脉脉 林凡 高中:中国古代发明与科技体制你知道多少？

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纸的发明与制造
史称东汉蔡伦造纸，然而1957年在西安市郊灞桥发掘的古墓中，发现88片古纸，化验证明系以大麻纤维为原料制成的，年代不晚于汉武帝时(公元前140年—公元前87年)，故称“灞桥纸”，比“蔡侯纸”要早200多年。蔡伦只是改进了造纸技术，此后造纸技术逐渐推广，书法家多能造纸，如东汉末有左伯造纸。梁时有张永造纸的记载(分别见《北堂书钞》卷104，《南史·张裕传》)。唐时薛涛纸，则以五色笺著名。魏晋到隋，多用硬黄纸。唐则兼用白麻纸。到宋代，“纸以麻为上，藤次之”(《石林燕语》卷3)，朝廷发布公文，常常根据不同的内容而采用不同的纸，如制书用麻纸，又称白麻，赦书则用黄纸。种类日益丰富。
我国不仅发明了造纸术，而且是世界上最早使用废纸造纸的国家。用废纸作原料生产的再生纸，古人称为“还魂纸”。明末宋应星在《天工开物》中写道：“废纸洗去朱墨污秽，浸澜入槽再造，全省从前煮浸之力，依然成纸名曰‘还魂纸’”。“还魂纸”的生产至少可上溯到北宋初期，敦煌石窟《救苦众生苦难经》使用的纸就是还魂纸。在经卷的反面可以看到三片泛红的故纸残片，纸片上有粗横帘纹，纹宽约两毫米，由麻纤维制成，麻筋较粗。这显然是三片抄经前未及捣烂的废纸，它有力地证明了当时的造纸原料有废纸。该经卷的经尾上写有“乾德伍年丁卯岁七月二十四日善兴写经”的字样，说明写经年代为公元967年。西方人曾认为废纸渣纸是由德国路德维希、赫兹等人19世纪末首创的，其实他们至少要比我国晚900多年
火药的发明
火药的主要原料是木炭、硝石和硫磺。我国古代劳动人民很早就掌握了伐木烧炭的技术，约在公元前后，又在生产中发现了天然硫矿。西汉期间，硫磺、硝石都已有了相当数量的采集和应用。后来，在长期冶炼金属的实践中，逐步认识到硫磺的可燃性，硝石具有化金石的功能，不断积累了有关这些原料的性能等知识，为火药的发明奠定了基础。
到了唐朝，炼丹方士们找到了提炼硫磺、硝石、木炭的方法。他们夜以继日地炼丹，想炼就使人们长生不老的“仙丹”，没想到却炼出了有爆炸性的火药。唐初的著名医学家孙思邈著的《丹经》一书中，记载了配制火药的方法“优硫磺法”。即将硫磺、硝石的粉末放在锅内，然后加入点着火的皂角子，就会发生焰火。这是现在发现的最早一个有文字记载的火药配方。火药发明后，立即得到了广泛的利用。十四世纪，我国火药西传，在欧洲开始大规模推广，使之发明了枪、炮、弹药等。
算盘的发明
算盘究竟是何时何人发明的，现在无法考查，但它的使用应该是很早的。东汉数学家所著《数术记遗》载：“珠算控带四时，经纬三才。”北周甄鸾注云：“刻板为三分，位各五珠，上一珠与下四珠色别，其上别色之珠当五，其下四珠各当一。”可见汉代即有算盘，但形制与今不同。不过，中梁以上一珠当五，中梁以下各珠当一，则与现代相同。又据徐岳说，他的老师刘洪曾问学于道家天目先生，天目即曾传授珠算之法，可见至迟在东汉已出现算盘。
有些历史学家认为，算盘的名称，最早出现于元代学者刘因(1249年—1293年)撰写的《静修先生文集》里。在《元曲选》无名氏《庞居士误放来生债》里也提到算盘。剧中有这样一句话：“闲着手，去那算盘里拨了我的岁数”。公元1274年，杨辉在《乘除通变算宝》里，1299年朱世杰在《算学启蒙》里，都记载了有关算盘的《九归除法》。公元1450年，吴敬在《九章详注比类算法大全》里，对算盘的用法记述较详。张择端在《清明上河图》中画有一算盘，可见，早在北宋时或北宋以前我国就已普遍使用算盘这一计算工具了。
我国的算盘由古代的“筹算”演变而来。“筹算”就是运用一种竹签作筹码来进行运算。唐代末年，已见筹算乘除法的改进，到宋代产生了筹算的除法歌诀。15世纪中叶，《鲁班木经》中有制造算盘的规格。由于算盘普及，论述算盘的著作也随之产生，流行最久的珠算书是1593年明代程大位所辑的《算法统宗》。
由于珠算口诀便于记忆，运算又简便，因而在我国被普遍应用，同时也陆续传到了日本、朝鲜、印度、美国、东南亚等国家和地区。算盘的出现，被称为人类历史上计算器的重大改革，就是电子计算器盛行的今天，它仍然在发挥着特有的作用。
古代的鼓风机
我国古代早期的鼓风机叫“橐”(tuó)，是牛皮做成的一个口小腹大的大口袋，压迫橐腹则风从口出。因多个风橐排在一起鼓风，故又称“排橐”。橐开始是以人力手工操作的，东汉时杜诗改用水力做动力，称作“水排”，还有用马做动力，称作“马排”。
宋代将风橐改为简单的木风箱，称为“木扇”，箱后盖板为活动的，称为“排扇”，与连杆相连。当水轮转动通过其他机械带动连杆作直线往复运动时，排就随之作往复运动，把空气送入炉。
