作者：李慕南
出版社：河南大学出版社
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历代科技试读：
编写说明
中华民族是世界上最古老的民族，中华文明是世界上最悠久的文明之一。中国有文字记载的历史近5000年之久，从公元前841年开始，有文献可考的编年史从未间断，至今已近3000年，这在人类历史的长河中是绝无仅有的。世界四大文明古国中，只有中国的历史始终传承有序，从未中断。
中国人的文化是崇尚和平的文化，奉行中庸的理想人格。在多种文化相汇时，善于融合，不偏颇、不怨尤，尚调和、主平衡，使中华民族不断发展壮大。中国文化如百川之海，浩淼无垠。《中国文化史》叙述中国从史前到现在的国土开辟、民族形成、社会进化、经济文化发展、政治演变的不平凡的历程。
为了全面展现这一波澜壮阔的历史，本书用了近1200万字、8卷68分册的洋洋篇幅来记述。
政治卷：分为历代帝王、王朝更替、历代名臣、权臣末路、宫廷政治、后宫政治、政治事件、千古奇案等8分册来阐述政治斗争的复杂性。
军事卷：分为军事统帅、兵书通览、著名战役、军事思想、军事制度、军事谋略、军事工程、军事间谍等8分册来演绎古代军事文化的发展和军事斗争的残酷。
文学卷：分为神话传说、历代诗歌、历代词赋、历代小说、历代散文、文学名著、文学名家、民间文学等8分册来展现中国文学形式的丰富多彩与辉煌成就。
艺术卷：分为书法与篆刻艺术、绘画艺术、建筑艺术、雕塑艺术、音乐艺术、舞蹈艺术、戏曲艺术、民间艺术、工艺美术、艺坛典故等10分册来描绘古代绚烂多彩的艺术殿堂。
科技卷：分为古代生物与医学、古代数学与物理学、古代天文历法、古代地理与农学、古代化学、古代发明与发现、历代科技、科学名家等8分册来展示古代科学技术的进步与巨大成就。
民俗卷：分为传统节日、婚育习俗、服饰文化、饮食文化、信仰文化、诞辰与丧葬习俗、民居民俗、游艺文化、中华武术、风水与巫术等10分册来表现古代人民社会生活的丰富多彩。
社会卷：分为商业贸易、社会经济、农业制度、古代教育、古代民族史、思想文化、千秋教化、典章制度等8分册来解读古代社会生活的形成、演变与发展过程。
历史卷：分为历史典籍、中外关系、历代律令、历代官制、历代宦官、历代状元、历史掌故、历史之谜等8分册来揭示古代历史长河角落中最为隐秘的部分。
为了摒弃传统历史教科书条条框框式的说教，增加直观性、可读性、趣味性，本丛书分门别类采用辞条的形式，并辅之以大量丰富、精美的插图，以立体的方式再现中国文化的宏伟历史画卷。
由于丛书篇幅宏大、编写时间又较为仓促，书中难免存在各种疏虞之处，恳请广大读者悉心指正。本书编委会
一、科技史话
（一）先秦科技
考古学和远古历史
我们可以沿着两条线索来认识中华民族的远古历史。一条是考古学的线索，另一条是神话传说的线索。由于中国的历史悠久而相对连续完整，它的内容就显得比其他民族的历史更为丰富。无疑，考古学和神话传说的两条线索对于认识真实的中国远古历史来说具有相互补充的意义。
对中国土地上远古人类的现代考古学研究是从科学家裴文中（1904～1982）等考古学家们于1929年在北京周口店发现第一个北京猿人头盖骨开始的，这种研究尽管是实证的，但却是片断的，其结论经常被新的发现所补充、改写甚至推翻。神话传说尽管包含了想像的成分，却是产生于远古时代生活长河中的一朵不息的浪花，因而对中国远古历史也是不可回避的一部分。
考古学发现中国土地上的远古人类有：元谋人、蓝田人、北京人，以及马坝人、长阳人、丁村人、柳江人、资阳人、山顶洞人、河套人、峙峪人……
除了各种石器、骨器和木器等原始工具外，已发现的远古人类所掌握的一项最重要的技术是用火——这在170万年前的元谋人那里似乎就已经开始了。到了数万年前的河套人那里，这些体质上已具有现代人特征的人已经掌握了人工取火的方法。
接着是母系氏族繁荣时期的仰韶文化、马家窑文化和由母系氏族过渡到父系氏族时期的青莲岗文化、屈家岭文化、大汶口文化、龙山文化、良渚文化和齐家文化。这些文化的时间跨度约有2000年（前4000～前2000左右）。在这一段时间里，古人慢慢掌握了制陶技术，并开始用赤铁矿和氧化锰在陶器上绘制各种美丽的彩色花纹、图案，以及朴素优美的图画。陕西半坡村出土的6000多年前的彩色陶瓶表明，属于仰韶文化的半坡人已经有了固定的住所，所谓“上古穴居而野处，后世圣人，易之以宫室，以待风雨”（《易传·系辞下》）。在物理学知识方面，半坡人已经了解到容器在盛水之后重心会发生变化。
原始纺织技术也是这个时期出现的，它从最初的手工编网编席发展而来，母系家族中的妇女们是最初的发明者。有了纺织技术，人们夏天可以穿着用葛藤、麻类植物的纤维编织成的麻衣和草鞋，冬天则穿着由动物毛皮缝成的皮衣和革履。原始的养蚕制丝技术也在这个时期出现。有了这些衣物，人们才可以“衣冠楚楚”。另外，这个时期的人们从结绳和刻契记事开始，过渡到了发明一些符号来记录或表示他们生活中的大事和思想。从这里，中华古老文明中的珍珠：古代世界最精美的陶瓷、最华贵柔美的丝绸锦缎、独一无二的成熟的象形方块字等等，便开始煜煜闪烁了。
从历史学的角度，我们对于神话中开天辟地的盘古、炼石补天的女娲不能多说什么，但是从父系氏族社会开始，传说中的历史便开始和以上考古学发现的历史迭接在一起。神话传说可能是对真实的人和事迹的理想化传颂。追随着神话的踪迹，我们就会进入真实的有文字记载的历史之中。
韩非子（约前280～前233）告诉我们的最早传说中的人物是构木为巢的圣人有巢氏，接着是钻燧取火的圣人燧人氏。这两个人物身上的想象成分太多了。
在接近真实历史的门坎上，我们最早遇到的是中国西部地区古代部落的宗神——神农氏炎帝。相传他出生在渭河的支流姜水，曾“斫木为耜，揉木为耒，耒耨之利，以教天下”（《易传·系辞下》），且“身自耕，妻亲织” （《淮南子·齐俗训》），并“尝百草水土甘苦”（《越绝书》）。可见这些西部人民最早开始农耕生活，他们在农耕技术方面要先人一步，可能最先发明原始的木犁、木铲、木锄，制陶技术也最发达，在以草为药方面也最有经验。据说炎帝的后裔发展成为四支部落，其中一支是后来到湖北一带烧山造田的烈山氏。另一支是曾治过水、并同东夷蚩尤在太行山之东打过一场战争的共工氏，后来协助武王伐纣而受封于齐的姜太公吕尚便是共工部落的后裔。在吕尚这位可信的历史人物身上便可找到神话传说同有据可考的历史的结合点（不过，关于武王伐纣的小说《封神演义》中的英雄们仍然保持了半神半人的形象，可见后人对这段遥远朦胧的历史依然要靠想像来补充）。当时西方的部落群曾将火和水作为氏族的神圣之物，炎帝在字面上有火的形象，说明这些人对掌握用火技术印象深刻，他们最初的农耕大概是从刀耕火种开始的，而水对干旱西部的农业命运攸关。显然，对于这样一个开始主要依靠农业和土地来生活的部落来说，在后来掌握了冶金技术之后，产生关于“金木水火土”的五行学说就是自然而然的了。
传说中中国淮河流域氏族部落的始祖是太皞，他是东部古代部落群的始祖。这些东方部落群包括在山东半岛上活动的少皞部落和有名的蚩尤部落，其后还有皋陶、伯益、高阳氏颛顼、高辛氏帝喾等。接近大海和丰沛的河流下游可能使他们对舟船和鱼网的发明和应用最为重视，所谓“刳木为舟，剡木为楫，舟楫之利，以济不通之远，以利天下”（《易传·系辞下》）。平原上的生活也使他们较早地发明车并驯养牛马拉车，所谓“服牛乘马，引重致远，以利天下”（《易传·系辞下》）。蚩尤以五金作兵的传说说明这些人可能最早从制陶中发现了冶铜的技术，并开始尝试性地应用。据说这些东方部落群中曾出现了当过整个华夏人集团首领的舜，商朝和春秋时的楚国也是以这支部落群的后裔为主干建立的。东方古代部落群当时采用的氏族标志有龙和玄鸟凤凰（《诗经》：天命玄鸟，降而生商。一说玄鸟为燕子），它们后来都成了中华民族最重要的图腾。其中龙被赋予最显明的政治意义，被视为皇帝的象征，它的形象也被作为一些建筑的装饰，而且还是民间庆祝春节时游戏的道具。凤凰则是百鸟之王——最尊贵的飞禽。春天飞来的燕子同样是一种吉祥的候鸟，为从事农耕的中国人所喜爱。传说中商人始祖由玄鸟卵生，曲折地反映了古代先民对远古时代子女按母系计算的事实的朦胧记忆。
在中国北部生活的古代部落群传说中的始祖是黄帝轩辕氏。这是一个由狩猎转向游牧生活的强悍的部落群，所以在对马的驯养和弓箭的制造方面高人一筹。传说弓箭是由黄帝的大臣挥发明的，所谓“弦木为弧，剡木为矢，弧矢之利，以威天下”（《易传·系辞下》）。这个部落群的氏族标志是威猛的虎豹罴貅，后来著名的华夏首领尧和大禹便是这一部落群的后裔。此外，一直在中国北方生活的戎人、狄人以及匈奴人，同黄帝部落群有着最亲近的同源关系。
农业的发展和技术的改善，导致人口增加，生产规模扩大，狩猎范围扩张，开发新的地域成为需要。这三大部落群在空间发展方面不期而遇了。历史上最初的华夏人在很大程度上就是由这三大部落群和散居在他们周围和中间的所谓苗人和蛮人融合而成的。在这个融合过程中，除了自然交往、联姻和妥协，战争常常是不可避免的。其中规模最大的战争有共工部落和蚩尤部落之间的涿鹿（太行山东侧）之战；共工部落失败后与北方游牧的黄帝部落结盟，擒杀蚩尤的冀州之战；黄帝和炎帝两大部落群为争夺盟主而发生的阪泉之战。最终，游牧的黄帝部落群战胜了农耕的炎帝部落群而成为华夏人的盟主。
黄帝部落群在成为盟主后又经过“五十二战而天下咸服”（《国语·鲁语上》），大概于公元前2550年左右，创造了一个北方、西方和东方三大部落群融合的局面。
黄帝时代的发明和炎黄文化
黄帝部落群的征服以部落联盟代替了原有的部落群。这个最强大的部落群的氏族首领在开始一直担任着联盟的盟主。由于征服后的和平，各部落人民相互交往的区域扩大了，新的发展机会增加了，协作劳动有了更大的规模，从而促成了一次东、北、西三方技术的交流和进步。
黄帝时代的先民在技术方面取得的进步给人以深刻的印象，传说中的黄帝时代是一个远古科技繁荣的时代。西方先进的农耕技术影响了北方和东方；养蚕、用丝织衣和制陶技术由西方推广到了原来游牧的北方黄帝部落中，传说中黄帝的妻子嫘祖是一个养蚕制丝的能手；东方的轻舟和平原地区的车由于引重致远而得到了改进（共鼓、货狄作船）；牛和马用来拉车（胲驾牛），北方人则开始学习乘马；石器工具得到了改进；弓矢和石斧石矛装备了战士；原始文字开始统一（仓颉造字，《易传·系辞下》中则记有：“上古结绳而治，后世圣人，易之以书契，百官以治，万民以查”）；首领身边的大臣还开始着手制定历法（羲和占日，常仪占月，臾区占星气，容成造历法）；数学知识有了进步（隶首作算术）。
一些文献还认为黄帝时代中国的先民完成了一项古代世界的伟大发明——黄钟。战国时吕不韦（？～前235）的门客所编写的《吕氏春秋》把这一发明归于伶伦，有的文献则提到伶伦和另一个发明者荣将共作音律。根据《汉书·律历志》的记载，黄钟是一个用竹管做成的律管。它的长度为9寸，截面积为9平方分，容积为81立方分，用它吹奏出来的声音为音乐中的基音。在制作新乐器时要通过振动频率的共鸣来确定新乐器的基调，这便是所谓“同声相应”的效果。另外，规定黄钟律管的体积为1龠，2龠为1合，10龠为1升，10升为1石。这样，容量单位便确定了。黄钟律管中盛入黍，可容1200粒，重为12铢，它的两倍24铢为1两，16两为1斤。这样，重量单位就确定了。由于一年为12个月，所以，黄钟的基本参数同天文数字也有关系。《国语·周语》是这样记述的：“……是故先王制钟也，大不出钧，重不过石，律、度、量、衡于是乎生。”
