第五章.秦汉时期的科技文化
一、科学技术
两汉时期是我国封建社会的第一个经济大发展、文化大繁荣时期。这一时期，由于政府重视农业，农业迅速的恢复并发展起来，带动了手工业、商业的发展和繁荣，也推动了文化艺术的繁荣发展。随着科学技术的提高，使得以冶金、纺织为主的西汉手工业的生产效率大大提高，以纺织为例，西汉已有接近成型的绣花机器，足以见得当时生产已有一部分脱离了单纯的手工劳作，使得生产率提高。手工业的发展促使商业繁荣起来，以长安为中心形成了许多商业城市，并通过丝绸之路开辟了与西亚诸国的外交与商贸等诸方面的交流。
1、炼铁技术和炼钢技术的改进
汉朝发明了高炉炼铁、炒钢技术、水利鼓风技术，使钢铁生产实现了革命性的变革。
首先是高炉炼铁技术的发明提高了生铁产量。
春秋战国时期，采用地炉或竖炉炼铁。这种原始的炉具的有两个缺点：一是炉子容积小、铸铁产量低；二是炼铁以后首先要自然冷却，然后拆毁炉具才能得到铁块。西汉发明了炼铁高炉，使铁产量大大提高。高炉从上面装料、下部鼓风，能够连续运行，形成炉料下降、煤气上升的相对运动。燃料产生的高温煤气穿过料层上升，把热量传给炉料，其中所含一氧化碳同时对氧化铁起还原作用。这样燃料燃烧的热能和化学能同时得到比较充分的利用。下层的炉料被逐渐还原以至溶化。上层的炉料便从炉顶徐徐下降，燃料被预热而能达到更高的燃烧温度。由于高炉的普及，中国的生铁产量一跃达到每年十几万吨，从此中国的农具终于完全实现了铁器化。
其次是“炒钢”技术，使钢铁业的发展提高到了一个新的水平。
西汉时期，“百炼钢”技术趋于成熟，这种方法是将生铁在炭火中反复加热、折叠锻打，以调整生铁的含碳量，从而炼成了钢。从西汉中山靖王刘胜墓中的佩剑、钢剑和错金宝刀，含碳量与现代普通钢相似，所含杂质与现代熟铁相似，刀刃经过淬火，金相组强均匀，质量无可挑剔。但是这种炼钢技术有一个致命的缺点，就是耗费工时、浪费材料、效率很低。例如，东汉末年曹操命工匠制造五把宝刀，据说由几十名工匠花了三年才造好。这样的速度，只能用来造帝王将相用来显摆的宝刀。如果大规模装备冷兵器时代的军队，用这种方法显然是不可能的。
于是几乎在百炼钢技术出现后不久又发明了炒钢技术。所谓“炒钢”，就是把生铁加热到熔化或基本熔化之后，在熔炉中均匀搅拌，使铁水上下翻滚，借助空气中的氧气与生铁中所含的部分碳元素发生化学反应，从而降低生铁的含碳量，得到合格的钢。因为炒钢过程中搅拌铁水的方法与炒菜相似，“炒钢”与“炒菜”一样，都要凭借好的材料、工艺、火候，因此得名。炒钢技术的最大优点是节省工时、提高工效，能够大批量生产兵器装备军队，因此这一发明的对汉军来说极其重要。在汉朝与匈奴的作战中，一个装备了钢铁兵器的汉兵，其战斗力抵得上五个胡兵。
第三是水力鼓风冶铁技术提高了劳动生产率。早期的鼓风采用人力或畜力，东汉杜诗发明了水力鼓风机。这种鼓风机的原理是在河道或溪流水流湍急的位置建造水车，利用水流驱动水车旋转，然后通过曲轴连杆将旋转运动转换为往复运动，向炼铁高炉鼓风。
2、农业技术的突破
