一、中国科技文化的发展

　　中国古代科技文化的发展大致经历了五个阶段：

　　第一，原始社会时期(170万年前-4000年前)是中国传统科技文化的萌芽时期。

　　第二，先秦时期(约前2070-前221年)是中国传统科学技术的奠基时期。

　　第三，秦汉南北朝时期(前221-公元581年)是中国传统科学技术的形成时期。

　　第四，隋唐宋元时期(581-1368年)是中国传统科学技术的发展时期。

　　第五，明清时期(1368-1912年)是中国传统科学技术由兴盛到衰落时期。

　　二、中国科技文化的成就

　　(一)中国古代的天文历法成就

　　1.中国古代天文历法的发展

　　春秋时期，中国留下了世界上公认的首次哈雷彗星的确切记录。《春秋》记载，公元前613年，“有星孛入于北斗”，即指哈雷彗星，这一记录比欧洲早600多年。另外春秋时期我国历法已经形成自己固定的系统，基本上确立19年7闰的原则，这比西方早160年。战国时期，世界上最早的天文学著作《甘石星经》出现，其中有丰富的天文记载，反映了那个时期人们对天文的认识。

　　汉武帝时，天文学家制定出中国第一部较完整的历书《太初历》，开始以正月为岁首。西汉关于太阳黑子的记录，被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录。

　　东汉时，张衡从日、月，地球所处的不同位置，对月食作了最早的科学解释。另外张衡还发明制作了地动仪，可以遥测千里以外地震发生的方向，比欧洲早1700多年。除以上的贡献外，他还制造出了重要的天文仪器——浑天仪。

　　唐朝最有成就的天文学家僧一行制定的《大衙历》比较准确地反映了太阳运行的规律，系统周密，表明中国古代历法体系的成熟。僧一行还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。在实测中他认识到，在小范围有限的空间里得到的认识，不能任意向大范围甚至无际的空间推演，这是我国科学思想史上的一大进步。他主持编写的《大衍历》是当时最精密的历法。

　　北宋科学家沈括把四季二十四节气和十二个月完全统一起来的“十二气历”更加简便，有利于农事安排。元初中央设立太史局编制新历法。元朝杰出天文学家郭守敬创制了简仪和高表等近20件天文观测仪器，主持了全国范围的天文测量。郭守敬还主持编定《授时历》，一年的周期与现行公历基本相同，但问世比现行公历早300年。

　　明代徐光启吸收西洋历法成果编成《崇祯历书》。明代安装了中国第一架天文望远镜，名为筩，其意思为“筒”。

　　明代著名的律学家、历学家朱载堉认为当时的历法计算每年的长度不是十分精确，他经过仔细观测和计算，求出了计算回归年长度值的公式。在1986年，专家们用现代高科技的测量手段对朱载堉关于l554年和1581年这两年的计算结果进行了验证，验证发现，朱载堉计算的1554年的长度值与我们今天计算的比仅差17秒钟，1581年的差21秒钟。这不能不令世人震惊，就连欧美的专家学者都啧啧称奇。他是我国历史上第一个精确计算出北京的地理位置(北纬39°56′，东经116°20′)的人。

　　2.中国古代天文历法著作

　　自汉代起，就有完整系统的历法著作留传到现在，包括在各历史朝代中颁行过的和没有颁行过的历法共约100种，绝大部分收集在《二十四史》的《律历志》中，这是研究中国历法的资料宝库。如汉代的《三统历》《乾象所》，隋唐时期的《皇极历》《大衍历》，元代的《授时历》，明代的《崇祯历书》等。

　　(1)《大衍历》，唐代开元十五年(727年)僧一行作，后经张说和陈玄景整理成文，开元十七年(729年)颁行，使用到天宝十年(751年)。开元二十一年(733年)传入日本，在日本使用近百年。《大衍历》结构严谨，条理分明。《大衍历》对太阳、月亮运动不均匀现象有了正确全面的了解，准确地反映了太阳运行的规律，系统周密，表明中国古代历法体系的成熟。

　　(2)《授时历》，元代至元十七年(1280年)郭守敬作，次年颁行。《授时历》以365.2425日为一岁，距近代观测值365.2422仅差25.92秒，精度与公历(指1582年《格里高利历》)相当，却比西方早了300多年。