明代普遍使用活塞式木风箱，当时就已把它叫做“风箱”，风箱内装的活塞叫“鞴”(bèi)。
水排是我国最早的鼓风机，欧洲到公元11世纪才发明水力鼓风炉。
脚踏纺车的发明
用纺锤纺绩麻、葛，效率很低，纺线的拈度也不均匀，但自古至西汉都是如此。经过劳动人民不断实践，发明了手摇单锭纺车，这种纺车是从纺丝的缫车演变出来的。甘肃武威磨咀子东汉前期墓中已出土木纺锭，可见我国纺车的发明在东汉以前。单锭纺车效率仍不高，一昼夜能纺三两到五两纱。后经不断改进，单锭纺车改成多锭纺车，又由手摇改成脚踏，纺绩效率大为提高。
脚踏纺车是我国古代纺织机械史的一项重要发明。现在所知的最早一例，见于南宋蔡骥编订的《新编古列女传·鲁寡陶婴》插图，这是一架三个锭子的纺车。从纺纱人的双手动作姿势看，她是在将麻缕“绩条成紧”，而不是手握“棉筒”(粗棉条)“牵引渐长”，所以这是纺麻的纺车。元代出现了脚踏五锭麻纺车，每昼夜能纺2斤纱。此外，这时还有以人力、畜力或水力引动的大纺车，有32枚纱锭，一昼夜能纺100斤纱，这是当时世界上最先进的纺纱机械。在西方，直到1769年，英国人阿克莱才制出“水车纺机”，比中国的水转大纺车晚了几个世纪。
丝绸技术的发明
我国是历史上第一个发明丝绸的国家。远在有历史记载以前，我国就已发明了养蚕技术。在公元前16世纪至公元前11世纪的商代，我国种桑、养蚕、缫丝、织绸的技术，已有很大的发展。那时的人不但会织平纹的很细的绢，而且还能织菱形方格的绢。周代人已经能够控制丝支的粗细，并能把丝加以捻紧，然后织成绉织物，说明了当时缫丝技术的高度发展。
我国从商代就有官办的丝绸作坊，周代的统治者设有专职的官吏管理丝织。到了汉代，在长安设有专供皇家纺织的“东西二织室”，并在河南、山东、四川等丝绸的产区设立国家的工官，给皇帝收集丝绸锦缎。统治者生活骄奢淫逸，甚至连犬马都以锦为衣。隋唐以后，官办的丝织生产规模更大。
从汉代起，中国的丝绸不断大批地运往国外，成为世界闻名的产品。那时从中国到西方去的大路，曾被欧洲人称为“丝绸之路”，中国也被称之为“丝国”。
中国劳动人民从长期的劳动实践中，发明了养蚕、缫丝、织绸的技术，给人类的物质文明作出了极其光辉的贡献，这是祖国的光荣，也是祖国人民劳动智慧的结晶。
指南针的发明与使用
指南针是我国古代劳动人民发明的。早在战国时期，劳动人民已经发现了天然磁石吸铁和指示南北的现象。磁石把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一位母亲慈祥地抚摸着她的儿女，所以当时把磁石叫做“慈石”。人们利用磁石指示南北的特性，制成了指南工具——司南。《韩非子·有度篇》明确记载：“先王立司南以端朝夕”。由此可见，司南在韩非之前就已经出现了。
汉代司南的形制和使用方法在《论衡·是应篇》中有所叙述：一把小勺，安放在地盘上，小勺静止时，勺柄指向南方。后人根据这条资料和地下出土的汉代地盘实物，制成了汉代司南模型。小勺是用天然磁体磨成的，勺头底部是半球面，非常光滑，外力拨动勺柄，勺体即以球面顶端为圆心在地盘上旋转。地盘用铜做成，内圆外方。中心圆的圆面也磨得非常光滑，尽量减少勺体与地盘的摩擦，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干(缺“戊己”)、地支和二十八宿，除重合的不计外，共标出了24个方向。当小勺静止时，可以很方便地识别所指示的方向。这种勺形司南到8世纪时仍在应用。唐人韦肇的《瓢赋》中就有描述。
到宋代时期，我国劳动人民已会制造人工磁体，这是一个飞跃。制造人工磁体的方法有两种：一是把铁片剪成鱼形，放在火里烧红，趁热夹出，顺南北方向放置地面，冷却后因受地磁感应而带有了磁性;虽然磁性很弱，但人们用这种方法制成了指南鱼。另一种方法是把钢针在天然磁体上摩擦，因传磁而有了磁性。据沈括《梦溪笔谈》记载，北宋时有四种不同装置的针形指南针，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。
缕悬法是把一根磁针用单丝粘住，悬在木架上，针下则安放一个标有方位的圆盘;静止时，钢针就指示南北。沈括在试验缕悬法指南针时，多次发现磁针并不是指示正南正北，而是微偏西北和东南，从而发现了地磁偏角——地球南北极连线交叉构成的夹角。水浮法指南针是把磁针横穿灯草心，放在水碗内，利用灯草的浮力和水的滑动力，磁针则指示南北。缕悬法指南针转动灵活，在指导方位上准确性较高，但使用时不能有风，物体有时晃动，有很多限制。水浮法指南针漂浮水面，能相对保持磁针的水平和稳定，比较实用，正是这种指南针，首先应用于航海事业。