汉代的牛耕技术有了突破性的改进。春秋战国时期的铁犁只有铧头、没有犁壁，牛耕时只能拉出一条浅沟用于播种。西汉赵过推广使用“耦犁”，每套犁有一根长直辕，辕端装衡，衡下用轭驾两头牛，二牛抬杠，共挽一具铁犁。犁铧呈等腰三角形，犁床前端安装铧头，后来加装了犁壁。犁壁的发明是耕作技术的重大改革，犁壁使铁犁可以朝着同一个方向翻土，直接起到深耕、翻土、碎土、起垅作亩的作用。使用耦犁的牛耕方法，到东汉时已经推广到珠江流域，然后向南传播到东南亚、向北传播到朝鲜。牛耕的改进不仅为提高劳动生产力奠定了物质基础，也对提高汉代精耕细作的农业生产技术水平起了重要作用。
在播种方面，西汉发明了名为“耧车”的播种机。耕田过后，耧车跟进，将开沟和播种结合起来，一次可播三行。一人一牛，一天可以播种一顷，比手工播种的效率提高十几倍，这是我国古代农业机械方面的重大发明。
3、造纸术的发明和改进
早期文字发明之后，人类尝试使用龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍、缣帛等物品记录文字。但的丝帛昂贵，金石、竹简笨重，使用起来都很不方便。
秦始皇统一天下之后，实行中央集权。国家政事不论大小，全他一人裁决，他平均一天批阅的奏章重达一百二十斤竹简。当时所谓“学富五车”只不过是五车竹简、木牍的信息量，很难与现在一本比较厚的书相比。晋朝人挖掘过战国时期魏襄王的陵墓，从中得到竹简古书15篇，约有10万余字，装满了数十辆大车，可见这种书的笨重。缣帛虽然便于书写，但价格昂贵。汉代一匹缣长4.0尺、宽2.2尺，价值720斤大米。这样的书，只有少数皇家贵族才能享用，一般人根本消受不起。纸的发明大大提高了人类积累、继承前人经验的能力，为社会的发展提供了有力的保障。
西汉初年，政治稳定，思想文化十分活跃，对传播工具的需求旺盛，纸作为新的书写材料应运而生。最早出土的西汉古纸是1933年在新疆罗布淖尔古烽燧亭中发现的，年代不晚于公元前49年。1958年5月在陕西省西安市灞桥出土的古纸经过科学分析鉴定，为西汉麻纸，其年代不晚于公元前118年。
西汉麻纸表面呈暗黄色，质地比较粗糙，与古埃及发明的“纸莎草纸”相似，还不能完全取代旧的书写材料。直到公元105年，东汉的一名宦官蔡伦改革造纸技术，才制造出世界上第一批真正的“纸”。
蔡伦认真总结了前人的经验，他认为扩大造纸原料的来源，改进造纸技术，提高纸张质量，就可以使纸张为大家接受。蔡伦使用树皮、麻头、破布等作为造纸的原料，经水浸、切碎、洗涤、蒸煮、漂洗、舂捣以后，加草木灰水弱碱性水，与原料混合，配成悬浮的浆液，然后用细纱网捞取纸浆、经干燥后即成为优质的纸张，成为替代竹简缣帛的理想的书写材料。
4、天文历法和数学、医学成就
在天文观测方面，中国拥有世界最系统悠久的天象观测记录。《诗经·小雅》就记载了世界最早的日食记录。公元前约700年，商朝的甲骨文有彗星观察的记载。公元前611年，中国有彗星的最早记录，这个彗星即后来著名的哈雷彗星。公元前350年左右，战国时期的天文学家石申，用赤道坐标记录了八百多颗恒星的位置，编制了第一个星表，后称《石氏星表》。石申通过观测，认识到日食和月食是天体之间的相互遮掩现象。公元前134年，《汉书·天文志》第一次详细记载了新星爆发。据《汉书·五行志》记载，公元前28年，西汉关于太阳黑子的记录被世界公认是最早记录。
在历法方面，为了指导农业生产，夏朝时我国就编制了最早的历法《夏小正》，俗称《农历》或《夏历》。公元前104年，汉武帝制订的“太初历”是中国第一部较完整的历书，载有节气、朔望、月食及五星的会合周期，这是中国历法的第一次改革。