根据著名中国科技史家李约瑟（1900～1995）以及其他一些学者的意见，黄钟的发明把中国古代的音乐、天文、长度、面积、体积、重量等单位初步统一于一体，这是世界上最早的伟大创举。这一发明和规定对中国几千年中的计量、数学、天文、器乐乃至许多科学技术学科的发展都产生了深刻的影响。黄钟制最初采用的九和十二成了中国文化中相当重要的数字。从计量学的角度看，它构成了中国科学技术的重要基础。此举开创了以自然界不变常数（在这里是固定律管的振动频率）为基准确定单位制的先例。
如果黄帝时代的伶伦和荣将发明黄钟只是传说基础上的史家之言，中国民间大量的度量习惯更能说明中国古代度量衡的标准多取于自然。例如“布指知寸，布肘知寻”，“一举足为跬，两举足为步”，“一手之盛谓之溢，两手谓之掬”，“蚕吐丝为一忽，十忽为丝”等。关于黄钟的说法同这种民间普遍的度量方法是相符合的。
这里特别需要指出的是，黄帝后来被尊为“人文初祖”，和炎帝二人被并称为“炎黄”。尽管我们今天从考古学和实证历史学的角度还不能把黄帝和炎帝看做真实和具体的历史人物，但他们所代表的远古文化却已被视为中华文化最主要的古代源头。在这个意义上，中华文化中对炎黄的尊崇，不但是一种在悠远的历史中追宗念祖的情怀，而且也反映了这一文化的一些基本精神，它们由传说中炎帝和黄帝的一些典型事迹所代表。我们一方面可以说黄帝和炎帝这样的传说人物用他们的事业和事迹塑造了中华文化的最初形象；反过来也可以说，中华古代先民用他们的事业和对生活的理解塑造了炎帝和黄帝这样的人格典范，用他们的具体形象来体现一种古华夏的文化精神。透过上述传说中的事迹可以看出，炎帝和黄帝作为中华远古文化精神的代表，在才能方面是富于智慧、善于创造的，这种智慧和创造性尤其体现在科技方面；在品德方面是勤劳和勇敢的，并且乐于用他们自己的智慧和才干为民造福；在行为方面能够为民表率；在业绩方面则能够统一天下，建立规范，为社会的发展开创新的局面。事实上，这种人格典范便是中国文化中的“圣人”和“贤者”。从这个基础上出发，后来人们又把在伦理道德方面成一家之言和影响深远的孔子称为“圣人”，还把“内圣外王”作为政治家最崇高和最完美的人生境界，把有德的君王称为“圣王”，把品德高尚而又才能非凡的人物称为“贤者”，这就为中华文明的发展塑造了一种模范。这种崇尚智慧和创造性、赞赏能人智士、褒扬高尚品格和道德的文化精神，在很大程度上也是一种理想精神，是中华民族生生不息的精神动力和文化活力。这种精神也使中国古人创造出了古代世界层出不穷的科技成果，形成了内容独特的中华文化。
铜器和甲骨文明
夏王朝延续了400多年之后，黄河下游的一个夏的属国商强大起来了。这个地区的先民在冶铜和应用牛马拉车方面处于先进地位，技术发达。他们的奴隶制国家在强大的夏王朝势力圈的边缘上顽强地崛起。据《竹书纪年》记载，夏朝最后一个王桀在位15年时天上星陨如雨，还发生了一次地震，15年后又一次地震。公元前1600年左右，商的国王汤在夏社会内部危机重重和属国离心之际发难，在河南封丘东部鸣条战役中，汤的精锐的战车队击溃了夏军，从而建立了商朝。这是重新积聚起力量的东部对中原的胜利。
商朝这个奴隶制帝国，留下了大量遗迹和文献，它的统治长达600多年，治区是以黄河中下游为中心的广大区域，并在周围有许多属国。商在前期由于氏族残留下来的“兄终弟及”的继承制度产生过内乱，也遇到过无数自然灾害的威胁，都城曾屡次迁徙，最后在盘庚为王的公元前1300年左右迁至河南安阳的殷，逐步稳定下来。
商代时期中国古代铜器时代的文明达到了高峰。它的标志是：青铜武器戈、矛、刀、斧、箭镞、盔……盛酒的尊、 、彝；喝酒的爵、觥（有的用兽角做成）；以及祭祀用的鼎。其中有湖南宁乡出土的一座人面纹鼎；1939年在河南安阳出土的司母戊鼎，它是商王为祭祀其后母——戊而铸造的，高1.33米，重875千克，为现存最大的商代出土铜器（藏中国历史博物馆）。另外，商代人已有了铜镜，出土器物中包括一把用陨铁做的铁刃铜钺。大量的农业和手工业工具及涂青釉的原始瓷器也出现了。牛耕在商代已发明，铁的最初开发利用在商后期也已开始。商代还在织布方面发明了提花机。这一高超技术在汉代向西传播，影响了中亚和西方的纺织技术。当时的商贾赶着牛车，载着陶器、丝麻织品、铜工具等到远方去做买卖：“肇牵牛车，远服贾用”（《尚书·酒诰》）。
商代在文化和科学方面有了很大的进步，这在很大程度上要归功于商王集中起来的一批专门人才，他们被称为卜师和贞人，在最初的国家学校里从事对王族和贵族子弟的教育，同时从事研究和学术活动，也参与政治和宗教活动。目前发现商代甲（龟甲）骨（牛或兽骨）和铜器上铭文中的文字已达到3500个左右。商人饲养着成群的各类家畜，在农耕之余还从事渔猎，卜辞中记载一次放火焚山，得到犀牛71头，野猪15只，獐25只。大量的牛骨、龟甲和兽骨满足了甲骨文的写作。这些甲骨文从形象上来看处于古老的图画文字和刻契向规范化的汉字过渡的阶段，从数量上看，已奠定了汉字的基础。有了这套甲骨文字，商王朝开始书写国家典籍和历史文献，并用毛笔记录一些次要的事件。用毛笔书写在甲骨上的文字不易保存，但写起来却容易得多。商代的天文学家们已开始系统地观测、记录天文现象和气象，他们最先在世界上记录了一颗超新星。从此开始，到1700年为止，历代所记录的新星和超新星达到了90颗。商代的历法已发展成为一种初步完备的阴阳合历（殷历），采用了六十干支记日法，用甲骨文表达的十进制位值记数法已接近成熟。十进制的位值记数法在后世逐步完善，通过与印度和阿拉伯数学的汇流，成了当代人类数学大厦最重要的基础结构。奇数、偶数、倍数的概念在商代也出现了。商代甲骨文中记载的疾病已达16种。砭石被用于治病。土、木、石材料建筑（还没有砖瓦）和音乐艺术都有了相应的发展。尤其是音乐艺术的发展，为西周初期十二律的产生奠定了基础。
当铜器文明达到顶峰的时候，人们对神和祖先亡灵的崇拜也达到了登峰造极的地步。最高的神“帝”主宰着一切，商王代表它进行统治，大量的占卜活动是为了取得帝和祖先的旨意，遗留下来的甲骨文中有着大量的卜辞。显然，强化了的宗教观念是财产和社会地位的守护神，它同财产的世袭继承制度是相一致的。帝和神的受益者自然是商王和奴隶主贵族，但大批弱小病老的战俘和部分奴隶却常常充当了敬帝祭神时的无辜牺牲品和殉葬者。商的祭祀包括战前祈求帝和祖先的护佑、战胜后的献礼、节日祭祀、水涝旱灾时对神的祭祀以及商王和奴隶主死后的祭礼。殉葬则有生殉和杀殉。祭祀和殉葬的人数从几人到几百人不等。后人在欣赏湖南宁乡出土的商代大铜鼎上凝重而庄严可怖的人面像和大量出土铜器上的铭纹、兽图和甲骨文字时，或许也会想到同这些古代文明联系在一起的古代奴隶们的命运。
革命、天命和天文学
商朝后期，贵族之间离心，奴隶主贵族和奴隶、平民之间“相为敌仇”（《尚书·微子》），西北方一个新兴的强盛属国周以“戎车三百乘、虎贲三千人、甲士四万五千人”伐商。在牧野（河南商都朝歌附近）战役中，商军中一部分奴隶和南方战俘临时编成的军队倒戈，商王纣在绝望中自焚而死。西周王朝约在公元前1046年建立。
周原来是黄帝后裔中姓姬的一支人所建立的商朝属国。姬姓部落曾同炎帝后裔的姜姓世代通婚，真可谓属于炎黄子孙。周人的胜利使中国西北方的力量成为中原的主宰。
周人剪灭了商贵族的势力，也征服了那些原先臣服商的小国。从武王开始到周公和成王时代，周朝进行了一次巨大的政治经济改革：把征服的土地和奴隶连同征服地区的人民分封给了周的王公贵族、亲戚和亲臣，建立了以众多的王公亲臣为世袭首脑的诸侯国。从商贵族手中剥夺的土地被划为井田，由农奴耕种，由封地所在的诸侯代周王管理，周王在分封时谨慎地保留了收回诸侯权力和封地的大权。夏和商的属国是异姓的贵族建立的。周的封国则是王族、王族的亲戚和亲臣受封建立的，它们之间的政治关系要密切得多。众多的（共70多个）诸侯国起着藩屏周王朝的作用。在周的土地上，“天有十日，人有十等”（《左传·昭公七年》），存在着以亲疏贵贱关系为序的各类贵族、平民、为周王耕种的农奴以及完全没有社会地位的奴隶。
周人推翻了以“帝”为最高主宰的统治中原达600多年的商王朝，除了强大的武力之外还必须有伟大的思想力量，因为这是翻天覆“帝”的事业。商人崇拜的至高无上的神是帝，周人则提出了一个新的主宰——天。在统军伐商的周武王看来，“惟天惠民，惟辟奉天”，“商罪贯盈，天命诛之”，而且“天矜于民，民之所欲，天必从之”（《尚书·泰誓》），统治者明德慎罚，便能顺天意而治天下；统治者失道，天意则会另有所属。周王朝初期大刀阔斧的政治经济革命是以殷商灭亡为鉴而顺应天意的行为，其目的是为了大治天下。周王被称为天子，受天命而制天下。
这是一个了不起的思想革命。尽管抽象的天依然是人的主宰，但周人已有了“天命靡常”（《诗经·文王》）和“天不可信”的大胆想法，使人可以从天命可变的角度去理解社会的变革和自然界的变化。由于人的行为体现天意，便在天的名义下鼓励了人而冷落了神。武王革命中所包含的这种对天命的新理解，不但是当时政治经济改革的思想支柱，而且也导致了周代乃至整个春秋战国时代逐渐对人的重视，成为人们从商代时期盛行的迷信习俗中解放出来的思想酵母。周初留下的古老文献《周易》中的占卜文字和商代甲骨文上的卜辞相比，已有明显的人的因素渗透到神的旨意中，过去多用神的旨意解释的现象，在周代则开始用人的行为来解释了。
根据《周易》贲卦的彖辞，当时的圣贤“观乎天文，以察时变；观乎人文，以化成天下”。在这里，天文与人文、天命与人事的内容和它们之间的关系已成了华夏文化中的一个重要部分。在整个中国古代历史中，周代产生的这种天命思想的影响极为深远。例如，朝代的更替被视为天数的安排或天意的改变，改变历史面貌的壮举被称颂为扭转乾坤或转日回天。任何一个王朝建立时，都宣称是受天命而治天下；任何一个王朝衰落临亡时，天命的思想则成为下层人民揭竿而起和乱世英雄取天下而代天子的思想武器。在中国古代人民生活的其他方面，我们同样可以看到这种思想的影响。例如，父子兄弟关系被称为天伦，人的自然寿命是天年，招灾惹祸是触动天怒，人定胜天则是革命的口号。“苍天保佑”也是古人祈祷时的口头禅。
不过，周人为了不至于让这种革命性的思想反对政治上的贵族统治，又同时提出了德的概念，周初的大政治家和思想家周公还制定了一套等级名分制度——周礼。周人的敬德就是要人们遵循周礼。《礼记·王制》中有“作奇技奇器以疑众者杀”的说法，显然是担心不受社会规范限制的技术进步会引发奢侈，产生不平，助长争斗。周礼作为天命思想在政治上的反面补充而存在，它是春秋时代儒家思想的渊源。通过儒家思想，礼对中国的历史和文化的影响同样是深远的，甚至超过了革天之命的思想。革命和礼教，在很大程度上是中国古代政治生活的一个对立统一的矛盾核心。
天命的思想对中国科学的发展同样产生着极深刻的影响。一方面，它使人从商代那种对“帝”的被动的敬畏和服从状况中解放出来，积极地去观察和了解体现天意的自然现象，从而不自觉地推动自然知识的发展。另一方面，由于主宰万物的天被看成有意旨的神，天的意旨通过各种自然现象表现出来，特异的天象（天文、气象和地震、物候等现象均包括在内）被视为天对人间政治的警告。具有神性的天意只能用人的感觉来观察和体会，但要预测或用人的理智来揭示它的奥秘却是困难的，甚至是危险的，因为泄漏天机是不祥的。因而，中国的古代学者们对自然现象的观测和数据计算达到了极为细致精确的程度，但却没有产生像希腊人那样彻底追求自然法则的热忱。许多学科（尤其是天文学方面）中的观测事实和计算数据常常把人们引到了自然法则的面前，但至高无上、奥秘无穷的天数使不少科学家望而却步。