我国是最早把指南针应用于航海的国家。指南针在航海上的应用，又加速了指南针本身的发展。南宋时期，开始把磁针与分方位的装置组成一个整体。这种仪器近代叫罗盘，古代则有不同的名称，或曰地螺(罗)，或曰针盘，还有叫子午盘、定盆针、经盘的。公元1274年(宋度宗咸淳十年)吴自牧著《梦梁录》里面提到：舟船遇“风雨冥晦时，唯凭针盘而行”。最晚到这时，指南针已经发展成罗盘针了。但直到明代中叶，罗盘针仍然是水浮针。
元朝时期，还造成了立针式的指南工具——指南龟和指南鱼：在木刻的龟、鱼腹部安装磁体，下用立针支撑。它们的优点是以立针代替水浮，缺点是仍未与划分方位的装置配合成一个整体，使用不很方便。中国发明的指南针，在12世纪以后传到了阿拉伯国家和欧洲。指南针的发明和应用，推动了世界航海事业的发展和中西文化的交流。
徐光启创建“科学院”
明末科学家徐光启(公元1562年—1633年)，除了把自己的科学成果贡献给人类之外，他发展科学事业的思想和远大的战略眼光，也是值得称道的。
徐光启从科学实践中，认识到科学事业的发展“关切”到国计民生，因而产生“超胜”与“分曹”料理思想。“超胜”即从翻译入手，经过中国人的研究提高，做到与西方并驾齐驱，最终超过西方。为了实现“超胜”的目的，就要有相应的机构和人员，以保证造就一批人，能把科学研究继承、延续、发展下去。
崇祯元年(1628年)八月二十二日，徐光启到京朝见崇祯皇帝，不久被任为礼部左侍郎，旋擢尚书，兼翰林院学士。翌年六月成立“历局”，由徐光启督领，专门从事西洋历法的研究。一个月之后，徐光启给崇祯帝上了一个奏则——《条议历法修正岁差疏》，提出“度数旁通十事”的建议，建议在他的“历局”内开展以数学为根本，兼及气象学、水利工程、军事工程技术、建筑、机械力学、大地测量、医学、会计学及音乐等学科的研究工作。徐光启规划的学科范围，决不是“历局”所能包括的。他没有给它起什么名称，但实际上却是“科学院”的规模。只过了几天，崇祯帝作了批示：“度数旁通有关庶绩，一并分曹料理，该衙知道。”经过皇帝的批准，徐光启创建的“科学院”应该算正式成立了。
更为重要的是，徐光启在“度数旁通十事”里，提出“分曹”料理即分学科研究的思想，这是徐光启的“首创”。中国古代除了医生和“畴人”外，没有分工从事科学事业的人，他们在科学领域里也是通才，不是专才。徐光启首先提出“分曹”研究，给传统科学研究的发展开拓了崭新的道路。
英国1660年成立了皇家学会，这比徐光启成立的“科学院”晚了31年，然而皇家学会有着顽强的生命力。而徐光启的“科学院”，限于种种原因，却只是昙花一现。
沈括：中国科学史上的活坐标
北宋科学家沈括，仁宗嘉祐进士，神宗时参加王安石变法，曾出使辽国，官至翰林学士。1082年(元丰五年)因徐禧失陷永乐城(今陕西米脂西)，连累坐贬。晚年居润州，筑梦溪园(在今江苏镇江东郊)，举生平见闻撰《梦溪笔谈》。
这部著作是沈括毕生研究的科学结晶，书中记载了我国古代劳动人民的许多重要发明创造，是一部百科全书式的著作。书中内容涉及天文、历法、气象、数学、物理、化学、地理、生物、医药、建筑、冶金、文学、历史、音乐、艺术等许多方面。
沈括博学多能，成就很多。在司天监时，观测气象，绘图多幅，改造仪器;撰浑仪、浮漏、景表三仪;所提倡历法，与今阳历相似。在数学方面，创立“隙积术”(二级等差级数的术和法)、“会圆术”(已知圆的直径和弓形的高，求弓形的弦和弧长的方法)。他由雁荡等山的地形认识水的侵蚀作用;从太行山岩石中的生物遗迹，得知冲积平原形成的过程。医学方面，著《良方》十卷。著述传世的尚有《长兴集》。出使辽国时所撰的《乙卯入国奏情》、《入国别录》，在《续资治通鉴长编》中保存一部分。在物理学上的研究成果主要在声学、光学和磁学三个方面。他精通音律学，《梦溪笔谈》中有整整两卷是专讲音律的，用纸人做实验来显示声音的共振，就是他的一个发明，而同样性质的实验，在欧洲比他晚了五个世纪。
作为一个科学家，沈括的名字是与世长存的。英国著名学者李约瑟在他的《中国科学技术史》一书中，称沈括是“中国科学史上的活坐标”，称《梦溪笔谈》为“中国科学史上的里程碑”。
邹衍：中国古代科学的奠基者
与孔、孟的不见用于时不同，稍晚的邹衍却见重于齐梁赵燕诸国。后人称邹衍为阴阳家。董仲舒演绎阴阳，终始五德之说被无限扩大，把天人之间的变化联在一起，混杂《周易》，以《河图》、《洛书》相为经纬，使邹衍与道家的方仙、墨家的鬼神苟合于一处，成为一个怪迂狂诞之人。郭沫若先生在《十批判书》中以其真知灼见肯定邹衍是一位大思想家，不过仍未揭示邹衍何以被齐梁赵燕诸王公大人特别尊礼的原因。
