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中国古代科学技术是中华文明的重要组成部分。 其体系形成于秦汉时期，此后不断充实和提高，在宋元时期达到高峰。 在中国古代历史上，许多珍贵的典籍流传于世。 例如，关于数学有《九章算术》和《四元玉鉴》； 关于医学，有《黄帝内经》和《本草纲目》； 关于农学，有《齐民要术》和《王祯农书》军事技术，有《武经总要》和《武备志》； 关于建筑，《营造法式》； 关于天文机器，有《新仪象法要》等。 这些典籍向我们展示了中华民族的发明创造及其对世界文明的巨大贡献。
一. 《天工开物》的主要内容和学术价值
从手工业生产技术看，战国时期编写的《考工记》，是我国第一部手工艺百科全书。 但是，这本典籍有两个缺点。 一般来说，其所记载的技术门类是根据当时的手工业生产技术来分类的，例如，专门讨论单马车的车轮制作。 二是这部典籍只有文字，没有图纸，给后世的研究和传承带来很大的困难。 从农业生产技术看，中国自古以来就出现了许多种类的农书，其中以元代的《王祯农书》的影响较大。 《王祯农书》大部分篇幅记载了《农具图谱》，几乎囊括了所有传统农具和主要设施，可以说是中国最早的图文并茂农具史料。 明代宋应星撰写的《天工开物》，记载了中国古代有关生产技术的许多发明创造，首次将手工艺和农艺合二为一，被誉为中国第一部农业和手工业生产技术百科全书。
《天工开物》全三卷十八篇，将作物栽培、谷物加工、制糖、酿酒、制盐、养蚕、纺织、染色、造纸、陶瓷、采矿、冶金、锻造、舟车、石灰、火药、兵器、颜料、玉石等重要门类的生产技术及相关工具和机械首次勾勒了中国古代工农业生产的几个场景，如炼银、炼锌、铸钱、铁锚、制针、测井取盐、采煤等，扩展了明朝以前的记载，填补了科技典籍的空白。
宋应星把多年来访问江南北部了解到的生产方式和功能技术都记录下来，文字精练准确，画得尽量写实。 但是，不知道这个技术和工具的人和没见过的人，即使拍文字也未必能做到。 也就是说，这个文献在当时未必能用于实践。 但是，《天工开物》对历史研究者的作用非常重要。 因为通过研究文献记载，可以明确一些技术出现的时间下限。 特别是《天工开物》，为炼锌、白铜、钻头等关键技术贴上了“中国发明”的标签，明确了某些技术出现的时间下限，在传承中华文脉方面发挥了独特的作用。
那么，《天工开物》有多少中国独特的发明创造呢？ 2016年，中国科学院自然科学史研究所评选出“中国古代重要科技发明创造”88项。 也就是说，除了我们熟知的“四大发明”以外，还包括很多发明创造。 要知道，“四大发明”是欧洲人给我们贴的标签。 早在十九世纪下半叶，来自英国的传教士约瑟就把造纸技术、印刷术、指南针和火药称为中国古代的“四大发明”。 此后，“四大发明”成为中华文明的重要标志。 但是，中国除了这四大发明，到底还包含了多少呢？ 2016年选出了88个项目。 这些记载在《天工开物》的大部分中。
《天工开物》全3卷18篇。 今天，主要介绍那一章的一部分。
第一个是乃粒。 此篇主要记载稻、菽的栽培及农用设施。 中国是栽培稻的发源地。 我国前人在一万多年前就成功驯化了水稻，发明了水稻栽培技术。 考古人员在江西省万年县仙人洞遗址和钓桶环遗址发现了距今约12000年的稻作遗存。 这是中国创造农业文明的重要标志。 目前水稻是世界第一大粮食作物，世界上一半以上的人口以大米为主食。 由此可见，水稻栽培技术对人类文明做出了巨大的贡献。
很多人知道中国从美国进口大豆，但很少有人知道中国的先人最先掌握大豆栽培技术，并将大豆作为植物蛋白质的重要来源。 在距今约四五千年的龙山时代，大豆已有明显的驯养特征。 春秋战国时期，大豆成为重要农作物和主粮。 西汉时期，人们开始用大豆做味增，发展成酱油，豆腐也被发明出来。
灌溉对作物的栽培是必不可少的，所以水车问世了。 春秋战国以来，随着农田耕作规模的扩大，农业灌溉设施从工具橘子、石榴发展为机械龙骨车(又称翻车、龙骨水轮机)。
龙骨车，出现于东汉时期，是一种利用链传动翻转水槽内刮板，将低水引向高处的灌溉机械。 与同期出现的阿基米德螺旋式水轮机功能相近，但工作原理不同，一是利用阿基米德螺旋原理，二是利用链传动原理。 两者体现了东西方灌溉机械技术的平行发展。 龙骨车是中国自主的发明，传到朝鲜、日本、越南等国家，至今仍有使用的地方。
这里有问题。 辘轳利用车轴原理实现深井取水，而龙骨车利用链传动将低处的水引向高处。 这样，两者机制的差距非常大。 那么，龙骨车是怎么被发明出来的，是怎么越过从六轮到龙骨车的步骤的呢？ 这很难明确地说。 要知道，一个发明创造，从无到有，再到成熟，是非常困难的。 因为在这个过程中，知识突飞猛进，科学技术是在知识的飞跃发展中发展起来的。
作者：张柏春中国科学院自然科学史研究所研究员
本文从讲演者网稿件《张柏春： 《天工开物》看中国独特的发明创造》
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