提到中国古代的科技成就,多数人先想到「四大发明」——造纸术、印刷术、火药、指南针。但这只是冰山一角。中国科学院自然科学史研究所(中国研究科技史的国家级机构)系统梳理后认定:中国古代有88项重要发明创造,对中华文明乃至世界产生过深远影响。2015年1月28日《光明日报》首次刊出这份名单,入选标准只有三条——原创性、代表当时世界先进水平、对中华文明和世界有重要影响。这88项覆盖农业、制造、天文、数学、建筑、医药各个领域,时间从一万多年前一直延伸到明代。本文按领域挑几项代表性成就,看看这份名单的分量。
耕与织:一万年吃饭穿衣的底子
民以食为天。中国是世界上最早种水稻的地方之一:江西万年县仙人洞遗址和吊桶环遗址,出土了距今约12000年的稻作遗存;北方的小米(粟)种植史也至少有8000年。今天,水稻是世界第一大粮食作物,全球一半以上人口以稻米为主食。2004年联合国设立「国际稻米年」,主题是「稻米就是生命」,这是联合国历史上第一次为一种农作物专门设年。大豆则解决了古人的蛋白质来源问题,中国人还用大豆做出豆腐、酱油这两样延续至今的食品。
穿衣方面,中国人最早发现蚕丝这种动物纤维:纤细、柔韧、光滑,从栽桑养蚕到缫丝纺织,先民摸索出一整套技术。丝绸、茶叶、瓷器因此成为最早的一批「中国制造」招牌,连接欧亚的商路也得名「丝绸之路」。另外,有研究认为,缫丝时废丝絮的粘结现象启发了造纸术的诞生——人们改用更便宜易得的植物纤维造出了纸,极大推动了知识传播。
铸与造:青铜、钢铁与精巧机械
先看玉器。中国最早的玉器出土于内蒙古赤峰敖汉旗兴隆洼遗址,距今约七八千年;此后红山文化的玉猪龙(蜷曲如猪首龙身的玉雕)闻名遐迩,长江下游的良渚文化把琢玉推向高峰——反山遗址出土的「琮王」(一种外方内圆的玉礼器)上,神人兽面纹在2.5毫米宽度内刻了13道刻纹,精细程度让今天的工匠都惊叹。
青铜时代,中国独创「陶制块范法」:先用陶土做模具,分块铸造再拼合,能造出细节精微、规模宏大的青铜器。战国的曾侯乙编钟是代表:全套编钟分八组悬挂于钟架,用铜量达5吨,音域宽达五个八度又一大二度(接近现代钢琴的大部分音区),每件钟敲击不同位置能发出两个乐音,出土至今仍可演奏。
钢铁方面,以生铁为本的冶炼技术在中国至迟西汉已经成熟,比欧洲早了近两千年。机械上的发明更多:水排(用水力驱动、给炼铁炉送风)、龙骨车(翻水灌溉的链斗车)、风扇车(扬谷去壳)、青铜连弩(可连发的弩机)、提花机(织出复杂花纹)、指南车(靠齿轮保持指向的仪仗用车)。北宋的水运仪象台是集大成之作:一座由水轮驱动的天文钟楼,同时带动计时装置、演示天象的浑象(天球模型)和观测星空的浑仪(天文观测仪器),其中控制水轮匀速转动的装置是世界上最早的擒纵机构——现代机械钟表的「心脏」,正是从这里起步。
看天与算数:另一套天文数学
中国古代天文学靠的是勤:从两千六百多年前的春秋时期起,史官对哈雷彗星的每次回归几乎都有记录,此后两千多年没有间断。与古希腊用几何模型推演天体不同,中国历法建立在长年累月实测之上,采用赤道坐标体系(以天赤道为基准标记星位,相当于给星星画一张「经纬表」),并发展出阴阳合历——同时按月亮的圆缺定月、按太阳的运行定年,今天的农历就是它的后裔。
数学走的是另一条路:以十进位值制(逢十进一,同一个数字在不同位置代表不同大小,比如「11」里两个1分别代表十和一)为基础,重在算,不重在证。解多元线性方程组的「方程术」是一套算法化方法;元代数学家朱世杰的《四元玉鉴》被视为古代筹算(用算筹摆算的数学体系)发展的顶峰;「孙子点兵问题」——「三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问最少多少人」——后来被西方数学界称为「中国剩余定理」,成为数论中的经典成果。
木构与长城:中国的大型工程
中国建筑以木构为骨、斗拱为魂。斗拱是屋檐下层层交错的木构件,能把屋顶重量分散到立柱上,既结实又形成优美的轮廓。明清两代经营六百年的紫禁城,是世界上现存最大、最完整的木结构古建筑群;日本的传统木构建筑也深受中国影响。要论体量,长城是另一极:历代长城总长21196.18千米,是人类文明史上最庞大的单一建筑物,也见证了古代中国统筹巨型工程的能力。
医与药:延续至今的传统医学
中医与古希腊、古印度等传统医学并立,且沿用至今。东汉张仲景的《伤寒杂病论》,成书于对抗瘟疫、不断行医的实践,至今仍是中医经典。明代李时珍编成《本草纲目》,集古代本草学(药物学)之大成,被誉为「东方药物巨典」,达尔文称它为「百科全书」,先后传播到朝鲜、日本和欧洲。
人痘接种术同样影响深远:把天花患者的痘痂制成粉末,吹入健康人鼻腔,让人先得一次轻型天花从而获得免疫力,这是世界最早的疫苗接种实践之一;受它启发,英国医生琴纳在1796年发明了牛痘接种术,开创了现代免疫学。
结尾:这份名单的分量
回看这88项:从万年前的稻米,到千年前的编钟、水运仪象台,再到延续至今的中医——中国古代科技不是一两项孤立发明的偶然闪光,而是一套绵延上万年的创造传统。重提这份名单不是为了自夸,而是为了看清一个事实:中华文明曾长期站在世界技术创新的前沿,而这份传统至今仍影响着全球一半以上人口的饭碗、衣料与药方。