古代科技的产生与科技典籍的出现
从远古时代起，我国各民族先民就劳动、生息、繁衍在这片广袤的土地上。从科技史的角度考察，在距今170万年前的云南元谋人、50万年前的北京人和十万年前的北京山顶洞人所处的旧石器时代，远古先人就已掌握了石器和骨器的打制、火的利用、弓箭的发明等三项技术。在6000多年前的新石器时代，则已出现了陶器以及原始农业和畜牧业生产。我国的夏、商、周三代，由于青铜冶铸技术的发明和提高，青铜工具的使用，促进了农业、畜牧业的不断发展，手工业也出现了冶炼、纺织、陶瓷、皮革、酿酒、缝纫和土木营造等技术和行业。在长期实践经验的基础上，夏、商、周三代已产生了农学、医学、天文学和数学等早期自然科学，形成丁阴阳五行说和八卦说等自然观，为我国科技发展第一个高峰的到来打下了基础。
在春秋战国，古代科技发展出现了第一个高峰。首先，铸铁的出现比西方早约2000年。其次，农业方面对土壤、农作物及其关系有了一定的科学知识。与农业密切相关的天文学有了很大发展，通过对天体的系统观测，确立了四分历系统的历法，其中如十九年七闰法、七十六年法等都具有世界先进水平。此外，数学、物理学、医学、地理学等都有一定造诣。我国古代的第一批科技典籍，正是在这种实践的基础上应运而生的。
西周、春秋时期手工业分工的细密及手工技术的规范化和科学化，反映在春秋末年齐国人的著作《考工记》中，它是当时手工业技术规范的总汇，是记录整理春秋以前及当时手工技术经验的科学著作。《考工记》前有概述，后分“教人”、“舆人”等30项，记录了运输和生产工具、兵器、乐器、容器、玉器、皮革、染色、建筑等30种生产部门的设计规范和制造工艺。在记载制造工艺的同时，对一些科学理论作了直观的描述，如在讲到车子、车轮的制造时，记载了惯性现象和摩擦理论；其中关于青铜冶炼“金有六齐”的说法，是世界上最早对十合金成分分析研究的记载；书中还涉及到分数、角度和标准量器容积的计算等数学知识。《考工记》是我国现存最早的科技典籍，汉代学者将它并人《周礼》中，清代学者对它研究很多，较著名的有戴震的《考工记图》、程瑶田的《考工创物小记》。
春秋战国时期，我国医药学得到迅速的发展，因而涌现了一批医学典籍，长沙马王堆3号汉墓出土的帛书中，《足臂十一脉灸经》《阴阳十一脉灸经》《五十二病方》《导引图》等，就是此期关于经脉、医方和医疗体育的专门著作。对后世影响最大的，是战国时出现的医学理论著作《黄帝内经》。该书原名《内经》，全书18卷，162篇，包括“素问”、“灵枢”两部分。内容以论述人体解剖、生理、病理、病因、诊断等基础理论为重点，兼述针灸、经络、卫生、保健等多方面。该书运用阴阳五行学说阐明因时、因地、因人制宜辨证施治的医疗原理；它系统总结了具有中华民族独创性的脏腑经络学说；详细记载了全身十二正经、奇经八脉和全身脉络、腧穴，以及它们的分布循行与针疗、刺法、刺禁等具体内容；此外，还在病因、诊断、治疗等方面总结了一系列具有指导意义的原则和方法，如临床病症方面叙述了44类，共311种病候；诊断方面有运用切脉结合望诊的总结，治疗方面有“治未病”、以防病为主的医疗思想。两千多年来的医疗实践证明，《黄帝内经》是一部科学价值极高的中医学经典名著，一直为国际医学界和科学史家所重视，它的部分内容已译成日、英、德、法等国文字在世界流传。
