科学是人类自觉认识客观世界的活动。每一个人类群体，有了一定程度的发展以后，都会分出一部分精力，专门从事知识生产。

中国先民，至少从传说的“神农尝百草”和文献记载的“历象日月星辰”时代开始，就创造和发展着中国的科学事业。此后的年代，无论是太平还是动乱，中国先民认识“天”，认识“地”，认识人自己，认识万事万物的事业，从未中断，并且不断深入，不断完善自己的知识体系。

马王堆出土的帛书地图（图片来源：zhuanlan.zhihu.com）

关于天地

至少在公元前十多世纪，中国人就知道树起一根八尺高的标杆，测量太阳的影长，以确定季节，制订历法。后来则发展出多种测天的仪器，其精密程度都可置身当时的先进行列。依赖这些测量，中国很早就制订出当时比较先进的历法，并且比较精确地计算出五大行星的运行周期。

依赖天文观测，中国古人将天上的恒星划分为三垣、十二宫、二十八宿体系，不断记录着流星、彗星还有新星的出没，今天仍然是具有实用价值的天文学资料。

中国古人不认为太阳是完美无缺的存在，所以最早发现了太阳里的黑子。他们合理地解释了日月食的成因，并探讨了日月星的物理学特性：固态？气态？星星是掉下来以后变成了石头，还是它们原来就是石头？

头顶上的天穹，起初被认为是一个覆在大地上的盖子，像斜撑的雨伞或者斗笠。后来被认为是个圆形的球壳，围绕着大地旋转。大约从四五世纪开始，中国古人就摆脱了天是硬壳的观念，认为天就是一大团元气。

与天相对的大地，被认为是一个方形的土块，上面布列着山河湖海。中国古人将各地的土壤划分为不同的类型，研究了各种土壤所适应的作物。发现了深耕、施肥对于改良土壤、保持肥力的作用，使中国古代没有出现所谓地力衰减的问题。

公元前数世纪中，中国古人就考察了山脉河流的走向，依据是否最终入海，把河流划分为“经水”（主流）和“枝水”（支流），后来还认真考察过黄河、长江的源头。

《管子·度地》中记载：“水有大小,又有远近,水之出於山而流入於海者,命曰经水;水别於他水,入於大水及海者,命曰枝水。（图片来源：网络）

对于大海，公元七八世纪，中国古人就认真研究了潮汐现象，计算了潮涨潮落的时刻，其精密程度也达到了当时的先进水平。

公元前十世纪左右，中国古人认为大地的中心在今天河南省的登封县境内。随着实践范围的扩大，他们发现葱岭以西的水都向西流。更多类似的事实，终于使中国古人得出结论：大地是没有中心的。或者说，到处都是中心。

关于气候

天地之间的气候现象，首先是四季冷暖的交替，仅仅是由于太阳的南北移动，还是由于大气的运动？中国古人也进行过激烈的争论。

从公元前数世纪开始，中国古人就探讨过风雨的起因，并依据方向和力度，把风区分为数类。公元七八世纪，由于航海的发展，中国古人又认真观察和描述了被称为“飓风”,即台风的特性，并且对雷电的成因也进行了合理的推测，甚至有人企图预报雨情。

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中国古人认为，天地人物都是气的凝聚。气有阴阳两种性质。主动、温暖、光明，是阳；安静、寒冷、阴暗，是阴。由于这两种性质，使气和它凝聚而成的万物，既处于不停的运动、变化之中，又有静止、长住的阶段。气分为五类，称为“五行”。阴阳五行的不同配合，形成了天地日月山川，也形成了植物、动物和人。

关于动植物

依据外形，动物被分为“羽鳞毛介祼”五类；根据食性，则分为食草、食肉、食木、食叶等数类。植物则被分为皂、膏、核、荚、丛五类。中国古代不认为物种是不变的，认为物种的改变是自然现象。

至少从三四世纪开始，中国古人就自觉地、大规模地搜集、识别他们所到之处的动植物知识，更加自觉地注意观察动植物的生活习性。对蝗虫习性的认识，对于防治这种害虫，发挥了重要作用。

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对杂交优势的认识，使中国古人不仅大量培养出骡子这种农业和军事的重要动力，还能把许多本是野生的植物变为栽培农作物或者观赏花卉，并培养出众多的新品种，其代表性的植物，就是中国人特别喜爱的牡丹和菊花。