近年来，邹衍五行说又为系统论治学者所看重。五行谈的相生、相克律和因之推导出的抑制、掩蔽、促进三原则被誉之“作为系统论的原型是当之无愧的”(查有梁语)。但这也是从哲学角度评价的。唯其如此，所以又说他“是战国诸家学说中最有害的一种”。
阴阳五行说始于《尚书》，史家早有揭示。邹子讲阴阳五行，把木火土金水这些自然物认作构成世界万物的基本元素，是地地道道的唯物论。古希腊、印度的哲学家以水、火、空气或地、水、火、风等元素说明世界，还未包含金。任继愈称“五行说是我国先进的生产技术在思想领域的反映”。生产技术问题，当是认识邹子的关键。
战国后期，科学技术发展非常迅速，是富于创造性的时代。据科技史家的论证，战国时在商周以来青铜冶铸技术高度发达的基础上，生铁冶铸、铸铁柔化和中碳钢的锻打、淬火等技术独步世界。而这种冶铁业主要分布于山东临淄(齐都)、河北易县(燕下都)、邯郸(赵都)及石家庄(属赵)等地。这些冶铁遗址的面积有达40余万平方米者，其规模之大可以想见。这恰是邹子得到隆重礼遇之国。有大规模的冶铁业就必然有大规模的采矿业。从识、探、采、冶到铸造出锋利的兵器和先进的工具是战国诸雄生死存亡的物质基础。技术科学因应战争需要而发展，古今同理。
史迁谓邹子之说，“先引中国名山大川，通谷禽兽，水土所殖，物类所珍，因而推之，及海外人之所不能睹”，又谓其“作怪迂之变，先验小物，推而大之”等等，正表明他并非是只谈阴阳五行的术士，而是实实在在的科学家和技术专家。其皇皇百余篇著述竟片纸不存，今难以知详了，只依据其木火土金水五个符号来论列邹子则难免以偏概全。至于“邹子之徒论著终始五德之运，至秦帝，而齐人奏之，故始皇采用之……为方仙道，形解销化，依于鬼神之事……则怪迂阿谀苟合之徒自此兴”(《史记·封禅书》)，不当归罪于邹衍。而其百篇大著以及中国古代的外科学(《黄帝外经》)等等无数书简的失传却必须归罪于秦火，倒是毋庸质疑的。
李约瑟先生称邹衍是“中国古代科学思想的真正奠基者”，是“自然主义者”，确是慧眼识珠之论，堪称是“波斯珠宝商人”，不会失眠的。
古代炼丹与化学实验
战国迄秦的方士们寻求天然仙药失败后，从西汉起就转向人工制造“仙药”，所以便有淮南王刘安“鸡犬升天”的故事。因此，公元二世纪是道教形成的非常重要的一百年。30年代，作为教义经典的第一部道书《太平经》出现。60年代左右，有魏伯阳撰写的阐述炼丹的第一部著作《周易参同契》问世。此间，正是方士过渡到道士的时期，以后被收入正统《道藏》洞神部众术类的著作就有10余种之多。
道士炼丹的主观意图，是要制造出长生不老、白日升天的“仙药”，但他们并不明白实际上自己是在做化学实验的工作，“丹房”就是他们的实验室。“仙丹”当然不可能制成，一旦吃下被称为“仙丹”的药物，便会中毒丧命(因为这种药物主要是铅、汞、硫的化合物)，却被称为“羽化”(蜕化升仙)或“尸解”。唐朝许多皇帝都迷信仙药，如宪宗李纯、穆宗李恒、敬宗李湛、武宗李炎等都是吃“仙丹”中毒暴卒的。宋代大文学家苏轼(东坡)是四川人，幼年时跟峨眉山道士张易简读书。有个要好的同学陈太初，笃信师道，服食丹药，结果“尸解”了。苏轼很聪明，不服丹砂，却行道士胎息养生之法，因此体质很好，尽其天年。
从道士配方烧炼长生不老之药来说是失败的，但是道士们在长期炼丹的实践中，不断地试验把不同份量的各种物质混和在一起用等差的温度烧炼，结果是化合出了新的物质，或者使一种物质的元素被离析出来。有时候在实验中也发生过重大事故，就是把不能混在一起烧炼的物质化合在一起的缘故。例如他们把硫黄、雄黄、硝盐和蜜混在一起烧炼，结果蜜烧成了炭，遇到硫黄和硝盐就发生了猛烈的爆炸，人亡屋毁。这便是火药的发明，但发明者竟是中国的炼丹道士。道士们吸取了失败的教训，但军事家却利用这个发明制造火枪和火炮，另外搞建设的人也利用这个武器去爆破障碍物。道士们的火药配方记载在公元八世纪成书的《真元妙道要略》一书中。
实验的规模有时是很大的，因为想长生不老的皇帝用封建国家的财力和物力去支持，甚至是封一座高山给道士做炼丹场所。名曰清静谨密，其实是炼丹需要用很多的能源，崇山峻岭有大片的天然森林，可供砍伐作为巨量的燃料。至于道士搞物质转化的试验，没有理论的基础，只是像缺乏素养的“厨师”，淡了便加把盐，咸了又加勺水。但切不要讥笑其幼稚，这样大规模而又持久的化学实验，在世界古代化学史上是没有第二例的。中国道士的炼丹术西传，引起了欧洲术士搞炼金试验，就为西方的近代化学开启了门路。道士们系统而又幼稚的实验，实质上对人类的早期科学发展作出了重要的贡献。
中国古代最早的数学文献