由于春秋战国时疆土扩大，各民族间的往来日益频繁，人们对地理知识了解的要求空前提高，《山海经》《禹贡》等地学著作正是在此基础上顺应社会发展需要而产生的。《山海经》十八卷，由“山经”“海经”和“大荒经”组成。其中“山经”部分内容首次对超过黄河流域和长江流域的广大地区进行了自然环境方面的概述。它按方位将地域区分为东西南北中5个部分，各部分以山为纲，分26列，叙述了447座山脉的位置、水文、动植物、矿物特产以及神话传说等。“海经”和“荒经”的内容因传闻和神话较多，其科学价值则不如“山经”重要。
《禹贡》大约成书于春秋时期，后被收录在最早的文献汇编《尚书》中。《禹贡》依据自然条件中的河流、山脉和大海的自然分界，把所描述的地区分为冀、兖、青、徐、扬、荆、豫、梁、雍九州，比《山海经·山经》缺乏彼此有机联系、简单分为五区的分区原则前进了一步，更富有地理意义。它描述了九州在贡品、田赋和运输路线方面的地区差异，记载了各区的自然条件，说明了不同地区的地理特色。《禹贡》是一部原始的经济地理学著作，它于土壤学与水利工程学方面也有所记载。
春秋战国“百家争鸣”的局面不仅是科技发展的一个动因，也是此期科技研究的显著特点。因此，在《墨子》《管子》《庄子》等一些诸子著作也有不少科技知识和内容的记载，它们对于后世科学思想的发展同样有深刻的影响。
古代科技发展期的科技典籍
秦汉到三国魏晋南北朝这一时期，是我国古代科技事业持续进步和发展的重要阶段。其发展特征是，我国古代各学科体系在秦汉时期相继形成，一些奠基性的科技典籍接续出现，为后世的科技发展奠定了方向。三国魏晋南北朝时期虽然战乱频仍，但由于两汉以来的文化专制大大削弱，各种思想比较活跃，所以私人著述较前增多，高水平的科技典籍不断涌现，反而出现了科技发展的第二个“黄金时代”。秦汉魏晋南北朝的科技典籍，反映出此期科技事业蓬勃向上的兴旺景象。
在农学方面，反映汉代农业科技成就的著作主要有西汉汜胜之的《柺胜之书》和东汉崔寔的《四民月令》。《柺胜之书》成书于汉成帝（前32～前7）时期，全书十八篇，总结了我国北方特别是关中地区的耕种技术，对农业耕作原理提出了一些基本原则，如“趣时”“和土”“务粪泽”“早锄早获”等；所述种子处理的“溲种法”和集中使用水肥、提高单位面积产量的“区种法”，至今仍值得重视和研究。《四民月令》则是最早的一部农家历，它以月令的形式，列举一个年度内普通农家所从事的经济活动，其中大部分内容与农业生产有关。两书流传到宋元之际就已失传，但各有部分内容保存在《齐民要术》之中。
南北朝时期，北魏贾思勰的《齐民要术》是我国现存最早、最完整的一部农书，它系统地总结了六世纪以前我国的农学成就，也为后来农学的发展奠定了墓础。《齐民要术》除“序”和卷首的“杂说”外，共分10卷，92篇，全书约11万字。卷一、二记农作物耕种，涉及谷物、纤维作物、油料作物；卷三记蔬菜；卷四记果树等木本植物栽种法；卷五记林木和染料作物；卷六记畜牧、渔业；卷七至卷九记酿造、食品加工保存、烹调方法等农家手工业；卷十仅一篇，记域外农作物。书中采用歌谣和民谚30多条，引用它书达150多种。其内容包括农、林、牧、副、渔各个方面，是一部空前完善而宏伟的百科式农书。此外，晋朝嵇含的《南方草木状》，戴凯之的《竹谱》等植物志，也是此期的重要农学著作。
