中国科学技术史-良-第8宋元-2017年10月.ppt

第八章 宋元时期的科学技术 第一节 社会与学术的发展 第二节 自然科学的发展 第三节 科学的应用和技术发展 第一节 社会与学术的发展 《梦溪笔谈》 1086年，沈括完成《梦溪笔谈》，这是沈括晚年的一部最重要的著作。这部书有609个条目（胡道静校注本），其中记载科技内容的条目占3/5，其内容涉及天文、气象、历法、数学、物理、化学、地质、地理、医药、农学、军事，以及工程技术等学科。 全书共30卷、10多万字，这部辉煌巨著是中国古代的学术奇葩，除中国学者作过认真的研究之外，英国科学史家李约瑟也作过详细的研究。李约瑟根据清末詅痴簃（yí）本《梦溪笔谈》按现代科学分科，将其内容大致分为25个项目。 沈括 宋元科技画卷中焦点差不多是集中在沈括身上的。沈括是中国科学技术史上最为卓越的人物之一。1030年他生于北宋钱塘（杭州），进士出身，多次出使西夏和辽廷等邻邦，主持过水利工程建设，还担任过太常丞及翰林学士。不管是在他的旅行中，还是在他公务繁忙之时，沈括从不忘记录包括科学和技术心得在内的一些体会。沈括的著作很多，有40余种，仅在《宋史·艺文志》中就记载了22种。 若按3大类区分，《梦溪笔谈》大致： 人文资料（270条）：官员生活和朝廷（60）、学术与考试制度（10）、文字和艺术（70）、法律和警务（11）、军事（25）、杂闻和轶事（72）、占卜玄术和民间传说（22）。 人文科学（107条）：人类学（6）、考古学（21）、语言学（36）、音乐（44）。 自然科学（207条或255条）：易经、阴阳和五行（7或13）、数学（11或12）、天文和历法（19或26）、气象学（18或10）、地质和矿物学（17或7）、地理和制图学（15）、地理学（6）、化学（3或9）、工程、冶金和工艺学（18或3）、农艺（6）、灌溉和水利工程（6或7）、建筑学（6或10）、医学和药物学（23或17）、生物科学、植物学和动物学（52或71）、度量衡（0或3）、乐律（0或21）、物理（0或19）。 总计（584条）。 《梦溪笔谈》中属于沈括自己创见的 如： 数学上的“隙积术”和“会圆术”； 物理学上提出的海潮理论，磁偏角的发现，凹面镜成像的解释； 天文与气象上关于“十二气历”的创议； 地理上立体地形图的首创；地质学和地貌学上关于“海陆变迁”和水流侵蚀作用的认识； 生物学和药物学上关于植物名称和性状的订正，药用植物采集时间及服用方法的辩证论证，物种变异的研究，等等。 还有：为适应作战需求而提出的筹粮方案，其计算方法已接近现代运筹学的思想。 沈括获得如此高成就的原因 首先，沈括重视普通民众的聪明智慧，他在《长兴集·上欧阳参政书》中说：“至于技巧、器械、大小、尺寸、黑黄苍赤岂能尽出于圣人！百工、群有司、市井、田野之人莫不预焉。”他把“百工”、“市井”、“田野之人”等“小人”提高到与“圣人”并列的地位。 沈括注意总结劳动群众的经验，重视他们的发明创造。如： “布衣”毕昇发明的活字印刷术 建筑工程专家喻皓的精巧技术和《木经》 水工高超创造的分三段下埽（sào，用秫秸和树枝等制成的修建或保护堤岸的材料）的先进合龙堵口方法 平民历算家卫朴的《奉元历》 锻坊工人的“灌钢”、“团钢”和“冷锻”、“热煅”的复杂冶炼技术 信州铅山人民发明的熬胆矾取铜 淮内漕渠的复闸 沈括的科研方法 1）善于观察 沈括通过对自然现象的敏锐细微的观察，其认识要求与客观现象一致。他在研究“极星和北极位置”相关的问题时说，要“实考天度”，“其法须测验每夜昏、晓，夜半月及五星所在度秒，置簿录之，满五年，其间剔去云阴及昼见日数外，可得三年实行，然后以算术缀之”（《梦溪笔谈》卷8）。所以才能知道“五星行度其迹如循柳叶，两末锐，中间往返之道相去甚远”。 沈括为了测定天空北极所在，用了3个多月的时间，夜夜观测，且画了200多张图，得出北极已离开极星3度有余。他详细观察磁针指示的方向，发现地磁偏角的现象。 2）不断验证 在进行观察时，沈括特别注意选择典型，进行实验。如对野葛（又名“断肠草”）的观察，据说它有剧毒，吃了会“投杯已卒”。为了研究它，他“尝令人完取一株观之”，经过细心地观察和比较，他认识到，野葛“其草蔓生，如葛；其藤色赤，节粗，似鸡藤；叶圆有尖，皆相对；花黄细，戢戢然（收敛貌）一如茴香花，生于节叶之间”（《梦溪笔谈补》卷3），并指出，《酉阳杂俎》中说的野葛的花似槴子稍大是错误的，并告诫人们，《千金》、《外台》等书中，有用野葛者，要“特宜仔细，不可取其名而误用”。 不经验证的东西，他是不轻信的。经过验证，理论与实际“莫不吻合”，他才相信。 沈括说：“予所谓良方者，必目睹其验，如著于篇；闻不预也”。（《苏沈良方序》）只有不断验证，才能达到真知。 3）深达其理 沈括不以感性的认识为限，他要求对事物的认识要“