天命的思想对中国天文学的影响最为直接。为了体会天意，周公在周朝为稳定中原和控制东方而建立的新都—东京（洛）附近的嵩山之阳（大禹的故都，今河南登封告成镇）建立了观星台。一批天文学家集中在这里长期观测天象，并用土圭测日影，用漏水壶计时，武王时的史佚和后来的冯相氏、保章氏都是周的天文官（称太史）。周的天文学家们可能已发明了浑天仪的前身——璇玑玉衡。璇玑是观测仪器的转动部分，玉衡是其固定部分。在天文学家工作的基础上，西周人用十二地支把一日分为十二个时辰，与一年十二个月对应，这也成了中国古代通用的计时方法。在当时，人们对日月食现象已十分注意，并将其与人间政治联系起来。周公建立的第一座观星台所在的地方后来在典籍中被称为“地中”或“土中”，即标准的地点，嵩山则被视为五岳之中。
从周公以后，中国的历代王朝都设立专门的天文机构，在所有古代科学家中，天文学家同王朝的关系最为密切，甚至超过了宫廷御医。他们充当着上天旨意和王朝政治之间的信息传递者。他们平时的主要工作有三项：观测天象，研究和修订历法，测时报时。其中观测天象的目的和结果也都和占星活动联系在一起。在这里，天文学与占星术融于一炉，天数的观念和自然界秩序的观念合为一体。另外，中国古代大城市中作为中心建筑的钟楼和鼓楼也和天文学家的测时记时工作联系在一起。晨钟暮鼓的声音曾伴着中华民族的生活响彻了几千年的历史空间，天所代表的天数和人对自然时序的认识同时体现在报时的钟鼓声中。
西周的社会、科技和历史
西周（前1046～前771）初期分封建国时所进行的政治经济改革深深埋下了巨大社会历史变革的种子。在诸侯的地位和财产可以世袭继承的情况下，血缘关系越来越疏远的诸侯王公便可能在周天子的政治统治机器效率降低时由代理的管理者变成实际的所有者，而且他们越是扩大自己的地盘、土地、奴隶和人民数量、财产和军事力量，就越能够加强自己相对独立的政治和经济地位。周王权力的下放为诸侯让开了发展进取的场地。在这个时代，技术的发展便大大加快了速度。另外，周天子在分封过程中把大部分奴隶变成了耕种井田的农奴，他们有了相对的人身自由，不再是商代那种可以同牲畜一样随意处理的奴隶，劳动积极性有了提高。由于周王和诸侯直接管理的奴隶数量都相对地减少了，周代在祭祀和殉葬方面所用的人数已大大减少。在周王名义管理和诸侯实际管理的社会政治经济格局中，奴隶、农奴、平民、大小贵族的命运之摆都有趋向新的平衡位置的可能性，社会生活中的机会增多了，技术和科学知识的大树也加快了生长。
西周近300年，仍属于青铜时代，但冶铸青铜的作坊面积和规模比商代更大了，铜在铸鼎和铸造日用器皿方面的用量有所减少，这种有限的宝贵资源被更多地用到了武器和手工业工具的制造方面。除了各类武器制造得更加锐利之外，戈矛一体的铜战戟已得到普遍应用。商代只有铜盔，甲则仍用皮革制造；西周除了铜盔之外，还有了铜甲，而皮制的盾则成了战车上战士的重要防护武器。西周的手工业种类繁多，分工更细，一些制作中心已成了相互协作的综合性工场，号称“百工”。例如兵车的制造就由木工、金工、漆工、皮革工几个工种按序分工制成。西周手工业和技术方面的一个杰作是铜阳燧的发明和制造。这是一个凹形铜镜面，置于太阳之下能聚阳光取火。《诗经》中关于农业生活的大量咏叹表明井田上的农业已经显出繁荣景象。中小型灌溉系统建立起来了，人们按照土地的肥瘠程度实行轮作，多稼的大田里长着小麦、大麦、谷、稻、豆、糜、麻，家屋周围的小田里有瓜、瓠、葵、韭，屋墙边和近田的山坡上则有桑、桃、枣、梅、杏等。对于马、牛、猪、羊，这时不但开始了良种的选配，而且还对马和猪进行阉割驯养。在夏商以来手工织机改进和养蚕业发展的基础上，天子和贵胄们能够夏着丝绸，春秋着绮，冬装裘皮。在居室方面，自夏、商以来夯土建高台、在高台上建屋宇的“王者之居”还在墙头和屋顶搁上了瓦。当然，奴隶和生活无起色的平民们依然穿着用葛藤、大麻、苎麻等植物纤维编织而成的麻布衣，住在土屋或草房之中。
尽管在原始社会和夏商时代已经积累了一些自然知识，但只有在对远古的自然崇拜和商代的神灵崇拜发生怀疑之后，人们才能以人的眼光来看待自然。西周初期以来对天命和人的关系的新看法使人们以更积极的态度来看待自然。这时医疗术已和巫术分开，医生成为专门职业。中国历史上影响深远的阴阳学说和五行（金木水火土）说在西周已成为系统化的哲学，开始反映在各种自然知识和社会知识中。按照五行说，木金火水土分别代表东西南北中五个方位，这五个方位又分别以青白红黑黄五色来表示。这构成了中国古代的宇宙颜色论。根据这个古老哲学和当时的天命思想，当时的天文学家兼卜师们写成《易经》一书，把相传为伏羲所造的八卦发展成了一套带有神秘色彩的无所不包的学说。在八卦中，一代表阳，一代表阴，一代表天（乾），一代表地（坤），一代表水（坎），一代表火（离），一代表雷（震），一代表山（艮），一代表风（巽），一代表沼泽（兑）。通过天地水火雷山风泽八种卦象搭配所得的六十四卦象征着各种自然现象和人事现象。这实际上也正是古代人试图通过阴阳和八卦的认知框架来把握复杂的自然现象和生活现象，其中浸透着古人对自然规律的直觉感悟和对生活本质的体味，是自然知识和生活智慧的一种结晶。八卦中包含着二进制数学的神秘起源，可能还开创了中国古代数学家用算筹计算的传统，它也成了民间粗俗的占卜算命活动的渊薮。当时西周的数学家们已经开始用算筹进行简单的四则运算。算筹从此成为算盘发明前中国人的基本运算工具。因为用竹棒计算，故“算”字为“竹”头。此外，大量生物学、物候学和气象学知识也反映在农业和社会生活的文献记载中，其中《诗经》中对草、木、虫、鱼、鸟、兽的分类从现代的观点看来也有合理的地方。古人在这方面的认识顺序也反映在汉字的偏旁部首和结构中。
西周时的国家学校已办得相当出色。“大学在郊，天子曰辟雍，诸侯曰泮宫。”（《礼记·王制》）学校中所设的六门课程是礼（政治）、乐（音乐）、射（射箭）、御（驾驭战车的技术）、书写、算术。在音乐方面，当时人们已经认识了十二律和七声音阶。这十二律是：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤宾、林钟、夷则、南吕、无射、应钟，七声音阶是宫、商、角、徵、羽五声和变徵、变宫。在数学方面，战国时代由后人整理成书的《周髀算经》便是周时宫廷学校的教本。这本书以周公和商高的对话形式写成，它已经对几何学中的勾股定理作了清楚的阐述。这是大量天文计算的结果。《周髀算经》提出了中国最古老的宇宙结构学说——盖天说。根据盖天说，“方属地，圆属天，天圆地方”，“天圆如张盖，地方如棋局”。这是周人对主宰万物的天的结构的直观感觉，在这里，天命论的学说不但没有妨碍反而激励着人们对天的认识。
然而，英明的武王和周公在进行分封建国的革命时没有料到由此会产生两个同这场革命的目的完全相反的社会历史后果，这就是：
第一，在帝被天取代、天又被人怀疑的情况下，周初在征服大势下确立的社会等级名分制度——周礼，慢慢动摇了。随着时间的推移和社会生产的发展，受封诸侯王公的地位在代代世袭过程中越来越巩固，最后导致了政治上、经济上和军事上的分立。没有任何一种内部或外部的力量能把这个分散的诸侯国群体从政治上密切地结合为一体。利益摩擦导致了诸侯国之间、诸侯和周天子之间的冲突和争夺。最初由周天子下放给王公的政治单位在社会生活进步的过程中演化成了一个个独立自主的政治、经济和军事上独立的单元。王朝初建时潜在的政治对立面变成了王朝后期不能控制的现实对立力量。这样，分封建国这块周初的建国砖石便转变成了周末时王朝的墓石。
第二，建立在以奴隶劳动为补充的等级制基础上的周王朝无法保证自己的后代始终能以谨慎的态度和强有力的措施来统治天下，并在变化了的社会条件下采取新的“顺天应人”的变政来维持天子的威权。相反，高高在上的天子后代们在特权地位中逐步丧失了明德慎罚的能力。公元前841年（中国历史上确切纪年开始于这一年），由于周厉王贪财暴虐，专山泽之利而不让平民谋利，再加上灾荒的发生，国人暴动后流放了天子，王朝实行了13年共和政治，在进行了一些改革后略为稳定下来。不久，西周最后的周幽王据传为了博取美丽的褒姒一笑，在没有敌情的时候点燃了报警的烽火台，失信诸侯。公元前771年，西方戎人的一个部落攻杀周幽王于骊山烽火台之下。接着平王即位，京城从陕西关中的丰迁到河南西部的洛邑。这时，周王已基本上失却了对诸侯国王公的政治管理权，而成为一个只有天子之名的小王国的主人。中国历史上全木木面的大变革时代——春秋战国时代（前771～前256）从此拉开了序幕。
铁器时代的技术革命
春秋时代，铁作为一种革命的角色进入了社会生活。从技术上讲，铜冶铸技术已经相当成熟，只需把炉温提高一些就可以炼造出铁，而这只要把木柴换成木炭就可以了。在矿藏方面，铁的分布比铜更为广泛和丰富。用铁器可提高手工业制作和农耕的效率，可用更坚硬锋利的武器更新军队的装备，器利则兵强将勇。
春秋时代（前770～前475）大多数国家都已经有了小中型的冶铁工场，东方的齐国、北方的晋国和中山国、中原的郑国等略为走在前面。楚国可能也不落后。到了战国（前475—前221）中期，冶铁业已在广大地区普遍建立，成为最重要的手工业部门之一。齐国临淄的冶铁遗址面积达40余万平方米，三晋之一的赵国一个遗址出土的铁农具占全部农具的65%，偏远的东北方的燕国一个遗址出土的铁农具甚至占全部农具的85%。战国时石器已退出了历史舞台。齐国的程郑、魏国的孔、赵国的卓等几个姓氏都是当时冶铁致富的大铁商。《管子》中有所谓“万乘之国有万金之贾，千乘之国有千金之贾”的说法。可见铁器时代到来之后财富已不完全积于天子王侯之家了。当然，王侯仍然是社会财富增加的主要受益者，春秋时代最早开始大规模炼铁的齐国最先得到了霸主的地位，继之而起的是在公元前513年最先铸造过铁质刑鼎的晋国，当了第二位霸主。
铁的开发利用促进了手工业的全面繁荣发展。铜铁的冶炼、铸造、锻打的工艺得到了改进。春秋时的铸剑工艺达到了炉火纯青的地步。当时越国的铸剑大师欧冶子曾为越王勾践铸了湛卢、巨阙、胜邪、鱼肠、纯钧五把宝剑，又受风胡子之请和吴国的剑匠干将为楚昭王铸了龙渊、泰阿、工布三把宝剑。另外，干将还为吴王铸了名叫干将、莫邪的二把宝剑。中国后世一直把泰阿和干将作为宝剑的代称。春秋以前的铸造工艺都用泥范（模），战国时已有了用白口铁做成的铁范。新的铁工具锯、凿、斧和犁锄等农具制造出来了，车辆和其他木加工及戈矛刀戟剑和弓箭等兵器的工艺更为精良。铜的生产和加工在春秋战国时依然很重要，它除了铸造传统的工具、器皿和武器外，还被用来铸钱币。这是商业繁荣的结果。玉的开采加工也有了发展，春秋时楚人卞和所得的和氏璧便是一块传世的宝玉。到战国末时，中国古代的手工织具已发展成为手工织机，麻布和丝绸的织作效率一直在提高。布的染色、皮毛加工、城市和宫室的规划设计等方面的工艺都有了重大的改进。手工业内部的分工不但相当专业化，而且一国内的技术工艺基本上已趋向规范化，并引入了新的科学原理。《考工记》在叙述以上各类技术的设计制作工艺的同时运用了大量初等数学和力学知识，对马车前进时马停下之后车的惯性前行都有记述。其中《考工记·弓人》中关于弹性弓弦“量其力，有三均”的分析，可能是指加物一石张一尺，二石张二尺，三石张三尺，这实际上是发现了弹性定律。另外，在《考工记》所述的鼓、锣、钟的制作方面，还有许多声学方面的知识。由于西周初期就形成了对十二律的认识，春秋时的乐律学家们已经开始用“三分损益法”来确定律管的长度和音律高低之间的比例关系。《管子》和《吕氏春秋》中都记述了这个方法。1978年在湖北隋县出土的公元前433年的曾侯乙墓中，一个完整的铜铸编钟群构成了一个十二个半音组成的敲击乐系统。这是当时人们音律知识和乐器制造技术的一个直接物证。在同一个墓中出土的盛酒器皿——盘尊，可能是世界上最华美的铜铸件之一。