两汉魏晋南北朝的一些史书、地理书中也总结了自战国以来我国农田水利建设方面的成就，如《华阳国志》记载了战国时期大型水利灌溉设施都江堰工程，《史记·河渠书》记载了郑国渠工程，《汉书·沟澶志》记载了汉代龙首渠、六辅渠、白渠等灌溉河渠的开凿，《后汉书·王景传》记述了东汉时王景对黄河的治理。
在天文学方面，汉代著名历法有西汉司马迁等人的《太初历》、刘歆的《三统历》、东汉贾逵等人的《四分历》、刘洪的《乾象历》等。西汉历法已确定独立的体系，具备了后世历法有关于气、朔、闰、五星、交食、晷漏等主要内容。魏晋南北朝时，刘宋祖冲之编制的《大明历》，则在岁差、回归年长度值和朔望月长度值方面取得了较大的进步。除了历法外，东汉时创制浑天仪和地动仪的张衡还著有《浑天仪图注》和《灵宪》两部天文学专著。前者阐述了有关天体的挥天说及浑天仪的原理构造，但已失传；后者则总结了有关宇宙生成与演化的思想，记录了2500颗恒星，画出了我国第一张完备的星图。《灵宪》比西方著名天文学家哥白尼、开普勒、伽利略等人的著作早了1000年，它在我国天文学发展史上意义重大。
在春秋战国数学发展的基础上，秦汉时期出现了我国最早的一批数学专著，《周髀算经》和《九章算术》是流传至今最古老的算书。这两部古算书虽成书于西汉，但皆不是一时一人之作，而是经过多人修改和补充而最后完备起来的，其中不少内容反映了先秦的数学成就。《周髀算经》二卷，上卷的第一部分记录的是周公与商高的对话，涉及勾股定理与表、圆和方的使用，以及高与远的测量。第二部分是陈子和荣方的对话，主要讨论日影；下卷记载了与太阳的周年运动有关的计算，讨论了恒星的中天、二十八宿、十九年闰周等天文学问题。《周髀算经》至今仍有宋刻本流传于世。
今本《九章算术》是从《永乐大典》中辑出的刘徽注本，共九卷，每卷一章，分列246个问题进行解答，类如一部习题集。书中记载了当时世界上最先进的分数四则运算和比例算法，解决各种面积和体积的算法，以及利用勾股定理进行测量的手段。其较高的成就还在于代数方面，如记载了开平方和开立方的方法，求解一般一元二次方程的解法，还有联立一次方程的解法，这些都比欧洲的同类算法早出1500多年。书中所提出的负数概念以及正负数的加减法运算法则，也是世界数学史上处于第一位的。《九章算术》对后世的影响大大超过了《周髀算经》，它在宋以前一直是人们学习数学的教科书，它的著述体例，也常为后世许多数学著作所仿效。
魏晋南北朝进一步充实和发展了古代数学体系的内容，唐代编纂的《算经十书》中，就收入魏晋南北朝的数学典籍七部，其中包括魏晋时刘徽的《海岛算经》，今存《永乐大典》辑本；魏晋时成书的《孙子算经》，此书佚名，今存；南北朝时夏侯阳的《夏侯阳算经》，此书今佚，仅存六百余字；南北朝时张邱建的《张邱建算经》，此书今存；南北朝时祖冲之的《缀术》，此书今佚，在此书中，祖冲之将π值由刘徽的“3.141024”进一步推算为“3.1415916”和“3.1415927”之间，成为世界上第一个最精密的圆周率，这一计算结果今保存在《隋书·律历志》中；此外，还有北周时期甄鸾的《五曹算经》与《五经算》，此两书流传至今。
