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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078150]
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一 封建制度的巩固与科学技术
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秦灭六国，结束了长期诸侯割据的局面，终于在公元前221年建立了我国历史上第一个统一的、多民族的、中央集权的封建专制主义国家。秦始皇废分封，立郡县，统一货币和度量衡，统一文字和车轨，下令摧毁战国时代在各国边境所修筑的城郭，拆除了在险要地区建立的堡垒，大规模移民于西北与五岭等边远地区，修筑堤防，疏浚河道，兴建驰道，整治长城。这些措施对巩固全国的统一，加强中央集权的统治有重要的意义，对生产的发展和科学技术的交流也产生了积极的影响。但是由于秦王朝对农民进行残酷的压迫和剥削，滥用人力和物力，实行严厉的思想统制，焚书坑儒，致使民怨鼎沸，在农民起义的猛烈打击下，二世而斩，迅速覆亡。
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汉承秦制，汉王朝继续采取巩固和发展封建制的政策。西汉初，百废待兴，百业待举，汉政府采取“休养生息”的政策，提倡农桑，鼓励增殖人口和土地开垦，减徭薄赋，使封建经济得到恢复和发展。到汉文帝、景帝时出现了封建“治世”的初步兴盛景象。据《史记·平准书》记载，文景之世“京师之钱累巨万，贯朽不可校。大仓之粟，陈陈相因，充溢露积于外，至腐败不可食”。西汉初还冲破了秦代思想禁锢状态，战国时期百家争鸣的余波仍在荡漾。这些对生产和科学技术的发展都提供了有利条件，使之达到并开始超越战国时期的水平。近年长沙马王堆西汉墓出土的各种精美文物，正反映了西汉初年科学技术发展的景象。
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到汉武帝时期，更采取了一系列措施，加强封建中央集权的统治。实行盐、铁、酒等的官营政策，大大增加了中央的财政收入，对农业生产和钢铁生产的发展以及冶铁术的进步也有一定的积极意义。“罢黜百家，独尊儒术”的政策，加强了思想统治，主张“天人感应”的神学世界观开始抬头。为了巩固国家的统一，汉武帝北击匈奴，并开发西南，开辟通往西域的“丝绸之路”，既促进了国内各民族间的交流，又加强了中外经济和文化的交流。汉武帝还施行垦荒“实边”、“寓兵于农”的政策，对繁荣边区经济和科学技术的传播起了很好的作用。
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汉武帝重视农业生产和水利灌溉，他说“农，天下之本也。泉流灌浸，所以育五谷也”，“通沟渎，畜陂泽，所以备旱也”【1】。在他统治期间内，造成了“用事者争言水利”【2】的局面，一批大型的水利工程先后筑成，中小型水利工程的兴建不可胜数，出现我国水利史上罕见的盛况。他还任用比较熟悉农业生产的赵过为搜粟都尉，推广耦犁和耧车，在西北部分干旱地区施行较先进的“代田法”；又令全国郡守派遣所属县令、三老、力田、乡里老农，到京师学习新田器及耕种养苗法。这一系列措施，对于当时农业生产和水利工程技术、农业科学技术水平的提高，都起着重要的作用。这一时期粮食亩产比汉初有较大增长，水利工程中井渠法（即坎儿井）的发明等等，都说明了这个问题。
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太学的兴办和各种人才的选拔，也是汉武帝巩固封建统治的一项措施。虽然其主要目的是为了培养和选用为朝廷服务的人才，但这些措施对于文化的传播和提高产生了积极的作用。在人才的选用方面，也包括了科技人才的选用。如太初历的制定，就是在由民间征募来的二十多名天文专家的参与下完成的。在推广新式农具时，也征用了各地的能工巧匠，等等。
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汉武帝统治时期，是我国科学技术史上一个重要的发展时期。一方面是社会经济有较快的发展，另一方面却因为武帝好大喜功，发动连年战争，加之统治者的挥霍浪费，几乎将劳动人民创造的大量财富虚耗殆尽。由于汉武帝晚年和昭、宣二帝采取了“轻徭薄赋，与民休息”的政策，才使昭、宣时期的社会又暂趋安定，社会生产和科学技术才得以保持了继续发展的势头。
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到了西汉末年和王莽统治时期，土地兼并现象日趋严重，大量的农民沦为农奴，地主阶级和农民之间的矛盾达到了十分紧张的程度，终于爆发了以赤眉、绿林和铜马为代表的农民大起义，沉重地打击了豪强势力。
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在这一革命浪潮的冲击下，新建立的东汉政权接连颁布许多道有关部分放免奴婢和提高奴婢地位的诏书，对封建制内部的生产关系作了某些调整，有利于生产力的解放与发展。东汉前期，农民的租税徭役相对减轻，治黄河、兴水利之举又一度受到重视。这些使得社会经济得到恢复和发展，涌现了以张衡为代表的一大批科学家，科学技术也很快恢复并且超过了西汉时期的水平。继汉武、昭、宣时期科技发展的第一次高潮后，这时出现了秦汉时期科学技术发展的第二次高潮。
