系统的总结,是当时中原地区官式建筑的规范。

宋元的桥梁建造技术也很高,在传统的拱桥和梁桥的建造上,出现了不少的技术突破,这时期建造的桥梁数量很多,特别是在宽阔的水面上造了不少大中型的桥 梁,形成了中国历史上造桥的一个高潮时期。福建泉州的洛阳桥和安平桥是当时桥梁技术的典型,洛阳桥又名万安桥,于1053年兴建,1057年竣工,洛阳桥 位于入海口,江面开阔,江水与海水交汇,在这样的地段上建桥是史无前例的,工程比较艰巨,为了解决桥基和桥礅的联结稳固,工匠们巧妙地发明了种植牡蛎稳固 基础的方法,利用牡蛎的石灰质外壳附在石块上生长的特点,使桥基和桥礅的石块通过牡蛎的壳而联结在一起,洛阳桥长834米,46个桥礅,建成之后,先后经 历了上百次的地震、海啸和台风,至今仍可以通行车辆。安平桥建于南宋1138~1151年间,全长2000多米,因而又称五里桥,有桥墩361座,在 1905年郑州黄河大桥建成之前,这座桥是历史上遗留下来的最长桥梁,史称“天下无桥长此桥”。

宋元时期,社会经济和文化有了较快的 发展,医学亦相当发达。宋人十分重视总结前代的医学经验,政府曾多次下令征集医书、方论,对之进行校订、编辑和刻印出版,传世医典《黄帝内经》、《难 经》、《脉经》、《针灸甲乙经》、《伤寒杂病论》、《金匮要略》、《巢氏病源候论》、《千金要方》、《千金翼方》、《外台秘要》校定后,一般随即刊刻,广 泛流传。南命王继先等校《大观本草》,共载药1748种,这部巨著奠定了宋元时期药物学的基础,为《本草纲目》出版前的本草学范本。校定 医书而外,宋人还十分重视医方的搜集和编辑。宋元时期,出现了四大医学家:刘完素、张从正、李杲、朱震亨,他们在运用和理解传统的医学典籍上,有各自独特 的创建,自成一家,因此形成了不同的医学流派,分别被命名为“寒凉派”、“攻下派”、“温补派”和“养阴派”。

这一时期,也涌现了一大批的数学家,其中以秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰最为著名,被称为宋元数学四大家,他们的突出成就在于高次方程的数值解法等方面。

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