在中医学方面，秦汉魏晋南北朝之间出现了张仲景、华佗、王叔和等一批中医名家，他们把中医医药学推进到一个崭新的发展阶段。据《汉书·艺文志》记载，汉成帝河平三年（前26年）整理国家所藏医书时，就已有“医经七家，二百一十六卷”，“经方十一家，二百七十四卷”。在此基础上，西汉中医学又产生了一批重要的中医典籍，成书于汉代的《神农本草经》，是我国现存最早的药物专著，它概括了战国、秦汉以来药物知识和药物学基本理论，收载植物药252种、动物药67种、矿物药46种，共365种。它对各种药物的主治、产地等都有详细记载，并根据其性能和使用目的分为上、中、下三等。它提出了医方中主药与辅助药之间的“君、臣、佐、使”配伍原则，以及药物的“四气五味”学说，这些理论反映当时的药物学已经达到一定的水平。
东汉大医学家张仲景的《伤寒杂病论》，则创造性地继承了《黄帝内经》的学术思想，是一部基础理论与实际治疗密切结合的临床医著。《伤寒杂病论》原著已佚，今本是由晋代王叔和整理成的《伤寒论》和《金匮要略》两部分，前者10卷，计397条，载方113首，专论伤寒一类急性传染病；后者6卷，25篇，载方262首，以论述内科、外科、妇科等杂病为主要内容。《伤寒杂病论》从辨证到立法，从立法到拟方，从拟方到用药，环环紧扣，形成了一整套辨证论治的原则，为我国的中医治疗学奠定了基础。
魏晋南北朝时期，我国传统的医药学进入一个广泛总结整理的阶段。晋代名医王叔和除整理张仲景的《伤寒杂病论》外，还对历史上的脉学著作进行了系统的归纳，撰成我国现存最早的脉学专著《脉经》10卷，书中列举了24种脉象，对每一种脉象都作了简明扼要的概述，中医学中独特的针灸治疗技术，亦由晋代的皇甫谧总结为《针灸甲乙经》12卷，全书分118篇，记述单穴49个、双穴300个，共349个经穴，并具体指明了针刺深度、留针时间和艾灸时间，是我国现存最早的针灸学经典著作。另外，此期还出现了西晋葛洪的《肘后方》，南齐陶弘景的《神农本草经集注》，刘宋雷教的《炮炙论》等著名医著，前两者流传至今，后者仅有辑佚本传世。
秦汉以来，我国的地理学得到较为迅速的发展。1973年，从长沙马王堆汉墓中出土了三幅汉初的地图，它们分别是地形图、驻军图和城邑图，表明当时的地图测绘技术已比较发达，班固《汉书·地理志》的编撰，也说明了当时地理知识的丰富。进入魏晋南北朝之后，地理书的编撰形成高潮，按各种书目记载，此期有关地理的典籍有三百种之多，其中著名的如挚虞的《畿服经》、陆澄的《地理书》、任防的《地记》、谯周的《三巴记》、常璩的《华阳国志》、桑钦的《水经》和郦道元的《水经注》。但是，当时的大部分地理学著作都未能流传下来，保存至今的仅有《水经注》和《华阳国志》等少量著作。
此外，东汉魏伯阳的《周易参同契》、晋代葛洪的《抱朴子》最早记载了古代的炼丹术，是我国早期重要的化学典籍。
古代科技延伸期的科技典籍
隋唐至宋元时期，随着封建制度的成熟和完备，对科学技术的不良影响则越来越明显，我国的科技事业在此期进入了缓慢发展的阶段。但是，各科技部门的发展是很不平衡的，在缓慢发展的总趋势下，有的领域仍然取得了举世瞩目的成就，如我国古代“四大发明”中的火药、指南针和印刷术，就在宋代出现和传播。另外，有些为封建统治者所需要的工艺技术，也迅速提高，其中尤以陶瓷、丝织和建筑更为突出。从各个学科来看，数学与中医学在宋元则仍有重大的发展。隋唐至宋元时期，科技发展的总体水平仍然处于世界领先地位，此期产生的大量科技典籍充实了我国的科技理论宝库。