春秋战国时期手工业技术的发展奠定了古代手工业技术传统的基础，成为后来一系列伟大发明的源头。中国古代各行的手工工匠一直把春秋战国之际鲁国的名匠公输般（鲁般或鲁班）奉为祖师。史载鲁班曾造过木人和能飞升的木鸢，改进了锯的齿形，创造了刨和钻，他南行时为楚惠王造了攻城的云梯和舟战用的钩拒。当时鲁国的大科学家墨翟（墨子）也到楚国去，造了防守用的战具，劝阻楚王和鲁班放弃对宋国的进攻。和鲁班一样，墨翟也造过一个能飞的木鸢，但他却竭力反对把技术应用到战争方面。这个时代的各种名匠可以车载斗量，鲁班和墨翟都是其中技艺超群的大师。
铜斧、木犁、石刀已趋于过时，奴隶的双手和旧的耕作方法已不能满足天子管不到的诸侯王公们尽快富强起来的需要。铁犁被铸造出来充当大量新垦荒地野田的开拓者。这时，过去主要用于食肉、祭祀或拉车之用的牛的作用也发生了变化。尽管商周时代已有人用牛耕地了，但大量奴隶的存在使贵族有比牛更容易驾驭的劳动力。春秋战国时贵族们让牛来拉犁，让奴隶们来扶犁，这样就可以耕种更多的土地了。所以，牛开始成为奴隶的替身和农人的大伙计——农业中最繁重的劳动的承担者。牛从肉食品和牺牲品变成了吃大苦的生产伙伴，并且由于它拖动了铁犁而促进了农业奴隶的解放，从此牛在中国农民心中开始获得崇高的地位。从技术史的角度看，耕牛取代农业奴隶是一次农耕技术革命（下一次农耕技术革命直到20世纪70年代才发生，这就是中国农村开始用拖拉机来代替牛耕地了）。
铁犁和牛不但扩大了耕作面积，还将耕地的深度加深。精细的整地，复种轮作，锄草施肥，合理密植，在不同的土质上种不同的作物，掌握气候和把握灌溉时机——这一切从春秋战国时便成为中国农业耕作的主要方式。中国古代的自然经济以农业为最主要的生产部门。战国时期秦国宰相吕不韦的门客们编写的百科全书《吕氏春秋》中“上农”、“任地”、“辩土”、“审时”四篇，反映了中国古代农业的这一传统，它是以后农书的参照本。战国时发达的农业产生了大量的农书，其中有后来散缺不全的《神农》20篇、《野老》17篇。
要发展农业，把大片蛮荒的原野变成旱涝保收的沃田，兴修大型水利工程自然被提到议事日程上来了。春秋时楚的令尹孙叔敖（前596年为官）负责在安徽寿县修了芍陂工程，至今犹存。战国初期，魏国邺县令西门豹在任时修的漳水十二渠也是十分有名的大型水利工程。秦国人李冰（前256～前251年为蜀郡守）负责在四川灌县修了最有名的都江堰，今天依然在起作用。战国末年处于强秦压境形势下的韩国派水工郑国于公元前237年做间谍赴秦，说秦王动用秦国民力兴修水利工程，以消耗秦的国力，牵制秦国发兵攻韩。郑国到秦后负责在关中修了300余里的郑国渠，沟通了泾洛二河，使关中成为沃野，秦的国力反而更为强大了，并且在公元前230年首先灭了韩。加筑堤防是对大禹王事业的补充，主要是由黄河下游各诸侯国从事的。随着堤防的增高，黄河下游的河床也在步步升高。春秋战国时最著名的运河是东南方吴国修的邗沟，它沟通了淮河和长江（后来隋朝在修凿贯穿中国南北的大运河时，部分地利用了吴国修的邗沟）。魏国修的鸿沟则沟通了淮河和黄河。吴魏两国当初是为了政治和军事上称霸的目的才修凿运河的，因为运兵、运粮和交通对于一个扩张中的强国来说是十分重要的。
技术革命时代的社会革命
技术革命和农业的进步伴随着社会的动荡和变革，而且技术和农业的改革是社会革命的直接杠杆。铁犁和牛耕使天子所属的井田之外大批私田被悄悄开垦出来之后，普天之下不尽是王土了。同时一大批旧贵族的奴隶在周末和春秋初期便开始演变成为户口被隐瞒起来的依附于诸侯王公或贵族的独立经营农业和手工业的农民。进入战国，土地所有权属于天子、大小诸侯和贵族的井田制已成为铁农具和牛耕的障碍，于是，废除井田制的改革开始了，原来以隐蔽形式存在的封建性农民和土地所有者的关系公开合法。春秋战国时代在诸侯国里自发产生的私田上的隐民，正是社会生产力进步的产物，也是一场社会革命最底层的引爆药。春秋时的五霸之一秦国，在修水利方面不遗余力，在废井田和解放隶农方面也最彻底，经历了商鞅（前390～前338）变法，一步一步向东方扩张，成了各国的头号敌人。这场深刻的技术和社会变革通过经济和社会生活过程还引起了大大小小贵族阶层的分化。在诸侯王公和土地贵族对土地、权力和财产的世袭继承过程中，原有的公田、财产和权力要在下一代人中重新分配，这将在下一代贵族中相对地划分出新的等级。而技术的进步、生产的发展以及诸侯之间的战争掠夺所创造的新的财富要在贵族、平民和军人中重新分配，这就有可能使一部分贵族和平民以及立下战功或掌握军权的官员改变自己的地位，成为社会上新的势力。只要技术和生产的进步与对邻国的战争过程不停止，一部分新开土地的所有者、新兴手工业和商业的经营者和大量战利品的获得者就会成为旧政治格局的挑战者。当时这个挑战完全不像秦代以后起义者对皇帝的挑战那样目标集中，这是一个发生于社会各个阶层之间的多层次挑战，其中最明显的是，在东周天子权威受到羽翼丰满的诸侯王公挑战的同时，各国的诸侯王公也受到了势力强大的新贵族的挑战。春秋时的五霸和战国时的七雄是诸侯国问鼎华夏最高政治决策权的例子，而春秋时的田氏代齐、三家分晋则是新贵族取代诸侯王权的典型。
战争是社会变革的一种催化剂。以周礼为基础的政治怎么能够调整在牛拉铁犁翻开新土后各个社会集团、不同社会阶层之间急剧变化的利益关系呢？所以，战争登上了历史舞台。自春秋时代始，雄心勃勃的诸侯王公发动了无数次的战争。他们之间大欺小，强凌弱，干戈不息。这种战争的直接目的是并吞和占有别国的土地和人民，因为这意味着财富。战争一般都由土地较广和人口略众的大国首先发动。但得人得运者，小国亦可顺昌；失人背运者，大国之王亦有身死国灭、宗庙为墟的结果。在得胜的王公高奏凯歌之后，作战时幸运地摆脱死神召唤的一批贵族和平民出身的官兵得到了一些新的土地和财产，而一批批被编入军队的作战英勇的奴隶则依靠对方的鲜血解放为自由人。春秋末年（前493）晋国大将赵简子在前线的誓师词是最好的说明：“克敌者，上大夫受县，下大夫受郡，士田十万，庶人工商遂，人臣隶圉免。”（《左传·哀公二年》）
战争的频繁不但生产出了一大批第一流的军事家和军事理论家，而且还由于兵器的改进引起了军队编制和作战方法的一次改变。春秋时代，古老的战车和以战车为中心的甲士被灵活的徒兵野战队伍所补充。战国时期，“楚琴氏以弓矢之势不足以威天下，乃横弓著臂旋机而廓，加之以力”（《事物纪原》），发明了弩（前述后羿发明弩只是一种传说，这里是明确的记载）。还有民间猎户的发明——窝弩，这是预先设置在野兽出没的地方的一种射击机构，当野兽踩上或牵动绳索时，窝弩击发射向目标。在战场上，弩多用于防守。弩虽没有弓轻巧，但比弓强劲，射时水平放置，战国时的弩还装有照门、望山，便于瞄准，大大加强了箭的射程和贯穿力。公元前307年，北方的赵武灵王在同胡族作战时学习北方匈奴人“变服骑射”，从而出现了挟弓佩刀、机动能力强的骑兵队伍。和骑兵配合作战的步兵持铁质的刀矛剑戟进攻，以皮质或藤质的盾牌防护，将军还披带铜甲铜盔甚至铁甲铁盔，战斗力大大增强了。可见，技术的进步在战争方面的第一个结果就是战争规模的扩大和破坏性的增大。
技术、经济关系的变革，政治的变革和战争的进行，引起了战俘和奴隶命运的变化。在战国后期，由于在新的土地上不再采用奴隶劳动，俘虏在战利品中的重要性大大减低了。因为用牛耕的土地上并不需要太多的人，在通过战争夺得有限的土地的情况下，太多的俘虏反而成了累赘。公元前260年秦将白起在长平接受了赵国40万军队的投降之后，把他们除240个老弱者之外全部坑杀（《史记》），这也许是中国历史上数量最大的一次屠杀战俘事件。但是另一方面，在社会技术进步的过程中，奴隶劳动的价值在提高。奴隶劳动制趋于废弛的过程中，中国奴隶制度下残酷的人祭人殉习惯已不再成为必须遵循的惯例，这是在人道行为方面的进步。甚至杀牲、尤其是杀牛祭祀的习惯也由于牛在农耕中的作用而有所缓，牛终于从祭礼的屠刀下解放出来。旧的习俗首先遭到部分有新思想的人的反对。当宋襄公（前650～前637在位）要杀人祭社时，司马子鱼反对说：“祭祀以民为也。民，神之主也。用人，其谁飨之！”齐国陈子车死后，其妻和管家要用人殉，子车的弟子亢反对说，如要人殉，妻和管家是最合适的人选。但在把人作为贵族统治者私有财产的社会里，只要人们还相信死后灵魂的存在，这个习俗绝不会被轻易革除。秦穆公在公元前621年死后仍用了包括国之良人子车氏三兄弟在内的177人殉葬，反对的人只能作《黄鸟》诗悲叹。春秋战国时代是社会革命中觉醒了的尊重人的感情和落后习俗最先发生激烈冲突的时期。
变革时代频繁而复杂的政治斗争和军事斗争滋长了贵族中的养士之风，在许多谋求进取的贵族门下聚集着几十、几百甚至几千的门客，他们中有文才也有武才，成为知己恩主扩展势力的羽翼。为知己舍身的刺客和击剑比武的游侠剑客也成为这个时代的特殊产物。这个时代的最后一个刺客——荆轲，也因为行刺结束了这个时代的秦始皇，而成了中国历史上最有名的刺客。
（二）秦汉科技
万里长城
秦王朝修筑的万里长城是华夏文明在东亚崛起的气魄和力量的伟大象征。此后，汉、北魏、北齐、北周、隋、明等各朝都继续修筑过。这是一段世界上最长的城墙，可能只有近代工业诞生以来出现在欧亚大陆上的铁路工程才可以超过它。长城既垒聚了中国人的智慧和汗水，又垒聚了人民的血泪和白骨。在北方游牧民族时常侵扰的时代，具有较高文化和以农业为主过着定居生活的中原人民希望有一个相对和平的生活环境。这条长城可以增加一些安全感，这是他们承担巨大的牺牲性劳动的惟一理由。当然，决策是统治者作出的，这主要是出于军事上的考虑：城墙可以阻滞那旋风般卷来的塞外游牧民族的骑兵，烽火台可以报警，这就为军队的调动和部署赢得了时间。
这道边墙也无形中使中原人民把内地和塞外视为两个世界。实际上，内地和塞外人民的生活方式也是截然不同的。很难想像，当华夏人在黄河流域和长江流域创造出农业文明之后，会把干旱的塞外草原视为生活的新大陆。他们只是在内地发生灾荒和战乱时才向北发展。相反，北方游牧民族生活的区域一旦越过这座边墙，就会日益融入中原的农业文明中。事实上，在长城修筑起来之后，历史上中原和塞外的军队和人民都曾多次大规模地越过了它，万里长城实际上成了中华北方民族的融合线——中原人民同北方游牧民族之间不断发生的冲突和战争、接近和融合，都是在长城脚下进行的。静卧的长城正是这一历史的一个见证和纪念碑。
造纸术
由于汉王朝要利用知识分子对社会进行教化，办太学和郡县学校，再加上经学家们在注讲古文时动辄万言的学风，春秋以来的书写材料竹简、木牍和丝帛已经远远供不应求了。而且太学发展的规模是惊人的：到东汉质帝时（145）学生已达到3万！新的书写材料必须发明出来，社会提出了这种要求。
从技术源头上看，造纸术起源于养蚕制丝过程中的漂絮。人们为了将较差的蚕茧制成丝绵，将其剥开、浸水，并在篾席上反复捶打，使之成为松软的丝绵，称为漂絮。此过程中篾席上留下的丝纤维积累起来，晾干后成一薄片，揭下可做纸用。受此启发，当地中海沿岸罗马帝国的学者们用埃及产的草纸和羊皮纸书写的时候，中国人在西汉前期已发明了植物纤维造成的麻纸。西安附近灞桥出土的麻纸正是这时的产物。到了东汉时期，博士们的文章已越来越长，汉和帝时监制宫廷器物制造的太监蔡伦（？～121）于公元105年，改进了原先的造纸术，用麻类、绳头、渔网、破丝旧绸和树皮等造出了质量优良的蔡侯纸，满足了博士们的需要。
造纸术无疑是中国古人为知识和文化生产而发明的一项伟大的技术。纸比中国古代的甲骨、钟鼎、竹简、木牍、丝帛都便宜得多，而且轻便，能长期保存。中国的纸也比埃及的草纸优良，比西亚的泥板轻便，比欧洲的羊皮纸廉价，因而这项发明注定会成为全人类的财富，引起人类书写材料的一场革命，通过促进社会信息超越时间空间的广泛传播，而成为人类文明进步的伟大杠杆。
纸的发明首先使当时的书籍变得更加便宜，经学博士们更可以大显身手了。当这种材料流向社会后，没有多少财富和得不到朝廷支持的私家学者们著书的风气开始了，社会文化教育事业有了蓬勃的发展，中国三国时代从社会中下层涌现出来的大批人才的学识，在很大的程度上得益于造纸术的发明。而且，汉代以后中国古代文化的普及也同造纸技术息息相关。