《尸子》 我国战国时尸佼著，《尸子》其中记载：“古者倕，为规、矩、准、绳，使下仿焉。”这可说明，我国在2500年前，就已有“圆、方、平、直”等形的概念。这是世界上最早的数学文献。
《周髀算经》 古代算经十书之一，是西汉或更早时期的天文历算著作，主要阐明当时的盖天说及四分历法。在数学方面，此书使用了相当繁复的分数算法和开平方法。在现存文献中，它最早应用勾股定理。
《九章算术》 至迟在公元一世纪时成书的数学专集，系统地总结了我国先秦到东汉初年的数学成就。全书分为九章：(一)方田(分数四则算法和平面形求面积法)，(二)粟米(粮食交易的计算方法)，(三)衰分(分配比例的算法)，(四)少广(开平方和开立方法)，(五)商功(立体形求体积法)，(六)均输(管理粮食运输均匀负担的计算法)，(七)盈不足(盈亏类问题解法，也涉及能够用这种解法处理的其他类型的算术问题)，(八)方程(一次方程组解法和正负术)，(九)勾股(勾股定理的应用和简单的测量问题的解法)。其中，负数(比印度早600多年)、分数计算，联立一次方程解法等都是具有世界意义的成就。有刘徽注和唐李淳凤等的注释。它是我国古代算经十书之一，也是世界古代著名的数学著作之一。
顺便提及“算经十书”。唐代国子监内设算学馆，规定《周髀算经》、《九章算术》、《孙子算经》、《五曹算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《海岛算经》、《五经算术》、《缀术》、《缉古算经》十部算术为课本，因而后世有“算经十书”之称。
古代中国向西方输出的技术
中华民族是勤劳的、富有智慧的民族，在历史上曾有过很多创造发明，其中有不少传到了国外，为人类文明的发展作出了伟大贡献。现将有些生产技术在中国出现的时间与在欧洲应用的时间作一比较：
发明
出现在中国
在欧洲(年)
发明
出现在中国
在欧洲(年)
链斗水车
2世纪
1672
钻井技术
1世纪
1126
轮碾磨
8世纪
1607
铸铁
2—4世纪
1300
冶金鼓风机
2世纪
1200
敞肩石拱桥
7世纪
1883
旋转风扇
2世纪
1556
铁索桥
5—8世纪
1741
活塞风箱
2世纪
1500
艉舵船
8世纪
1180
手拉织机
1世纪
400
火药
7—8世纪
1200
车轮
3—4世纪
1200
指南针
8世纪
1190
弩机
公元前
1100
造纸术
5世纪
1140
陀螺
4世纪
1700
活字印刷
11世纪
1440
风筝
4世纪
1589
瓷器
6—8世纪
1800
中国古代度量衡简史
远古时候，我们的祖先在生产实践中，逐步建立起大小、多少、方圆等数量和形状的观念，并产生了“数”的概念，总结出许多计数的方法。随着生产、交换的发展，确立了标准，产生了统一的计量方法，逐渐创造了尺、斗、秤等用途不同的计量工具。
《大戴礼记·五帝德》说，黄帝时设置有衡、量、度、亩、数，谓之“五量”。《尚书·舜典》说舜“同律度量衡。”《史记·夏本纪》说大禹“身为度，称以出”。古文献上的这些属于历史传说时期的零星记载，多少反映了商周以前的度量衡简况。
商周时期，度量衡器及其管理制度已比较完备，已采用了先进的十进位制。当时，中央和地方都设有专职的官吏，负责度量衡标准器的颁发、检定和使用。
春秋时期，诸侯国各自为政，度量衡制度混乱。战国时期，各诸侯国为了便于商品交换和征收赋税，都十分重视度量衡的整顿和统一。如齐国的田氏，在夺取政权以后，将四进位制改为五进位制，并颁发了标准量器。
秦国商鞅实行变法，改革了度量衡制，实行“平斗桶、权衡、丈尺”之法，并在公元前344年颁发了标准量器商鞅铜方升，为秦始皇统一全国度量衡打下了基础。
秦朝建立后，用法律形式统一了度量衡，主要是：(一)皇帝亲自颁布统一度量衡的命令。这个命令刻在或铸在量器、衡器上，或者刻在铜版上，再嵌在量器、衡器上，作为使用凭证;(二)中央制造颁发度量衡标准器，作为各地制作和检定的标准;(三)每年对度量衡器鉴定一次。这些措施，有利于中央集权的巩固，促进了社会经济的发展，对后世度量衡制度有着深远的影响。
汉代承袭了秦代的度量衡制度。西汉长度单位是分、寸、尺、丈、引，都是十进位，一丈等于十尺，一尺等于十寸。量的单位是龠(yuè)、合、升、斗、斛(hú)，除一龠等于半合外，其余都是十进位。衡的单位和进位关系是：二十四铢等于一两，十六两等于一斤，三十斤等于一钧，但钧等于一石。
三国鼎立时期，基本沿用前代制度，度量衡无大变化。两晋南北朝时，度量衡制度比较混乱。但自南北朝开始，度量衡就正式形成了大小制。所谓小制，即秦汉之制，主要用于调乐律、测日影、定药量以及制作冠冕礼服等，其他方面都通行当时的大制。