在天文测量上，隋唐两代的成就表现在土圭测影技术和理论的改进、计时漏刻的改造、对地球子午线长度的首次测量、浑天仪的制造及对周天星度的普遍观测等。宋元时期，对隋唐的浑仪、浑象、计时漏壶和圭表都有所改造和创新，并利用这些仪器作过多次大规模的天文测量，保留至今的苏州石刻天文图刻星1430多颗，所刻便是北宋元丰年间天文观测的结果。遗憾的是以上天文学成就未能形成专著，只是记录在有关史书的“天文志”或“律历志”中。隋唐之际出现了大批历法，隋有三部，唐有八部，其中又以隋代刘焯的《皇极历》和唐代僧一行的《大衍历》成就较大。宋元之际，历法频更，宋代十八朝天子，历法也有18种，其更换频繁的原因主要是历法不能与天象符合，所以宋代历法除杨忠辅的《统天历》外，大多在科学上无甚创新。到了元代，郭守敬、王恂等人吸取了前代各历的精华，加上自己的创新，终于编制出我国古代最优秀的历书《授时历》。这部历法所采用的一些重要数据在当时是世界上最精确、最先进的，它把我国古代的历法体系推向了高峰。
隋唐时，国家的统一安定及政府的提倡和重视，农业生产有较大的发展。但是却未出现成就重大的农学典籍。今传唐代较重要的农书有陆羽撰写的《茶经》；有陆龟蒙所撰、专门记载农具的《耒耜经》；有李石所撰的兽医典籍《司牧安骥集》；有韩鄂所撰的农家月令《四时纂要》。农学典籍的编撰在宋元时出现了高潮，其中成就显著、对后世影响甚大的有南宋陈敷的《农书》，该书的特点是突破旧农书以作物品类分篇的体例，而以农事特点分篇。成书于元代至元年间的《农桑辑要》，是我国古代第一部官修农书。由元代著名农学家王祯所撰的《王祯农书》，不仅总结了农业生产技术和经验，而且以281幅插图全面地介绍了当时农业器械性能和构造。此外，如北宋秦观的《蚕书》、欧阳修的《洛阳牡丹记》、蔡襄的《荔枝谱》、陈景沂的《全芳备祖》；南宋王灼的《糖霜谱》、刘蒙的《菊谱》、韩彦直的《桔录》；元代鲁明善的《农桑衣食撮要》等，也都是各有特点的农学典籍。
隋唐宋元时期，水利建设工程在南北方都得到大力推广和发展。隋代有南北大运河的开凿，唐代兴修的水利工程有二百余处，在敦煌发现的唐代《水部式》残卷，反映了唐代对农田水利建设的重视和管理。据统计，在整个11世纪，北宋进行的水利工程有一万多处，南宋续有兴修，元代则有郭守敬对通惠河、京杭大运河、黄河的治理。大量的水利建设成就和经验除记载在王祯的《农书》之外，也由一些水利文献总结出来。此期保存下来的水利专著有宋代官修的《农田水利约束》，单锷的《吴中水利书》，魏岘的《四明它山水利备览》等。
在数学方面，隋唐时较著名的数学专著有唐代王孝通的《缉古算经》。隋唐两代很重视数学教育，隋代国子寺设有算学博士，唐代国子监设有算学馆，唐高宗时还令李淳风等人将汉唐以来十部重要数学典籍编为《算经十书》，并进行注释，在“国学行用”。唐代中晚期，随着商业发展的需要，一些普及性的实用算书也出现了，如龙受益的《算法》、江本的《一位算法》、陈从运的《得一算经》等，但这些典籍都未能流传下来。
人宋以后，商业活动的日益频繁推动了宋元计算学的不断进步，以算筹为主的计算工具逐步为快速简捷的珠算所代替；在数学教育和研究方面，除了官学外，社会上的一些知识分子也私立算学，设帐授徒。数学教学和研究的推广，使此期的数学成就辉煌。其中如高次方程的数值解法、多元高次方程组解法、一次同余式解法、高次有限差分法都比西方要早出400～800年。这些重大成就的代表作如：南宋秦九韶的《数书九章》，发明以“大衍求一术”求解高次方程的数值；元代李冶的《测圆海镜》《益古演段》发明“天元术”，以建立数字高次方程；南宋杨辉的《详解九章算法》《日用算法》《杨辉算法》记载了“增乘开方法”和“开方作法本源”；元代朱世杰的《四元玉鉴》，讲述了多元高次方程组解法和高阶等差级数等问题。