当然，纸并不能决定人们在它上面写些什么东西，它既负载着新思想也负载着陈腐的误说。民族的文化瑰宝依靠它保存下来，人们后来也用它来绘画，印制佛像佛经，并且印成纸钱祭奠祖先。
（三）三国两晋南北朝科技
玉瓯金瓶的裂分
中国历史在黄巾军同东汉统治集团军队的搏斗中暂别统一，于公元220年进入了暂时的三国鼎立时代。曹操（155～220）的军事政治活动为北方的魏晋击败南方的蜀、吴奠定了基础，但代魏的司马氏建立的西晋（265～316）却是一个短寿政权：司马炎为加强本族势力恢复了分封制，但和周代相比，中国社会经过秦汉文明的涤荡，技术有了长足的进步，交通更加发达，汉族人的文化已经密切地融为一体，社会的经济生活已经建立在新的基础上，社会上层的政治观念也完全改观了。所以，晋的分封已不能起到建立中央王朝藩屏的作用，反而直接树立起向中央王朝挑战的潜在力量。更为可悲的是，从曹魏手中夺过王位的晋政权的上层一开始就在生活方面腐化起来。在司马炎的白痴儿子惠帝继位不久的291年，发生了司马氏诸王相斗争权的八王之乱。这场变乱消耗了王侯们的力量，导致了社会上不稳定力量的连锁反应。
居住在中国东北、华北、西北的匈奴、羯、鲜卑、氐、羌等五个胡族乘机起来反抗西晋的统治，大批汉人流民被卷入各支队伍中。西晋政权土崩瓦解，中国北方各地先后崛起由五胡贵族建立的16个国家，西晋的一个诸侯王司马睿（276～322）靠一部分随行南下的亲贵和南方豪门士族的支持建立了东晋，与北方五胡政权并立，称为东晋及十六国时期。
北方的前秦于公元376年间短期统一了北方，但当它试图拿下江南时却于383年在淝水吃了败仗，北方复乱。接着，一支在山西兴起的鲜卑贵族势力——魏崛起，于439年重新在北方建立了一统政权。这时，淝水之战的胜利者——南方的东晋已于420年在农民起义和内乱中改朝换代，掌握实权的大将刘裕废东晋，建立宋朝。北魏和宋朝的建立标志着相对稳定的南北对立局面开始，这便是所谓南北朝时期。
北朝北魏的统治达148年之久，于534年分裂为东魏和西魏，一二十年后两朝皇帝换人，国号分别改为北齐和北周，577年北周灭北齐后又统一了北方，581年杨坚（541～604）代北周后开始倚北方之强大人力物力谋划统一中国。
南朝自420年宋建立后，在动乱和暂时平安中经历了宋、齐、梁、陈四个皇朝。最后一个帝王陈后主于589年成了杨广（569～618）带领的北方军队的俘虏。中国历史又从政治上的分裂走向了统一。
长城的缺口
从中国历史上看，自从传说中的炎帝、太皞、黄帝三大部落在战争后融合成为华夏人以来，前述时代是中华民族的第二次大融合。这种融合的发生一是由于中原地区农业繁荣对塞外游牧民族在经济、技术和物产上的吸引，二是由于中原社会演化中的政治经济崩溃为塞外民族大规模南下提供了机会。
在铜器时代，华夏文明和塞外民族的游牧文明之间还没有发生强烈的相互吸引和对抗，那时他们双方都还没有足够的力量和技术手段把发展的目标放在各自的边界上。中原地区首先进入了铁器时代。秦始皇时代的长城标志着中原华夏人的文明在铁器时代到来之后进入了一个新纪元，华夏文明已确认了自己的优越性。汉武帝的开边标志着这个文明在强大时有愿望并有力量向外扩张。然而，同世界上所有古代文明一样，这还不是一个具有持续稳定进步发展力量的文明，它的政治、经济制度和技术、文化基础决定了它的前进要以退步为代价，崛起要以衰落为补充，大治要通过大乱来达到。东汉末期，虽然由于匈奴民族的部分西迁缓和了中国北方的压力，但中原地区在东汉末人口锐减和政治分裂的情况下减弱了在经济方面的对外排斥力量，北方民族得以以和平方式在长城内外地区过上半农半牧的相对定居生活，从而向中原的铁器文明靠拢。在中原政治和经济稳定的情况下，这个以铁器和农业为技术基础的社会是一个中心，北方民族那些在技术上落后的部落和小国，开始在政治上不平等的条件下同先进的中原地区在经济和文化方面交往杂处。但当中原政权被社会内部的矛盾和战乱摧残后，政治余威消耗殆尽，这个先进的铁器文明也就自然变成了被劫夺的财富。北方民族不再忍受附属于一个糜烂无能的政权的地位，他们的骑兵便在长城内外集结起来，并在中原扬起烟尘。由于已经有了经济生活方面的长期接触和文化上的联系，北方汉人视他们为外族，但绝不视他们为入侵的敌人。所以，那些被中原的统治者剥夺的一无所有的人们把胡族看成解放者而加入他们的军队，那些对胡族怀有民族成见的人与其冒反抗的危险，还不如成为顺民，而那些晋朝的王族豪门的命运之星便到了西沉的时候。
这场北方胡族对衰弱的西晋政权的冲击，在激起一次历史大动荡后逐步向一个新的平衡状态恢复，在有大批汉人参加的胡族军队推翻西晋政权建立起以胡族为主要统治者的政权之后，汉时边疆民族和汉人隔地而居的状况被完全的杂居所代替，中国北方发生了各胡族和汉族在习俗、语言方面的融合，边疆民族的牧业知识和特殊的风俗给北方汉人的生活中添加了新气息，而边疆民族的主要部分则在这个融合过程中被历史裹入了汉族文明的洪流之中。首先是作为统治者的胡人贵族，接着是一般民众，被汉族的文化所征服。这是不可避免的文明融合过程。塞内土地肥沃，有灌溉之利，技术发达，汉族人的数量占优势，而且他们是先进生产方式的代表者。少数民族要放弃自己的游牧生活方式而进入定居的农业文明，同汉族文化融合在一起便是最佳的选择和历史捷径。塞外民族不可能在已经经过了农业开发的中国北方保持原来的游牧生活方式。在政治方面，任何一个少数民族的统治者也不可能长期地用自己还不够发达的语言和原来的文化长久而安定地统治中国。根据古代史书，远古时的氐、羌与神农氏炎帝的部族同出一支，而匈奴则同黄帝部族和夏人同出一支，鲜卑的贵族也称他们是黄帝之后。根据五行学说，黄帝以土德而王，建立北魏的拓跋氏的姓便是土的意思。由于相信黄色的土为万物之元，拓跋氏改姓为元，其他一些鲜卑贵族则改姓为于、贺、楼、尉、穆、陆等。
不用说，这次融合也是痛苦的，是在一连串民族矛盾和社会矛盾的交叉爆发中进行的。不少平民百姓在动乱中付出了代价，而一部分汉族和胡族贵族也为之丢掉了他们的地位、财产甚至头颅。最后，经过300多年的时间，一个新的中国北方民族和文明掩埋了以往的一切纷争。
在北方发生民族大融合的时候，南方也发生了重大的变化。北方大量的人民最初在战乱的逼迫下南迁，成为涌入南方社会的侨民。由于处于和北方的对立中，各代南方政权对蛮、僚、俚、越、爨等少数民族的力量给予了更大的重视，南方少数民族同汉人在经济生活和文化方面日益接近，南方地区的农业、手工业和贸易事业有了进一步的发展。
战乱时代的技术
在各种政权对立的局面中，社会由于竞争和战争的压力而产生发展新技术的需要，因为备战和开战时都需要准备大量的物力和新的作战机器，新技术会在战火中产生，即使在战乱之后的废墟上，它的幼苗也会在某些地方不时顽强而茂盛地生长起来。三国时曹魏的博士马钧（陕西人，生卒年不详）发明了能把砖瓦和石块抛射几百步远的抛石车，这对攻击城头敌人是威力强大的武器。马钧在看到蜀国丞相诸葛亮（181～234）制造的连驽（谓之元戎驽）之后认为，“巧则巧之，未尽善也”，对它作了改进。他还大大改进了当时的织布机。比他早半个世纪的东汉人毕岚曾发明一种叫翻车的木质机械用以洒道，马钧则将这种翻车改进为后来被普遍应用在河边为农田灌溉抽水的龙骨水车。这是一个了不起的发明，具有很高的实用价值，因而也具有很强的生命力，它是水泵发明前世界上最先进的提水工具之一。另外，据当时的文学家傅玄的记述（《全晋文·马先生传》），马钧一次在朝房里和高堂隆、秦朗二人谈及指南车时，高、秦认为古书上关于指南车的记载是虚构的。马钧则坚信古代有指南车，只要肯钻研，是可以造出来的。高、秦二人于是奏准魏明帝，下诏命马钧造指南车。在235年，马钧制成了靠木质齿轮系统在行进中指示固定方向的指南车。根据这段记载，前代已有人制出过指南车，正是别人不相信，马钧才制造出来让他们看（也许马钧只是由于迁就当时人们的厚古心理而把自己的创新托于古人的名下，不过当时人们对于这样的高技术似乎只是抱着一时欣赏的态度，而没有准备研究和应用它）。实际上指南车也只是对机械的发展有启示作用，在陆地上行走和活动根本不需要这样复杂的方向指示器。三国时另外一项发明是蜀国人蒲元发明出来的独轮车——木牛流马。这是一种适应于崎岖山路小道上由人来推行的轻便的运载工具，诸葛亮首先在军事运输中采用了它。这一发明后来在没有通衢大道的丘陵和山区得到了广泛应用，它在平原地区的短距离转运中也有用处。但在中长距离的运输中，牛车和马车仍然是最重要的工具。生活于魏晋之际的刘景宜发明了一种水转连磨，用中间的一个巨轮带动周围8个石磨，这可算是相当先进的农产品加工机械了。
东汉末以来频繁的战争使攻防武器有了显著的进步，除了连驽、大驽、发石车的发明之外，钩车、撞城车、鲁班时就发明了的攻城云梯、火攻车等都有了改进，盔甲比汉代更为坚固合体，箭已由铁簇改为钢簇。刀剑的锻造工艺大有进步。据说东汉末和三国时期曹操曾有五把“百炼利器”，刘备曾令蒲元造“七十二炼”宝刀五千把，孙权则有百炼、青犊、漏影三把宝剑。马镫是这一时期的一个重大发明。中国目前发现的最早的马镫是长沙西晋墓（302）中陶骑俑上的，估计它的发明可能在三国时代，当时将军们在马上厮杀的战斗方式同马镫的发明有关，因为马镫使人和马紧紧地结合在一起，可以全力地向前冲击和战斗。到418年，南朝（宋）的水军将领王镇恶的水军中出现了轮桨船。这是近代西方用明轮击水的轮船的前身。在当时，一系列的技术发明首先成为暴力的助手。东魏残暴的大将侯景在548年洗劫南方梁朝首都建康时就依靠了大批新制造的战争器械攻破了坚城。梁朝大将徐世谱则用轮桨船队在水上抵抗侯景的军队。
刺激技术进步的还有各次战乱结束后的人口锐减、荒田待耕、百废待举的局面。从三国时代到南北朝结束的369年时间里，中国商周时就发明了的制瓷技术已趋成熟，东汉时出现的较粗糙的青釉瓷器变成了美丽的青瓷和如雪的白瓷。当时瓷器制造方面已形成了“南青北白”的局面。新的铁矿、铜矿和其他金属矿山被开采，旧的则扩大了开采规模，在许多朝廷管理的大型冶铁工场中都应用了东汉时杜诗发明的鼓风水排。在制造铁工具方面，工匠们发明了把生铁熔化后浇灌到熟铁上合炼合锻的灌钢法。这种方法可以通过增加熟铁的含碳量来制造出性能更好的各类钢，满足不同钢铁器具对不同性能材料的需要。晋代的能工巧匠们还把西汉时就已发明的磨改进成了由水力驱动的水磨，用以磨粉，这说明农业在恢复之后仍然能够很快提供充足的粮食。无疑，入主北方的胡人贵族要站稳脚跟必须学习农业，发展农业生产，北魏政权曾为此实行了均田政策。在山东当过北魏太守的贾思勰（480～550左右）于北魏时期写了一部十余万字的著作《齐民要术》，这是中国历史上第一部完整的农书，对北方农业生产的历史经验和技术作了认真总结，教导人们按照作物生长规律培育和管理作物。作者写作的原意不是为了留名于后世，而是劝谏北魏皇帝重农，但北魏政权在他身后衰亡下去了，此书却成了中国和世界科学技术与文化宝库中的典籍。
总的看来，这一时期技术的进步并没有使社会生产走上持续稳定的发展道路，这是因为不时爆发的战争在人力和物力方面都是生产的破坏者，它一方面刺激生产和技术的发展，一方面又损毁了生产和技术连续进步的社会基础，并且在战争中直接摧残一部分刚刚出现但还没有在社会生产中扎下深根的技术成果。这个时代的技术成果中的一部分精华对于下一个时代来说，就像羊群连续踏过的草地上散落下的种子，它们的繁盛生长要在下一个春天重新开始。
历史夹缝中的科学