关于人体和健康

人在动物之中属于祼虫。为了健康，中国古人很早就创立和发展了医药事业。早期文献中记载的人体内脏的大小、重量和颜色，与实际状况距离不远，说明中国古人很早就力求弄清人体的内部结构。公元前后，中国古人甚至把竹蔑插进血管，企图弄清血流的走向。

中国古代的人体解剖，虽然受到到种种限制、甚至被严令禁止，但一直也没有被完全取消。古代的医学家会利用处决犯人的机会来认识人体的内部结构。

中国古人发现，血液在体内，就像河流在大地上，是循环流动的。河中水的流动伴随着风，血液的流动也伴随着气。河流中常有聚集的潭水，体内气血的聚集处被称为“穴”。针刺不同的穴位，会有不同的医疗效果，由此形成了中国医学特有的针刺技术。

在只能依靠人体感官认识世界的时代，中国古人把疾病的原因归结为“风寒暑湿燥火”等六种气候因素和“喜怒哀乐爱恶欲”等七种感情因素。在细菌病因说被广泛接受的今天，气候和感情因素，仍然是疾病不可忽视的原因。

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十七世纪，中国医学曾出现了突破气候病因说的理论。医学家发现，许多流行性传染病的发生，与气候没有关系。两个世纪以后，中国医学家也曾力图纠正传统解剖学的错误。但由于种种原因，未能成功，成为中国医学的遗憾。

关于天文和数学

公元前数世纪，中国数学就发现了勾股术。他们不仅用这样的方法进行各种实际测量和计算，甚至他们用这种方法计算出了天地的大小，太阳与人的距离。

当我们今天讪笑他们荒唐的时候，又被古人迫切求知的愿望所感动。而且谁能保证，今天的宇宙学数据就不会被后人讪笑？

记里古车，这是世界上第一个里程计，出现在西汉时期。军队行军的时候就会推着这辆车走，每过500米，就会敲鼓通知大家。（图片来源：网络）

由于测量和计算的需要，中国数学能用改进的勾股术测算无法到达的高山、城堡。在计算圆田面积的实践中，发现了计算精密圆周率的数学方法。

由于计算天体的需要，中国古代数学很早就发展出了被称为“剩余定理”的计算方法。十三世纪，还发展出被称为“天元术”的代数方法。

中国数学也被用于音乐领域，早于欧洲，计算出了“十二平均律”。这也是一项重要的物理学成就。

中国古代提出的科学假说

和一般科学工作一样，中国古代科学也提出了许多假说。公元前二世纪，中国古人提出，天地的形成，是由于轻清的气上升，重浊的气下降。

十二世纪，又进一步提出，是大气不停的旋转，轻清的包裹在外头，形成了天；重浊的凝聚在中间，形成了地。由于旋转不停，所以海水不能外溢，就像杂技演员让一只碗不停旋转，其中的水也不会外溢一样。

江河日夜东流，大海为何不会满溢？一种假说认为，是由于太阳每天都要从水下经过，烧干了每天注入的河水。也有人认为多余的海水渗入地下，回流而西，形成江河。不断循环，如同人体的血液。

山顶水中的鱼虾，中国古人认为是水气的自然凝结，如同动物身上气凝结为虱，腐败的杂草中产生萤火虫。并且因此推测，海岛上，一定会有气自然凝结而生的生物和人。

早在二三世纪，中国古人就推测，如今的桑田，许多原先就是大海。公元八世纪，根据山上发现的蚌壳，中国古人相信，当地原来就是沧海。沧桑之变的假说，已为今天的科学所证实。

古代典籍中蕴含的科学思想

和其他民族一样，中国古人也有着认识自然界的迫切需要和愿望。公元前数世纪，《周礼》就提出了对事物辨别、分类的要求，《墨经》中对许多自然现象的定义和理论解说，成为中国古代科学的宝贵遗产。

公元三世纪，出现了以《物理学》命名的著作。公元十一世纪，沈括的《梦溪笔谈》更是强调了认识“物理”的重要。十二世纪，朱熹把“格物致知”提到了空前的高度。

虽然他的目的在于社会与道德。但对于认识自然界，也给予了理论上的支持。以致当西方科学传入，普遍认为，这是一种格物致知的学问。

四百年前，欧洲摆脱了中世纪基督教的黑暗统治，科学呈现出加速度的发展，中国的科学落后了。然而人类科学事业的龟兔竞赛，是个没有终点的长跑。今天中国的科学，已非昔日可比。此后的发展，要看我们自己的努力！