隋文帝统一全国，建立了隋朝，再次统一度量衡，把前期增大的量值固定下来。这时尺度比秦汉增大了28%，量和衡，单位量值增长了约两倍。
唐承隋制，唐代将一两定为十钱，废除了二十四铢为一两的进位制。
从唐代至明清，度量衡相对统一，制度更加完备。宋代在衡器方面创制了精密、灵敏的戥(děng)称，最小可称一厘，合今零点零四克。在最小的重量单位“钱”下，增设了十进位制的分、厘、毫、丝、忽。将长度单位移于衡制，这是宋代的一个创造。量制也做了调整，将十斗一斛改为五斗一斛，两斛为石。在形状上，宋以前的斛是圆筒形，宋将升、斗、斛一律改为截顶方锥形。
明代资本主义已经萌芽，度量衡也有发展，常用尺分为营造尺、裁衣尺和量地尺三个系统，衡器种类有杆秤、天平和精巧的戥子。
清代度量衡基本沿用明制。
中国是数学史最长的国家
中国数学发展史，自公元前2700年起，到今日为止，已有4000多年的历史。日本著名数学家三上义夫在《中国算学的特色》中说：从数学发展史来看，一个国家有如此长久的数学史，这是世界其他国家所不能比拟的。世界其他文明古国的数学史，希腊自公元前六世纪至公元四世纪，不过1000年左右;阿拉伯仅限于公元八世纪至公元十二三世纪;日本的数学发达是在德川时代(公元1603年—1867年)，大约只有两三百年;至于现在欧洲这些国家，公元十世纪以后才有数学史。
中国数学史可分为五期：
第一期，自公元前2700年至公元前200年，为上古期。善于数学的人据说有伏羲氏、黄帝、隶首以及倕等人，主要成就有结绳、记数、规矩画图、九九乘法口诀、十进法以及数学教育等。
第二期，公元前200年至公元1000年，为中古期，代表人物有魏朝刘徽，南北朝祖冲之、祖日恒等人。主要成就可以概括在“算经十书”，即《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《王曹算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《周髀算经》、《五经》、《缉古算经》、《缀术》中。后来，因《缀术》一书散失，就用《数学记遗》代替。“算经十书”研究的主要内容有分数的应用，整数勾股形的计算，开平方法与方程的应用，平面和空间图形的计算，三等数法的输入等。
第三期，自公元1000年到1367年，这一时期数学最发达，代表人物有贾宪、秦九韶、李治、杨辉、郭守敬、朱世杰等。主要成就有高次方程及高次方程组的解法，二项式展开项系数三角形的研究，已知三边如何求三角形的面积等。
第四期，自公元1367年到公元1750年，主要成就有珠算发明，笔算的应用等。徐光启、薛凤祚、王锡阐、梅文鼎等人翻译了几何、代数、三角书籍，介绍引用了对数表、三角函数表。
第五期，自公元1750年到1912年，主要成就有“算经十书”的传刻，开展对宋朝和元朝数学的研究和讨论以及新旧数学的分类研究等。
中国的科技管理体系
总体来说，中国的科技发展管理体系模式是高度集中型的。在这种模式下，中国政府将科技活动管理、相关的生产活动管理和资源分配的最终权力集中在特定的权力部门，其他部门负责制定和实施相应的政策或短期项目。科学技术管理的组成结构分为三个层次：最高决策机关——国家科技教育领导小组;执行层和协调层——科学技术部、其它部委及地方的科技管理部门;具体科研机构(高等学校、研究院所、企业等)的管理层。
中国主要科技管理机构及职能：
1、国家科技教育领导小组
1998年，中国国务院成立了国家科技教育领导小组，时任总理的朱镕基担任组长。现任组长为温家宝总理，副组长为刘延东国务委员。成员包括：国家发展和改革委员会主任、教育部部长、科学技术部部长、国防科学技术工业委员会主任、财政部部长、农业部部长、中国科学院院长、中国工程院院长、国务院副秘书长、国家自然科学基金委员会主任。国家科技教育领导小组的主要职责是：研究、审议国家科技和教育发展战略及重大政策;讨论、审议科技和教育重要任务及项目;协调国务院各部门及部门与地方之间涉及科技或教育的重大事项。国家科技教育领导小组下设办公室，负责处理领导小组日常的事务性工作。办公室设在国务院办公厅。
2、科学技术部
科技部是国务院对科技工作进行归口管理和协调的政府部门。其主要职责包括：(1)研究提出科技发展的宏观战略和科技促进经济社会发展的方针、政策、法规;研究科技促进经济社会发展的重大问题;研究确定科技发展的重大布局和优先领域;推动国家科技创新体系建设，提高国家科技创新能力。(2)组织编制全国民用科学技术发展的中长期规划和年度计划。研究制订加强基础性研究、高新技术发展的政策措施;负责重大基础性研究计划、高技术研究发展计划、科技攻关计划，负责国家科技能力建设和产业化环境条件建设。(3)强化高新技术产业化及应用技术的开发与推广工作;研究科技人才资源的合理配置，提出充分发挥科技人员积极性、创造科技人才成长良好环境的相关政策;推动科学技术普及工作。(4)研究制订中国对外科技合作与交流的方针、政策等。