在中医学方面，隋唐时期出现的重要中医典籍有隋代巢元方的《诸病源候论》，唐代孙思邈的《千金要方》《干金翼方》，王焘的《外台秘要》，以及唐代公私修撰的一系列本草著作。另外，还完成了几部整理、注解《黄帝内经》的典籍，如隋代杨上善的《黄帝内经太素》，唐代王冰的《黄帝内经素问释义》。所有这些著作，都对后世医药学的发展发挥了重大作用。
宋元时期中医学取得更为显著的成就，由于印刷技术的进步，这个时期的医药学典籍具有种类多、数量大、质量高的特点。方书方面有官修的《太平圣惠方》《圣济总录》《太平惠民和剂局方》等；私修的有《苏沈良方》《史载之方》等一百余种。疾病诊断方面，有崔嘉彦的《脉诀》、朱震亨的《脉诀指掌病式图》等。妇科方面，有陈自明的《妇人大全良方》等。儿科方面，有钱乙的《小儿药证直诀》，陈文中的《小儿病源方论》《小儿痘诊方论》等。法医学方面，有宋慈的《洗冤集录》。针灸方面，有王惟一的《铜人腧穴针灸图经》，许希的《神应针经要诀》。研究伤寒病的，有庞安时的《伤寒病总论》、朱肱的《伤寒百问》等等。随着中医学的发展，不仅内部的分科更为细密，同时也出现了代表不同理论特色的医学学派，金元时期的四大家便各有多种著作，阐述各家的医学理论。如“寒凉派”的刘完素著有《素问玄机问病式》等，“攻下派”的张从正著有《儒门事亲》等，“温补振”的李呆著有《脾胃论》等。“养阴派”的朱震亨著有《格致余论》、《局方发挥》等。他们的著述都从不同的侧面为丰富祖国医学作出了贡献。
在地学方面，隋唐是图经发展的重要时期，隋代纂成的《诸郡物产土俗记》《区宇图记》《诸州图经集》等都属卷帙浩大的地理图记。唐承隋制，图经的纂修制度更臻于完善。李吉甫的《元和郡县图志》充分反映唐代图经的编纂水平。此书四十卷，根据唐制记述了各府州县的户口、贡赋和山川、道里等情况，具有重要地理意义。宋以后，志中所附地图亡佚，仅留下文字部分，故改称《元和郡县志》，这是我国现存最早的一部全国总地志。另外，在唐德宗时，贾耽绘制的《海内华夷图》，则是古代第一部世界地图。宋元时期，地理典籍中的方志书进人了定型和繁荣阶段，在方志学史上具有划时代的意义。宋元时的方志数量极多，仅宋代便有近六百种，其内容除地理记载外，还增加了人物、风俗、艺文等具体人文资料。宋元之际，古代地理图经完成了向方志的过渡，地方志书的体例基本被确定下来。此期较重要的全国性志书、地方性志书有《太平寰宇记》《元丰九域志》《大元一统志》《吴郡志》《惭安志》《咸淳临安志》《剡录》《四明志》《南海志》等。
宋代还有两部重要的科技著作值得重视，一是著名科学家沈括的《梦溪笔谈》，该书正编、补编、续编共29卷，这部以笔记形式写成的著作，有200多条内容涉及各个方面的自然科学领域，其中包括对指南针、活字印刷术和发现石油等成就的记载，这是我国科技史上一部十分重要的典籍。另一部科技典籍是宋代李诫的《营造法式》，全书36卷，分“总例释例”“制度”“功限”“料例”“图样”五大部分，详细记载了当时各种建筑结构、构件、工料及施工工艺的规定，它是保存至今最古老的一部建筑学专著。