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思想上，董仲舒的神学体系，在东汉前期更被典范化和宗教化，谶纬之说极为流行。另一方面，与之相对立的思想也在发展，出现了扬雄、桓谭、王充以及张衡等一系列杰出人物，形成了“两刃相割”、“两论相订”【3】的激烈论争，这是中国古代著名的一场反对天人感应、反对谶纬迷信的斗争，这场论争对于科学技术的发展是十分有利的。
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另外，科学技术的发展有自身的规律性，有一个积累、提高和总结、飞跃的过程。东汉前期科学技术出现的一系列进步是在西汉以来长期积累、提高的基础上实现的。如浑天说的完善、天文仪器及天文学其他方面的进步都有一个发展的过程；造纸术的改善也有一个摸索的过程等等。东汉后期，统治阶级日趋腐败，社会危机四伏，生产下降，但在医学上却出现了张仲景的《伤寒杂病论》这样的巨著，除战乱与疫病蔓延的直接刺激外，主要同医药学知识的长期积累有密切关系。同样，这时天文学亦趋活跃，长期天文观测资料的积累当是其主要原因之一。
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古希腊的亚历山大里亚时期约与我国战国晚期和秦汉时期相当，在这一时期的后期，古希腊出现了托勒密（Ptolemy，85—165）、盖伦（Galen，129—199）等著名的科学家，他们在天文学、医学等领域进行了总结，形成了古希腊天文学、医学的独特体系。可是他们又是古希腊科学的终结的代表人物，在他们之后，科学的发展几乎陷于停顿，进入了中世纪以后更是如此。中国的情况则与之有同有异。张衡比托勒密大七岁，张仲景约比盖伦小二十岁，他们也在天文学、医学等领域有很高的造诣，为我国古代天文学、医学体系的建立作出重要贡献；同时他们又是继往开来的人物，在他们以后科学技术均得到持续不断的波浪式的发展，并逐渐形成了自己的高峰。在秦汉时期，我国在许多科技领域已经超过了古希腊的水平，在中世纪以后，我国古代科技更处在领先的地位。
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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078151]
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二 农业科学技术和水利工程
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秦汉时期就整个中国封建社会而言，处于封建社会前期。这时，全国的政治、经济、文化中心仍在黄河流域。秦汉四百余年间，农业生产虽亦有短时期衰落的现象，但总的来说是不断向前发展的。农民开辟耕地，改进耕作技术，提高农业生产的水平。西汉和东汉时期垦田数大致都保持在八百多万顷左右。
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秦汉时期，劳动人民在农业生产工具的发明推广、耕作和作物栽培技术的改进提高、大规模兴修农田水利等方面都取得突出的成就。边远地区的兄弟民族在畜牧等方面也作出了重大贡献。
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牛耕法与新型农具
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秦汉时期，农具已完全铁器化，并先后出现了许多新型农具，特别是铁犁和牛耕法的推广改进，把农业生产力大大提高了。
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图4－1 山西平陆枣园西汉晚期墓室壁画牛耕图
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汉武帝晚年，任用赵过向全国推广“用耦犁，二牛三人”【4】的方法，使铁犁和牛耕法逐渐普及。在此基础上，东汉时期又取得了进一步发展，为后世的犁耕技术奠定了基础。
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“用耦犁，二牛三人”是这样一种牛耕法，即二牛挽一犁，由三人操作，他们分别掌握牵牛、按辕和扶犁等工作。这同中华人民共和国成立前云南省宁蒗纳西族地区还残留着的二牛三人的牛耕法相似。这种方法虽然需用较多的人力，但在驾驭耕牛的技术不够熟练、铁犁构件及其功能尚不完备的条件下，还不失为一种较好的方法。因为它通过三人的通力合作，可以较好地掌握方向，保证垄沟整齐和调节深浅，达到深耕细作的目的。随着驭牛技术的日益提高和活动式犁箭的发明，至迟到西汉晚期已进而有一牛一人犁耕法，这是双辕犁的使用和犁铧形式改进的结果。这一时期的V形犁的铁刃加宽，头部的角度逐渐缩小，较前轻便坚固，不但起土省力，又利于深耕。山东滕县宏道院东汉画像石和陕西绥德东汉画像石上的牛耕图，就是这种犁耕法的生动图像。这和唐以后的牛耕已经没有多大差异了。
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图4－2 山西绥德汉画像石上的牛耕图
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