尽管建立统一的王朝对科学的发展有着十分重要的影响，但中国古代科学的发展在很大的程度上并不完全直接依赖于王朝的统一或分立，而直接地依赖于各个时代的社会生活和文化潮流能使多少有才智的人把精力放在科学方面。战争冲击波常常并不直接摧毁科学家的事业，况且战乱的环境中总会留出一些和平安定的时间和空间，也有一些人因为战乱打断了正常的入仕宦途，放弃经学而转向科学。各派宗教交汇的气氛中，科学之树仍然会抽出青嫩的新芽。
三国时的数学家赵爽对先人成果有兴趣，他在注《周髀算经》的时候对勾股定理、勾股弦的关系式、二次方程的解法等都有几何的证明。
数学家刘徽（魏国人），是这个时代出现的一颗科学明星，也是一位世界有名的古代数学家。刘徽对中国最重要的数学经典《九章算术》中的大部分算法作了理论性的论证，首次用无限增加圆的内接正多边形的边数的方法（割圆术）来求圆的周长和面积，把极限概念应用到解题之中。刘徽的成就体现在他的《九章算术注》和《海岛算经》两部著作中。《九章算术注》成书的263年正是魏国大将邓艾（197～264）攻破成都灭亡蜀国之时。《海岛算经》在唐代被列入国家学校的算经十书中。
刘徽用割圆术求得了一个当时世界上最精确的π值：3.1416。中国人在汉朝之前都把圆周率当作3。西汉的刘歆、东汉的张衡、刘徽的同时代人王蕃（228～266，吴国将军）等人都研究了圆周率，但刘徽的数字最为精确［细心的埃及人在公元前1700年以前就取π为2（16／9）＝3.1605，古巴比伦人却取π＝3。刘徽的思想方法与公元前5世纪的希腊人安提丰和阿基米德（前287～前212）的方法都不同，他是用安提丰的方法来解决阿基米德的问题，当然是在不了解他们二人工作的情况下做的。阿基米德算出圆周率在3.1408和3.1428之间。罗马时代的希腊天文学家托勒密得出的圆周率是3.141673］。
刘徽之后，皮延宗（比刘徽约晚100年）继续研究了圆周率。随后，南朝的祖冲之（429～500）用刘徽的方法求得了一个有效数字精确到第7位的值（后来，直到1000年后，阿拉伯人阿尔·卡西（1427年写出《算术之钥匙》一书）和法国人维叶特（1540～1603）才求出了超过祖冲之的圆周率值）。祖冲之受到朝廷重视，参加了当时修订历法的工作，并向守旧的学者和官吏们解释日月星辰的运行并非神怪，而是有形可检、有数可推的自然现象。他计算出的回归年长度只和今天的值相差46秒。另外，对前人已算出的五星会合周期，他也计算得更精确了。这位大数学家也是一位机械专家，他重造了三国时马钧的指南车，制造过千里船和水碓。技术才能和数学才能在他身上完美地结合在一起。祖冲之生前著述甚多，其中《缀术》一书最负盛名。据说他的儿子祖日恒制造了第一个八尺铜表（水平仪），还作为一个数学家修订了父亲编制的大明历，并求出了球体积的计算公式。
刘徽和祖冲之父子的成就表明中国人的数学才能是卓越的。如果历史能够使下一代人在他们成就的基础上连续地研究，就会使数学进入崭新的领域，但古代社会常常不能保证这一点。
在数学方面还应提到北魏人张丘建所撰的《张丘建算经》、北周人甄鸾所撰的《五曹算经》和《五经算术》。这三部书都在算经十书之列。其中张丘建在他的著作中提到了前代的名著《孙子算经》。
战争戕残生命，滋养瘟疫，饥荒减灭人口，也阻止人口增长。在东汉末人口减至2000多万后，这个不安定的时代人口增加的幅度并不很大，而且经常是波动的。直至隋朝时的606年，才增到4600多万。权贵富门求寿，平民百姓求康，医生始终是生命的守护神。魏晋间的名医王叔和（暮年当过西晋的太医令）写成的《脉经》是中国现存最早的脉学专著，奠定了中医脉学诊断的理论基础。他的同时代人皇甫谧（215～282）是当时最有名的民间医学家。在他去世的两年前（280），晋的大将王濬（206～286）强大的水军船队沿长江而下吞灭了吴国。皇甫谧对晋以前的针灸学作了系统的总结，结合自己的从医体会写出了《黄帝三部针灸甲乙经》。这是中国最早的针灸学经典专著，对后世的针灸术产生了重大影响。
令人惊奇的是天文学在这个没有统一王朝支持的时代也有了重大的进步。东晋的天文学家虞喜（生卒年不详，享年76岁，于335～342年间著《安天论》）在330年比较当时的星辰出没时刻和古代记录时发现了岁差，并提出了一个稍大一些的岁差值。当然，他不可能从理论上正确解释这一现象。在他之后，南朝的何承天、祖冲之，隋代的刘焯，唐代的张遂，北宋的周琮、皇居卿等人在制定新历法时都对岁差常数做了更精确的研究（这当然都是量的精确化，而不是质的突破，因为他们都还没有了解地球和太阳的相对运动姿态和维持这种运动的原因，甚至没有认真注意和思考这个问题）。
北魏的天文学家们虽然没有什么重要的发现，但也做了认真的努力，他们用铁铸造了新的浑仪，并且在上面首次安上了水准仪。在胡族政权下共事的天文学家之间相互尊重，平等地讨论许多学术问题，很有民主和谐的气氛。
北齐时的民间天文学家张子信的发现则是惊人的。由于战乱的逼迫，他避到一个海岛上，离开社会，瞩目星空。他用浑仪对日月五星观测了30多年，发现太阳和五星的视运动不均匀。尽管张子信的测定和描述都是粗略的，但他的发现差不多埋下了一场天文学革命的种子（开普勒（1571～1630）的三大行星运动定律之一便是速度不均匀定律，这是通过研究他的合作者和师长第谷（1546～1601）的观测数据得出的。第谷甚至还不完全相信哥白尼（1473～1543）的太阳系结构。不过，张子信在东方天文学领域埋下的这颗种子当时是不会发芽的，因为在他和开普勒之间的时空距离相当遥远，这中间隔着爱琴海沿岸的希腊人喜帕卡斯（公元前190～前120）、托勒密和中欧平原上的波兰人哥白尼）。中国古代天文学家没有建立起一个宇宙几何模型，而实际上太阳系各个星球之间在结构方面却恰好符合一种美妙的几何关系。只有沿着这个思路，天文学思想革命的闪电才能使这个关系展现在人类眼前，而中国天文学和数学星座的天空很难产生出这样的闪电，这样就使东方天文学家的辛勤发现变成了孤独地飘在知识天域上的几朵灿烂云霞。
在地图地理学方面，三国后期在晋朝当过司空的裴秀（223～271）编了一本历史地图集。该图集称为《禹贡地理图》（共18篇，现已不存）。另外，裴秀还绘制了《方丈图》，图长宽各一丈，“以一分为十里，一寸为百里，从率数计里。备载各山都邑，王者可不下堂而知四方也”（《北堂书钞》）。尽管在裴秀去世时晋朝还没有把江南东吴归于自己的统治之下，但这位作为司空的地理学者，热心地搜集编绘了显一统的天下于方寸之中的图形。他还根据自己的测绘制图经验建立了绘制地图的六条原则，这是把数学比例和计算应用到测绘中去的绘图基本原则，它直至清代一直影响着中国传统的平面地图测绘工作。但是当西晋的一统山河四分五裂之后，再一次绘制这样全国性的地图便不可能了。这个时期北魏的郦道元（465或472～527），在研究过前代地理学典籍和做过大量地理考察后，写了一本内容丰富庞杂的地理学著作《水经注》。由于作者为北魏人，且当时南北分立，《水经注》描述的内容南略北详，但描述的地域范围远远超出了作者足迹所到之地，笔锋甚至大大越出了今日中国的疆界。南朝梁代的佚名学者则写了一部《地镜图》，作者显然读过《管子》和晋代张华（232～300）的著作《博物志》，并对找矿很关心。根据书中的说法，可以由山上草木的种类和各个季节的长势判断出山中是否埋藏着美玉、银、铅和铜等。
（四）隋唐五代科技
多民族帝国的开放
与先前的汉帝国明显不同的是，崛起的唐帝国是一个具有多民族色彩的大帝国。
自三国两晋南北朝以来，中国北方民族中的五胡在入犯中原以来已和汉人融合在一起，为汉人添加了新的血缘成分。北方的汉人已不是原来的纯华夏人，不少新的汉姓实际上是接受了汉文化后的胡人汉化的新姓氏。唐太宗的母亲是一个具有西北少数民族血统的妇女，而他的妻子则是北魏时的鲜卑贵族拓跋氏的后裔。汉人和北方各少数民族的相互接近、了解和融合，使这个民族不再从心理上把自己和没有汉化的其他北方民族隔绝开来。由于北方的开发和疆域的扩展，人们也不再把长城视为边墙，汉人开始大批地迁移到塞外适宜农耕的地区去开发新的绿洲，并有不少人到西域去生活。大批西域和中亚人东来长安，西域各族人民的服饰、舞蹈在几十年内风靡了唐帝国的首都。这个民族已变成了一个外向的民族。
由于民族意识的扩大，在唐政权中集聚了一大批已汉化的胡族后裔和正在接近汉文化的突厥民族、西域民族和其他少数民族的上层精英，这反过来又加强了唐政权对少数民族的控制。唐帝国时从来没有修筑或修补过长城，唐朝将军李靖（571～649）、李籣（594～669）、苏定方（592～667）、薛仁贵（614～683）、高仙芝（？～755）、哥舒翰（？～757）、封常清（？～755）等率领的骑兵和步兵驰骋在长城以外的蒙古高原、辽东和朝鲜半岛、阿尔泰山甚至中亚，以及青海高原。在这些军队的行列里，从军官到士兵，除了汉族人，还有突厥人、西域人、高丽人……正如这个帝国的都城是一个各族人民的聚居地一样。
西藏的吐蕃王松赞干布在被唐军击败后得到了文成公主，他以娶汉家女为荣。唐和印度的交往日益频繁，日本的使节不时来到长安。唐都长安一时成为亚洲最重要的政治和贸易中心，在这里除了中国汉人和北方民族居住外，波斯人、阿拉伯人、印度人、朝鲜人、藏人以及日本人都加入了唐的经济和文化生活行列。
多民族共存的局面使整个社会的经济和文化生活变得更加多样化，社会风气也趋于接受异族的文化和习俗。而唐帝国初期的自信、强大和平等地容纳各族人民，又使她能够坦然地对待自己不相识的人民和他们的文化。中国人对印度的文化发生了更浓厚的兴趣，唐时的佛学大师玄奘（602～664）和义净（635～713）都不远万里到印度去从事几十年的游学，义净还同时在印度地区行医。他们回来都献身于写旅行记和翻译佛经的事业，其中玄奘还和窥基创立了佛教的法相唯识宗。喜马拉雅山南北的使者常来常往，太宗时的唐使王玄策（643～661年间多次出使印度）甚至在中天竺国发生政变和掠夺使节的情况下，借尼泊尔和吐蕃的军队把叛王阿那罗顺擒至长安。与此同时，唐人也把印度人创造的优美的佛像作为艺术和文化的象征雕塑在最显贵的地方。
唐时的中国人大量吸收了印度人和中亚人的文化、艺术，某些先进的技术，如玻璃器皿、阿拉伯的煤油和波斯锦，以及天文学、数学、医学知识和名贵药物。另外，在佛教之后，波斯的拜火教（琐罗亚斯特所创，东晋及十六国时开始传入中国）、大秦景教（叙利亚人聂斯脱利所创，基督教的一派，在长安流行150多年后，于781年立《大秦景教流行中国碑》）、波斯人摩尼所创的摩尼教（在中国流传时期更长）等都在唐时涌入了中国，同时，东方文化和科学技术方面的成果——陶瓷技术、丝绸纺织技术、炼丹术等，通过一时热闹起来的丝绸之路，传给了印度人、波斯人和阿拉伯人，通过当时正在向西方扩张着的阿拉伯世界，东方文化的珍品又展现到了欧洲的面前。在中国的东方，通过长安城的高丽留学生们和一批又一批的日本使者团，中国的文化和科学技术传到了朝鲜半岛和日本。当时，既然唐朝文化是一个具有世界性质的文化，那么，朝鲜人和日本人也在这里间接地学习了欧亚大陆的文化。
实际上自唐代初期，中国又实现了一次对外开放，这是比汉代更彻底的开放。在汉代，中国同西方主要通过使者、少量的商队和零星的船队接触。到唐代，人民的直接来往和大量的物资、文化交流开始了。这一开放的历史影响是深远的，因为通道一旦大开就不会再轻易闭上，阿拉伯文化和印度文化同中国文化的联系从此稳定地建立起来了，这为中华文明和科学技术的发展注入了外部营养，扩大了中国人的眼界，对后世产生了有益的历史文化影响。
科举制
科举制的产生是自三国两晋南北朝以来新兴的寒族中小地主和大的士族豪门在文化和政治领域内冲突的历史结果。隋朝已于587年实行了科举制，隋末的一场社会大变乱又一次严重摧毁了士族的势力。既然垄断官场高位的阶层一蹶不振，那么，在唐朝建立之后实行科举制便没有大的社会阻力了。