张衡是我国古代杰出的科学家和文学家。公元一至二世纪，张衡制成水运浑天仪(即浑象仪或天球仪)。通过观测，测出太阳和月球相对位置变化，提出月光是日光反照的科学结论，对月食做出了最早的科学解释。张编衡写《浑天仪图注》和《灵宪》等著作，提出“浑天说”。张衡还制造了世界上第一台地动仪，其发明创造保持世界纪录长达一千七百年。
在数学方面，汉朝《九章算术》中的许多重要成就在当时世界上是最先进的。在医学方面，出现了《黄帝内经》、《神农本草经》、《伤寒杂病论》等大批医学著作；出现了张仲景、华佗等名医。华佗的主要成就是发明了“麻沸散”，使手术不再难以忍受。
二、哲学与宗教
在哲学方面，最重要的事件是汉武帝采纳董仲舒的建议，“罢黜百家，独尊儒术”，汉代儒学成为国家的正统思想。
儒家思想在春秋、战国和西汉时期，随着社会的发展和统治者的需要，经历了三个不同的历史时期。从春秋、战国时期不受重视，到西汉时期得到尊崇。
春秋时期，孔子创立儒家学说，提出以“仁”为核心的儒家思想体系。他维护周礼，主张贵贱有序，主张以德治民，反对苛政和任意刑杀。他还主张改良，“损益”旧的章法。
战国时期，孟子将孔子的思想发扬光大，提出仁政和“民贵君轻”的思想，主张“政在得民”，反对“苛政”，反对统治者“虐民”、“暴民”、“率兽而吃人”；要求给人民一定的土地，不随意侵占农民的劳动时间，同时宽刑、薄赋。
西汉时期，董仲舒为了适应中央集权的需要，提出了“大一统”学说，该学说以儒学为基础，以阴阳五行为框架，兼采诸子百家，建立起具有神学倾向的新儒学。新儒学以“天人感应”、“君权神授”为核心。皇帝高高在上，通过中央和地方各级官僚征收赋税、征集兵员，保护皇帝及其臣民的安全，维持“君君、臣臣、父父、子子”的等级秩序。经过董仲舒改造的儒家学说，将这套秩序描绘为天道的体现，被皇帝确立为独尊的官方意识形态，经过历朝历代的弘扬，逐渐成为中国封建社会普遍接受的价值观。
董仲舒的新儒学的哲学思想主流是唯心主义。与孔孟宣扬的传统儒学相比，主要增加了以下四方面的内容：
1、“大一统”说，提出“罢黜百家，独尊儒术”。
2、“天人感应”说，认为天是有意识、有感情的最高主宰者，而皇帝是“天子”，他代表天意君临天下，同时也必须顺从天意。这种天谴说既不科学又有迷惑性。但作为臣下劝谏君主顺从民意的凭据，在一定程度上具有限制君权的意义。
3、“君权神授”说，认为：“天子受命于天，天下受命于天子”。这种思想理论，目的是给统治者披上神圣的外衣，借以维护封建统治。从这个基点出发又提出了“三纲五常”说，提出“君为臣纲、父为子纲、夫为妻纲”，将封建等级制度神圣化。它所体现的神权、政权、族权和夫权是束缚历代人民的精神枷锁。
4、“更化”说，主张以秦为鉴，缓和阶级矛盾，提倡德治，在现实政治中革除秦政余毒，这就是所谓“更化”与“德政”思想。
总之，董仲舒在政治上主张实现大一统，以加强君权，维护君主**；思想上“罢黜百家、独尊儒术”，以维护思想上的封建**。其新儒学与时俱进，吸纳了其他学说，由先秦时的批判时政改为维护现实统治，对于巩固国家统一、维护封建统治秩序、神化皇权具有积极作用，这是成为封建社会正统思想的根本原因。对西汉当代来讲，这一理论有利于巩固中央集权和打击地方割据势力，适应西汉经济的发展，具有进步意义。对后世来讲，董仲舒使儒学确立了在中国传统文化中的主流地位，对中国人的伦理观念、文化发