3、其他部委
国家发展与改革委员会、教育部、农业部、卫生部、信息产业部等部委均参与相关的科技管理。例如，国家发展与改革委员会也具有重要的科技管理职能，即做好科学技术、教育、文化、卫生等社会事业以及国防建设与整个国民经济和社会发展的衔接平衡，推进重大高技术成果的产业化，提出经济与社会协调发展、相互促进的政策，协调各项社会事业发展中的重大问题。国家教育部则协同科学技术部拟定国家基础研究的方针、政策和发展规划，规划并指导高等学校的自然科学和哲学、社会科学研究;宏观指导高等学校的高新技术应用研究与推广、科研成果转化和“产学研”结合等工作;协调并指导高等学校承担国家重大科研项目、国防科技攻关项目的实施工作;指导高等学校国家重点实验室、工程研究中心的发展建设。
4、国家自然科学基金委员会
国家自然科学基金委员会的主要职责是根据国家科技发展的方针政策，运用国家财政拨款，资助基础研究;发现和培养人才;协同科学技术部拟定国家基础研究的方针、政策和发展规划;同外国的政府科技管理部门、科学基金会及有关学术组织建立联系并开展国际合作等。国家自然科学基金委员会下设7个科学部，即数理科学部、化学科学部、生命科学部、地球科学部、工程与材料科学部、信息科学部、管理科学部。
5、中国科学院
伴随着中华人民共和国诞生而成立的中国科学院不仅是中国科学技术方面的最高学术机构，同时也是全国自然科学与高新技术综合研究中心。中国科学院设有数学物理学部、化学部、地学部、生命科学与医学学部、技术科学部、信息技术科学部。由于中国科学院下属大量科研机构，中国科学院院部具有很强的管理职能。
6、中国工程院
中国工程院是中国工程科学技术界的最高咨询性学术机构，对国家重要工程科学与技术问题开展战略研究，提供决策咨询，致力于促进工程科学技术事业的发展。中国工程院设有机械与运载工程、信息与电子工程、化工冶金与材料工程、能源与矿业工程等8个部。
另外值得一提的是中国科学技术协会。中国科学技术协会是科学技术工作者的群众组织，现已发展成为拥有按自然科学、技术科学、工程技术及其相关科学的学科组织，以促进科学技术发展和普及为宗旨的168个全国性学会(协会、研究会)、31个省级科协及广泛的地方、基层组织的科技团体。
中国的科研体系及主要科研机构
中国的科研体系主要由国有研究开发机构、高等学校、企业等方面的科技力量组成。
1、国有研究开发机构
国有研究开发机构是中国研究开发的重要力量。
中国科学院成立于1949年11月1日，目前它不仅是中国科学技术方面的最高学术机构，同时也是全国自然科学与高新技术综合研究的发展中心。在中国科学院所属的科研机构中，集合了一大批中国最优秀的科学家。他们主要从事基础研究、社会公益研究、高新技术研究与开发，以及兴办高新技术产业，同时培养了一大批优秀科技创新人才。中国科学院拥有分布在全国各地的专业科技人员6万余名，他们在100多个研究所、400多家科技企业、3所院属大学，以及北京地区以外的13个分院中工作，下属院所设有国家重点实验室52个。中国科学院院士是国家设立的科学技术方面的最高学术称谓，每两年增选一次。在中国，院士拥有终身荣誉。年龄超过80岁的院士获得资深院士的称号。
中国农业科学院是中国的国家级农业科研机构，担负着全国农业重大基础与应用研究和高新技术产业开发研究的任务，在解决农业及农村经济建设中基础性、方向性、全局性、关键性重大科技问题等方面发挥着重要的作用。中国农业科学院目前拥有39个研究所(中心)，其中从事种植业研究的有16个，养殖业10个，经济、环境资源8个，农业工程和高新技术5个。中国农业科学院现有科技人员5975人，拥有2个国家重点开放实验室。
中国林业科学研究院成立于1958年，目前是国家林业局直属的社会公益性科研机构。主要任务是：以林业应用研究为主，同时开展应用基础与高新技术研究、开发研究和软科学研究，着重解决林业建设中带在全局性、综合性、关键性和基础性的科学技术问题，为建设现代化林业服务。主要研究领域包括：森林培育、森林生态环境与保护、资源管理、木材加工利用、林产化工、资源昆虫、林业经济与科技信息等。目前下设11个研究所、4个研究开发中心、4个林业实验中心，分布在全国11个省(区、直辖市)。全院建成2个国家级工程(技术)研究中心、8个部级重点开放性实验室。