科举制之所以能成为取仕方法，还在于中国自秦汉统一以来，以儒学为主的政治伦理学被历代统治者无可非议地接受为治国安民的指导思想。既然有了明确和统一的政治指导思想，那么，就有了统一的政治文化标准，这样，用统一考试的方法就是最方便和有效的，而不存在太大的技术上的困难。察举制因为不能保证全国统一的取仕标准而被取代。尽管功臣和皇族依然在官僚体系中享有附属于皇权的某些特权，但官场的大路已向寒族和中小地主以及一般人民的子弟们开放了半边，而且采取了一种形式上平等的方式。在科举制面前，人的主观标准被书的客观标准取代了，而且私学、地方学校和朝廷学校的书生们都有形式上的平等机会。当然，功臣、才子、显贵子弟和得到皇帝信任的其他人也可以不经科举考试而被直接提拔为官，当然，在天下不太平的朝代更替的历史时期，例外情况就更多了。
科举制为富家子弟和寒门庶人子弟提供了进入统治集团的机会，这在某种程度上加强了社会各阶层在政治上的参与意识，从而把一大批想有所作为的人吸引到了统治阶级队伍中。尽管财产和某些爵位可以世袭，但大多数行政职务却是由通过科举道路进入官场的原先互不相属的人们所担任，这样也就避免了行政职务和财产的牢固结合，防止了地方豪强地主直接把持政权实行割据的情况，因而也有加强中央集权政治的良性效应。
另外，由于入仕者是在掌握儒家经典后才担任行政职务的，经过这样的熏陶和选择，那些思想激进的知识分子，对社会现实问题的兴趣超过了儒家典籍的知识分子，对其他思想流派潜心研究的学者，对儒家思想持怀疑和批判态度的人物等，进入政界的几率就大大降低了。在一个安定比进步更为重要的王朝里，这无疑对政权的巩固极为有利。王朝的统治者们之所以把社会安定看得比社会进步更重要，这是因为，第一，他们在这种安定下享受着种种特权；第二，中国周围的外部世界（在清朝之前）还没有出现足以使中国人感到有必要从根本上改变自己的生活方式和政治、经济制度的文明。
科举制对中国科学和技术的发展曾产生了十分不利的负面效应，因为这种给人示以光明政治前途的道路把一大批社会精英的思想、目标和精力都吸引过去了。读经、考试和得到高官厚禄似乎是最明智的选择，而去思考和研究自然知识、属于下流的技术和工艺、不登大雅之堂的非儒家学术等，于名于利都属下策。于是，中国一代又一代的知识分子在研究儒家经典方面投入了更大精力，人们看到部分成功者之后得出结论：万般皆下品，惟有读书（经）高，书中自有黄金屋和颜如玉，故很多人不惜皓首穷经，求取功名。因而，知识分子的事业选择趋向单一化。
总之，隋唐以来中国实行的科举取仕制度是那个时代的一个重大创制，这种制度一直实行到1905年清朝下令废除为止，它在皇朝政治中扮演着开明政治和机会平等的角色，对皇朝的统治是有利的，但这种制度也同时发挥着削弱社会的思想文化活力、遏止学术向多元化方向发展的功能。这种制度创造了一个客观的取仕标准，也算是一个伟大的文化发明，但这一伟大发明在中国社会历史的发展过程中并不仅仅起理想的作用。
繁荣帝国的文化技术
唐帝国尽管盛极一时，但它在技术方面的成就与它的浩大声威极不相称。这个时代在农业和手工业技术方面没有多少划时代的发明和创造，大概是因为唐朝最初是一个经济和技术基础遭到严重破坏的社会，民力的极度疲敝使社会只有把以往的技术遗产充分利用起来发展生产的能力，没有太急迫的社会需要使掌管生产的官员和民间工匠们进行新的创造。贞观时期是唐朝政治上的极盛时期。这一时期手工业冶铸中的灌钢法是主要工艺。另外，蜡模铸造的方法也在应用，许多矿山重新开业。在武则天时留下的技术记录是在洛阳用铁铸造了高105尺的天枢，以及由铜龙负起的周长170尺、高20尺的趾山。唐代稳定的前期，牛马的数量有了增加，犁铧改进得更利于深耕，耙和镰刀也有了改进。虽然唐代没有兴修过大的水利工程，但地方上的小型水利工程使农民得到了利益，在盛唐风调雨顺的年代，中国农民的精耕细作一度使粮食堆积如山。农学著作也是汗牛充栋，但有创见的却不多。显然，手工技术和农业技术是由一般人民的才智来推进的，盛唐时期正是他们致力于恢复自己生活的重新创业阶段。对于那些对技术发明可能发生兴趣的知识分子来说，这一时期外部世界涌人的一系列新事物和新的社会风气（如兴盛起来的各种宗教，流行的胡族乐舞和服饰，科举热和唐诗热，与外国人的交往活动等）已足以使他们眼花缭乱，而不会去过多注意生产和工艺方面的事情。甚至历代所重的刀剑制造也没有起色，原因是西域人的宝刀名剑被商人们拿到长安，成为王侯将相最满意的东西，汉家工匠不去苦苦铸锻了。在755年发生历经8年的安史之乱后，大浩劫又一次损伤了北方社会积累起来的元气。社会经济生活的恢复过程不得不重新开始，农业和手工业技术生长的过程在某种程度上受到挫折。但初唐的人文主义之风有所收敛，官吏和士人中开始有了关心技术的倾向。这个时期任过荆南节度使的唐宗室李皋（733～792）为讨伐叛乱，造过有脚踏木轮推进的战船（车船），曾名震一时。
从整体上看，唐代的手工业和农业技术无长足进步，而与文化生活密切相关的技术得到了人们的重视，获得了大发展，使当时技术的人文色彩更加浓重。
首先要提到的是与帝国威势相称的建筑技术。它的代表就是首都长安城。这座城是由建筑学家、画家阎立德（？～658）仿宇文恺的风格设计的。这是当时世界上最大的城市，人口最多时超过100万，集宫殿、要塞、公园和民居于一体，严整宏伟，是中国传统木结构建筑和筑城技术的一个综合成果，也是唐朝伟大气魄的象征。另外，具有世界性文化色彩的佛塔式建筑和寺院继南北朝以来在城市和山林之中不断矗立起来。无疑，一批印度和波斯工匠和民间艺术家参与了造塔工作。敦煌千佛洞的开凿、雕塑、绘画工作在唐代仍在进行，龙门奉先寺卢舍那佛为中心的雕塑群则是在唐代完成的。唐时所创造的唐太宗昭陵的少数民族首领石刻像群和六骏图浮雕，具有明显的新风格，它们是中国传统和外国文化在技术和艺术上融为一体的象征。在唐朝发生的这种新的技术和艺术风格同佛教一起从长安传到了印度支那、朝鲜半岛和日本，其中朝鲜半岛由于地理上的接近和留学生数量大而受益最多。唐时的“新罗号君子国，知诗书”，有的人在唐应科举及第，白居易的诗则在新罗国内流传。日本人学习唐朝的文化和技术风格最为热情，因为日本贵族们的态度是：只要是唐朝的东西，不论什么都要尽快地传进来。
早在西汉时，四川一带的人就已开始种茶、饮茶，茶叶的制作逐步成了一门技术。到了唐代种茶业大大发展起来，茶园在较少受到战火烧燎的南方出现。唐时的茶神陆羽（733～804）写出第一部《茶经》，主要讲茶与土的关系、种茶法、茶的加工器具和加工方法、饮具和煮茶法。饮茶风气和种茶技术在唐代随着唐的文化传到了周围亚洲国家，到17世纪传至欧洲。随着丝路的畅通和与中亚联系的加强，唐时的纺织技术也有了进步，除了传统的丝罗绸缎，绫和锦也加入了沿丝路西行或沿海路前往印度及阿拉伯地区的贸易行列，而且难得的是由于介质印花技术的发明使唐代的织物更加绚丽多姿——这些普通织工和染匠才智的结晶不但渲染了唐代文化的华丽，也为那些描写各种日常生活场面的诗人们的诗句增添了不少鲜艳的颜色。另外，在官家工场中为宫廷生活和官家贸易而工作的唐代工匠们已能把宝贵的金银器皿加工装饰得十分精美，唐代陶工们则造出了比金银器皿更为驰名的美丽的唐三彩陶瓷。在文学家段成式（？～863）所著的《酉阳杂俎》中，则记载了陕西高奴地方人们用石脂水（石油）燃灯和做车轮润滑剂的事，这是古人利用石油的又一记载。
纸尽管在唐代以前早已成为普通的书写材料，但唐代固定下来的科举制和大力兴办起来的学校，以及社会上浓厚的文化和宗教风气，大大增加了对纸的需要量。唐初在贞观年间由朝廷组织修编五代十国和隋的历史（包括《北齐书》、《周书》、《梁书》、《陈书》、《隋书》、《晋书》和李延寿父子私家撰写的《南史》、《北史》，共8部），更需要高质量的纸。所以，唐代造纸工场的规模增大，品种繁多，质量提高，而且技术大普及，美观优雅的纸成了文化生活进步的材料和标志。公元751年，唐朝大将高仙芝率领的军队在中亚怛罗斯城下同阿拉伯阿拔斯王朝军队发生一场战斗，唐军有二万多人被俘，这些败北的兵士中的造纸工匠们被阿拉伯人掳去为他们开办新的造纸工场。
唐代和文化有关的另一项重大发展是雕版印刷。这种技术是由秦时的石刻印章、汉时用纸在石刻上拓墨迹的方法演进而产生的，道教发展起来后曾有过符印。但正规的雕版技术最早是在隋朝时（593）发明的，当时朝廷敕令用雕版印制佛像和佛经。佛教盛行是雕版印刷的催生婆。唐代僧徒和僧众对佛像和佛经的需求使手工描画和抄写供不应求，而这些东西又是千篇一律的，那么雕版印刷就是最好的方法了。另外，农书、历本、医书、字帖的批量生产对于城市私人手工业主和商人都已成了有利可图的新事业，因而雕版印制技术便值得开发了。据记载，高僧玄奘从印度回来之后每年用大量的纸印制佛像。在公元762年后的长安市上出现了商家印的字帖、医书和历本。甚至白居易诗集的印本也被人拿到市上去换酒茶喝。在敦煌千佛洞发现的868年由王王介为父母敬造普施印刷的《金刚经》已达到了相当精美纯熟的程度。雕版印刷发明之后，对唐代的文化繁荣起到了推波助澜的作用。
国家学校中的科学
唐帝国建立起来之后，科学的处境可以由学校的门类看出。根据《唐六典》，唐的国子监管理的中央学校有国子学、太学、四门学、算学、书学、律学等六类学校。其中算学学校有两位博士任教，学生30人，学习10部算经，书学学生30人，律学50人，国子学300人，太学500人，四门学1300人。国子学、太学和四门学的学生学习儒家经典，间习时务策，不习算学，而算学学校也不设经学课。除此之外，在尚书省还设了一个崇玄学，收学生200人，习《道德经》、《庄子》、《列子》、《文子》等经典，这是唐代尊崇道教政策在教育方面的反映。在科举考试中，有时候道家的东西也被搬上来，但总的说来，以孔子为代表的儒家的思想和经义仍然是攀老子李耳为祖的李唐王朝的政治意识形态。唐没有佛学学校，佛学是由那些寺院中的高僧们来讲解的，高僧们在这方面的热情并不比博士们逊色。
除算学学校之外，中央还设立了其他一些专门的科学学校，如太医署管理下的医学校，其中博士4人任教，医科学生40人，针科20人，再加上药、按摩、咒禁等科，学生共100人左右。教材有《黄帝内经》、《神农本草经》、《脉经》、《明堂脉诀》、《神针》等。太卜署管理的天文学校收学生45名，学习卜筮——这是天文学的社会应用部分。司天台收学生95人，学习天文、历数、漏刻。太仆寺招收学生100多名，学习兽医。
唐代的州（相当于省）设立经学和医学学校，经学和医学学生的比例约为4：1，其规模小于中央学校，但总人数却大大超过了中央。县一级学校全部是经学的预备班，没有天算医类，体现了这个时代的科学还不属于下层社会，而国家也不在社会下层施行这方面的教育。
从以上学校和学生的比例来看，唐朝虽然仍把儒学经典当作教育的中心内容，但在隋朝学校门类的基础上，建立起了规模相当大的算学、天文、医学等与自然科学相关的专门学校。在古代社会的技术、经济、文化基础上，这算得上相当重视了。需要说明的还有两点：一是各个科学性质学校的学生在毕业后通过选试所授的官职品位很低，这意味着俸不多，除非他们显露出特殊的才华，才有继续升迁的希望；二是在国家变乱时期，学校的正常学习和研究就自然被打断了。在这方面，经学学校的学习进程、甚至科举选仕活动也有被暂时取消的时候。因为在皇帝眼里，国之大事，戎马为先，巩固政权比什么事都重要。
到了唐的中晚期，社会危机日益增多，国家学校的规模日缩，呈现门庭冷落之象，算学，天文学、医学学校受到的冲击更大。这时候，由于科举考试制度仍然存在，有些生活条件充裕的书生开始私人授学，作为学校中衰的补充。唐后，经过五代十国到宋代，私人办的书院便产生了。与此同时，算学、天文、医学的研究也较多地散落到朝廷机关外围和上中层官员及社会上知识分子的私人活动那里去了。
