《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。