中国医学科学院成立于1956年，是中国惟一的国家级医学科学学术中心和综合性科学研究机构。它拥有20多个研究所，其中包括临床医学研究所、基础医学研究所、心血管病研究所、药物研究所、医学信息研究所、肿瘤研究所、医药生物技术研究所、微循环研究所等;还有7所医院、4所学院和5所分院。
中国环境科学研究院是国家环境保护总局直属的国家级综合性环境科研机构。目前拥有17个研究所、实验室和中心;形成了包括两名院士、近百名高级研究人员和一批博士、硕士研究生的400余人的科研、开发与教学队伍。
2、高等学校
和世界上其他许多国家一样，中国在许多科学研究领域，尤其是自然科学基础理论研究以及人文科学领域，高等学校进行的研究工作是很重要的组成部分。近些年来，在中国的大学中，有关应用性基础理论的研究进展很快。清华大学、北京大学、浙江大学和复旦大学等一批著名大学的研究一直处于国内的领先地位，在国际上也享有盛名。
在与其他研究机构及企业的合作中，中国有一套在大学进行科研，再把科研成果返回到生产的独特发展模式，即用理论来解决生产实践中的问题，然后再返回去，形成市场上富有竞争力的产品，把科研成果转化成市场需要的商品。可以说，大学已经在国家的科技工作中占有重要地位，“高校已经成为中国基础研究方面的主力军、应用研究的重要方面军。”
3、企业
在计划经济时期，中国的科研资源主要分布在独立科研院所，科研工作也主要在独立科研院所和高等学校中进行。随着中国科技体制改革的进行，中国的科研主体已经实现了从独立科研院所向企业的战略转变。
近些年来，大量高技术企业在中国迅速崛起，发展壮大，有的已经发展成为在中国举足轻重和具有相当规模的企业集团，如联想集团、四通集团、方正集团、紫光集团、东大阿尔派集团等，它们还创造出了一批有足够影响的著名品牌。
为了提升中国的产业技术，中国政府已经采取了一系列措施，支持试点企业研发中心的建设，打算在试点企业基本建成国际一流的研发中心，推出一批居于国际前沿的原创性研发成果，为国内企业提供有益的借鉴和应用。
科教兴国战略
1995年5月，中共中央、国务院颁布《关于加速科学技术进步的决定》，首次正式提出实施科教兴国战略，引起了国人广泛关注。
“科教兴国”战略的理论基础来源于邓小平关于科学技术是第一生产力的思想。1977年，邓小平提出：“我们要实现现代化，关键是科学技术要能上去”，“靠空讲不能实现现代化，必须有知识，有人才”。“不抓科学、教育，四个现代化就没有希望，就成为一句空话”。1988年，他进一步指出：“马克思说过，科学技术是生产力，事实证明这话讲得很对。依我看，科学技术是第一生产力。”他明确把科教发展作为发展经济、建设现代化强国的先导，摆在我国发展战略的首位。
党的第三代中央领导集体高度重视科技进步在推动社会主义现代化中的关键作用。1989年11月，江泽民在全国科技奖励大会上提出，发展科学技术是全党的历史性任务。1991年5月，江泽民在全国科协第四次代表大会上，向全国发出了“把经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质轨道上来”的号召，并强调这一转移与十一届三中全会把党的工作重点转移到经济建设上来具有同等重要的战略意义。
经过几年的探索实践，1995年5月6日，中共中央、国务院颁布了《关于加速科学技术进步的决定》，首次提出在全国实施科教兴国的战略。同月，为全面部署落实这一决定，中共中央、国务院在北京召开全国科学技术大会。江泽民在会上阐释了科教兴国战略的内涵：“科教兴国，是指全面落实科学技术是第一生产力的思想，坚持教育为本，把科技和教育摆在经济社会发展的重要位置，增强国家的科技实力及向现实生产力转化的能力，提高全民族的科技文化素质，把经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来，加速实现国家繁荣强盛。”
同年9月，中共十四届五中全会通过《关于制定国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标的建议》，把实施科教兴国战略列为今后15年直至21世纪加速我国社会主义现代化建设的重要方针之一，强调“实施科教兴国战略是历史的必然选择”。1996年3月，八届全国人大四次会议正式批准的《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》，将科教兴国作为一条重要的指导方针和发展战略上升为国家意志。1997年党的十五大进一步明确了将科教兴国战略作为我国经济发展的战略之一。
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