从整体上看，唐代的科举制把大批知识分子吸引到攻经求仕方面，整个社会文化有着浓厚的人文主义色彩，社会上潜心于自然知识的人不多，科学和技术一样，都没有什么突破。但是，唐朝在创办学校的过程中开设了规模相当大的中央和州一级与科学有关的专门学校，通过学校在知识分子阶层中普及了数学、天文、医学方面的知识，对五代至宋代科学技术的发展有着良好的影响。另外，唐朝廷集中了一大批科学方面的学者，再加上少数民间人士，留下了这一时代的主要科学记录。
算学的总结和发展
唐代前期的算学学校是研究数学的主要场所。唐初的官员兼历算学家李淳风（602～670）和算学博士梁述、太学助教王真儒等对古代的一批经典数学著作作了注释，他们修正了前人注释中的一些错误，使其中九部——《周髀算经》、《九章算术》、《孙子算经》、《五曹算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《海岛算经》、《缀术》、《五经算术》，和唐初的算学博士王孝通（生卒年不详）所著的《辑古算经》共十部被钦定为学校教科书，后被称为“十部算经”。除王孝通的著作外，他们的工作主要是总结前人成果，保存了宝贵的资料，而没有多大的创新，而且李淳风对刘徽创立的割圆术明显地忽视。这个时代数学的发展除了王孝通在他的书中第一次用解三次方程式的方法计算一些复杂工程问题外，就是所谓二次内插法的发展。二次内插法是由于天文计算的精确要求而创造出来的，最先由隋代的刘焯在历法计算中应用。唐代的张遂（683～727，一行和尚），徐昂（822年前后在世）等在天文计算中继续应用这个方法，把刘徽的等间距二次内插发展为不等间距的二次内插法，自此之后，这种方法便成了天文历算家们常用的一种方法。
到了唐的中晚期，由于朝廷权力的衰微和商业的发展，算学学校和京城的算学家们在工作上已没有多少起色，社会上的算学家们也已不太注意经典巨著的研究，而去寻找一些简化实用性计算的方法，使算筹的计算有了改进。这是下一个时代数学大发展的一个预兆。
占星术和天文学
由于阅历丰富和创业艰难，唐太宗不相信祥瑞异灾之说，而更注重人事和现实政治。唐后期的宰相李德裕（787～850）写过专门的文章《祥瑞论》，反对芝草是祥瑞的说法。与先秦和秦汉时代相比，异灾和反常天象已不如战国和秦汉时代那样被大臣们认真地视为一种政治问题而向帝王提出，这说明“天人感应”的思想虽然没有被彻底否定和超越，但却表明对待自然现象的一种更为科学和清醒的态度已经出现。这显示了时代的进步。
在天文学研究方面，唐代人也采取了更为认真的态度。初唐吕才（600～665）设计了新的漏壶用以计时；李淳风对落下闳、张衡等人的浑天仪以及北魏的铁制水准仪作了改进，使之成为转动自如的六合仪。另外，在高宗时李淳风还编制了麟德历，按太阳和月亮位置的真正相合时间确定朔日，月的安排不再以29天和30天相间。根据敦煌发现的初唐时的《敦煌星图》，当时的天文学家对前代的星图作了研究，这份星图（1907年被英国人斯坦因拿走）上标有1350多颗星，是当今所存的世界古星图中星数最多的一个。但从星的位置的准确度来看，制作者大概主要是抄写整理古代图本，自己没有做细致的观测。还要提到的是，初唐的大天文学家李淳风也是当时唐太宗所信任的占卜大师，他写了占星著作《乙巳占》，又撰写了一部天文学史方面的名著《晋书·天文志》。据说他“每占候吉凶，合若符契，当时术者疑其别有役使，不因学习所致，然竟不能测也”（《旧唐书·李淳风传》）。他甚至还用自己巧妙的言辞并借口卜象已成，劝阻了唐太宗根据传言想要进行的一次清洗所谓“女主武王”（暗指武则天）的活动。李的成就说明唐代的天文学是和占星术携手前进的。
如果说初唐的李淳风是一个集天文学家和占星家于一身的人物，盛唐时期的另外两个人——瞿昙悉达和张遂（一行和尚）则分别为唐代的占星术和天文学做出了最大的贡献。
初唐时印度的天文学和数学传入了中国。中国数学方面的10进制位值记数法可能就是此时传向印度和阿拉伯世界的。许多印度和中亚的学者也曾在唐的司天台工作，最有名的是印度人瞿昙姓一家。这家有四代人连续在唐的司天台任职，其中瞿昙悉达翻译了印度的九执历，还于714～724年间写成了中国历史上最大的一部占星著作《开元占经》（共120卷）。该书全面辑录了中国古代关于宇宙理论的各家成果以及大量天体、天象、气象变化的记录及其占卜判断术文，还有包括印度九执历、初唐麟德历在内的29种历法的基本数据以及其他占候术文，是一部名副其实的占星术的经典。书中，天文知识和天人感应的思想融为一体，天上的恒星分野同地上各个地区的分野在位置和名称上相互对应，日月五星和流、彗、妖（彗星的变种或新星）、客（新星）等星以及恒星天象的正常运动和反常变化都与帝王、国家和社会生活中的吉凶祸福相关联，表明中国的占星术就是王朝命运和天下军国大事的预测学和解释学。
从科学史的角度看，占星术是置身于茫茫宇宙的人类在国家出现之后仍然不能完全从理性的角度把握和理解社会历史发展过程的趋势和突发事件以及人生的吉凶祸福时试图预知其征兆和端倪的一种尝试。由于日月和头顶的星空对人类是可望不可及的，所以，它们对人类来说就永远充满了诱惑和神秘。从占星术“究天人之际”的目的看来，它与真正科学的目标并非背道而驰；但由于它完全基于“天人感应”的理论基础而偏离了“天行有常”的认识轨道，这样便使它从整体方向上陷入了一个认识论的误区，也使其中所包含的科学探索进入了迷途。《开元占经》的丰富内容还表明，占星术对天区的划分、对星座的命名和其间秩序的确定一方面反映了人们在“以己度天”时将社会文化的色彩投射到星空之中，尤其反映了中国占星术由于其主要为天子皇朝服务的特殊角色而染上了浓厚的政治文化色彩。与此相应，占星术作为天子皇朝不可甩开的一根神杖，在得到皇朝特殊眷顾的同时也因为皇朝服务的狭隘的神圣目的而限制了其中科学成分的生长。但是，从社会文化生活中投射到占星术领域的灵光，却反过来也反射到了社会文化的其他领域而丰富了其多彩的内容。这一点在唐代也是十分突出的。
张遂作为唐代大天文学家曾因不愿与权贵武三思合作而入寺为僧，并在游学时又学了不少天文、算学知识，玄宗当政后，他被请入朝主持天文方面的大事。他和梁令瓒（蜀人，官居府兵曹参军）合作创制了能测量天球黄道坐标的黄道游仪，用这个仪器测量了28宿距天球北极的度数，在世界上第一次发现了恒星位置变动的现象。在725年，张、梁二人又制成了以漏水转动的浑天铜仪，这个仪外面的两个轮子上缀上了日月，其转动的周期和日月转动与会合的实际日期基本相合，铜仪上的两个木人一个每刻一击鼓，一个每时辰一撞钟，这实际上是张衡水运浑象以来水力驱动的天文仪器的发展，也是初步完善的一种机械天文钟。张遂最重要的工作是组织了一次大规模的天文大地测量。这次测量的地域范围从北方位于中亚的铁勒到南端的交州，测量的内容是散布在唐疆南北的12个点的北极高度，冬至、夏至、春分、秋分时太阳在正南方时的日影长度。测量后的数据纠正了前人关于“南北地隔千里，影长差一寸”的估测说法，实际上第一次测出了地球子午线1°的长度。在727年，张遂于两年前着手编修的大衍历草稿完成，这部历法以隋代刘焯的皇极历为基准，数据准确，计算精确，集中了作者的心血，它的结构体系一直到明代参考西方历法之前，还是后世历法研究者们的主要蓝本。
如果从整个科学史的角度来评价当时天文学家们的工作，就可以看出，隋代的刘焯、张胄玄（608年制大业历）和唐代的李淳风、张遂、郭献之（726年制五纪历）、边岗（893年制崇玄历）等历法编制者都能进行精确的天文计算，通过他们的工作，某些天文数字的精确度一直在提高，历法和日月食预测的准确性也在提高。人们把目标过于放在数据的精确性方面了，而没有注意从整体上把所有数据和新的观测材料综合起来思考，没有去思考大地和日月星的确切关系及根本运动规律。实际上，汉代以前的中国先知们曾经留下了伟大的论天三说、关于地动的猜想、关于“大九州”的猜想等思想闪光。汉代以后中国的科学界已经越来越倾向于注意和发展那些成熟和具有明显的实际应用性的成果，却常常忽视先人们那些直觉性的天才思想闪光。这大概是文明成熟的历史代价。唐时大量传入的印度和中亚文化中的新鲜科学知识也还不足以动摇中国科学界的传统信念。
我们再把目光投向唐代的哲学家，发现他们的主要精力放在文化性的事物方面，即使是牵涉到宇宙和天的问题，他们也对天文学家的计算数据甚至新的发现不够注意。一方面，这显然是因为天文学家们的工作同天子皇朝的特殊关系使他们的发现和知识常常局限在一个很小的圈子里，圈外人不易了解新的天文发现。另一方面，外界的新的哲学和思想也不容易影响天文学。唐后期王叔文（753～806）改革集团中的刘禹锡（772～842）和柳宗元（773～819）对天的问题很关心。刘禹锡写了《天论》，柳宗元写了《天说》，他们二人的主要目标是和相信天命说的古文学家韩愈（768～824）辩论。韩愈虽然相信天命说，但他又在佛教盛行的时代坚持反佛。柳宗元和刘禹锡的思想继承了中国历史上朴素的唯物主义。柳宗元鼓吹元气说，把阴阳二气的相互作用看成万物生成和变化的原因，甚至认为宇宙的东南西北远极无方，但他不考虑日月星辰的结构问题，只把日月星辰的排列和运行以及山崩地震等自然现象一起归结为与神和人事无关的东西，这是明显的进步。刘禹锡的认识更进了一步，他不但和辩论对手韩愈一样批判了佛家的“空”，而且批判了道家的“道”。他认为“天之所能者，生万物也；人之所能者，治万物也”，人和天的关系是“交相胜，还相用”，这是明显地反对被动服从天命。另外，刘禹锡提出了几个重要的概念——数、势、理之间的关系。他在《天论》中写道：“夫物之合并，必有数存乎其间也。数存，然后势形乎其间焉”，“以理揆之，万物一贯也”。这里的理是指事物存在的合理性，数就是规律性，兼有定性定量两层含义，势便是规律。然而，古代的学者们对理、数和势之间的关系没有过多的深究，连刘禹锡自己也没有，这样就使他闪光的思想只是和荀子、王充等先哲的思想辉映在一起，虽更具光彩，却未能彻底超越先哲。
朝廷重视的医学
唐王朝对医学的重视已由前面所述中央和州一级医学学校的数量和学生人数所表明。除了大批地培养人才，在唐朝的律令《唐律》中还规定了相应的医药法，其目的在于让医生和药师们在行医下药时更加负责任。唐朝另一件重要的工作是在657年同意医学博士苏敬（活动于唐高宗年间）的提议，派他和另外21名大官和饱学之士在两年时间内编修了一部国家药典——《唐本草》。这部药典记载了844种药物，其中新增的药物多数是从波斯、印度和南海传来的。这是一个发展。自从佛教传入中国，印度和中亚的医药学随着文化和商业的交往也传入中国。唐时留居中国的印度和波斯人中还有专门以行医为业的。唐时的医官们自然会以这些新鲜而有效的新药物来丰富中国的药典。自唐时起，人参、茯苓、当归、远志、乌头、附子、麻黄、细辛等神州上药也开始为中亚和印度人治病了。《唐本草》的编辑者不但添加了新药物的品种，还认真地纠正了《神农本草经集注》中错记的药物，由他们查出的100多年前的陶弘景错记的药物数量居然多达400余种！这使谨慎的人甚至不敢使用这位对炼丹极为热情的药物学家的药方。不过，由一群后起之秀来纠正一个独立工作的先人的错误毕竟是一件可以理解的事。《唐本草》一俟编成，便成为医药学校的主要药典，因而也成为统一全国药物名称和用药的大典，它也是今天所知道的世界上第一部由国家颁行的药典。在此之后，唐代的医药学家陈藏器（生卒年不详）对国家药典作了补充，他编了一部10卷本的《本草拾遗》。还有人把海外的、地方性的、食疗性的药物专门分编成一套药物集。在海外传入的药物中，包括了印度、波斯和阿拉伯
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