　　(3)《崇祯历书》，明末徐光启主编，李天经续成，从明代崇祯二年到七年(1629-1634年)完成。它从多方面引进了欧洲古典天文学知识，内容包括天文学基本理论，三角学，几何学，天文仪器，日月和五大行星的运动、交食，全天星图，中西单位换算等，共46种，137卷，计算方法中翻译了哥白尼《天体运行论》中的许多章节，还有开普勒《论火星的运动》一书中的材料，历法计算中不用中国传统的代数学方法而改成几何学方法，这是中国天文学史和历法史上一个重要的转折。中国古代天文学体系开始向近代天文学转变。

　　清代开始使用根据《崇祯历书》编算的历书《时宪历》，直到清末。

　　(二)中国古代的数学成就

　　春秋时期，随着铁器的出现，生产力的提高，中国开始了由奴隶制向封建制的过渡，此时私学开始出现。最晚在春秋末年人们已经掌握了完备的十进位值制记数法，普遍使用了筹算这种先进的计算方法。人们已谙熟九九乘法表(九因歌)、整数四则运算，以及乘方、开方等较复杂运算，并可以对零、负数和分数作出表示与计算。中国的筹算还促成了印度一阿拉伯数字体系。出现了世界上最早的星表之一。测定了比较精确的回归年长度。

　　东汉时期《九章算术》成书，分九章介绍了许多算术命题及其解法，是当时世界上最先进的应用数学，它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。《九章算术》是中国古代第一部数学专著，内容十分丰富，系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就。同时，《九章算术》在数学上还有其独到的成就，不仅最早提到分数问题，也首先记录了盈不足等问题，《方程》章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减运算法则。它是一本综合性的历史著作，是当时世界上最简练有效的应用数学。

　　魏晋至唐初是中国数学理论体系建立期。数学家刘徽，运用极限理论，提出了计算圆周率的正确方法。南朝数学家祖冲之在世界上第一次把圆周率数值精确到小数点后7位(3.1415926-3.1415927之间)，这一成果比欧洲早了近1000年，他的专著《缀术》对数学发展有杰出的贡献。唐中叶至宋元是中国数学的高潮。大科学家沈括(1031-1095年)对数学有独到的贡献。在《梦溪笔谈》中首创隙积术，开高阶等差级数求和问题之先河，又提出会圆术，首次提出求弓形弧长的近似公式。

　　明清是数学从衰落到艰难的复兴时期。明代八股取士，思想禁锢严重，学者们很少留心数学。明代珠算产生并得到普及，出现了一批有关珠算的著作。其最著名者为程大位的《算法统宗》(1592年)。此书适应商业发展的需要，以珠算为主要计算工具，并载有珠算开方法。朱载培首创利用珠算进行开平方，研究出了数列等式，在世界上最早解答了已知等比数列的首项、末项和项数，解决了不同进位制的小数换算，其中某些演算方法一直沿用到今天。16世纪末，利玛窦等欧洲传教士来华，与徐光启等一起翻译《几何原本》等著作。后来，传教士们又引入了三角学、对数等西方初等数学，从此，中国数学开始了中西会通的阶段。清朝260余年，留下数学著作极多，都在不同程度上融会中西数学。康熙皇帝爱好数学，命人编纂《数理精蕴》53卷，就全面系统地介绍了当时传人的西方数学知识，对清朝数学产生了巨大影响。梅文鼎整理和阐发中国古代的历算学，同时也研究和介绍西洋科学，著有天文、历法、数学方面的书籍达86种，其著作《中西数学通》，几乎总括了当时世界数学的全部知识，达到当时中国数学研究的最高水平。明安图著有《割圆密率捷法》是中国用解析方法对圆周率进行研究的第一人。李善兰独立发明对数微积分，并在组合恒等式方面提出李善兰恒等式。1872年发表了《考数根法》，是中国质数论方面最早的著作。1840年，列强用大炮轰开了清朝闭关自守的大门，中国逐渐沦为半封建半殖民地社会。西方数学以前所未有的规模大量传人。

　　(三)中国古代的物理学成就

　　战国时期，物理学有较大成就。《墨经》中有大量的物理学知识，其中包括杠杆原理和浮力理论的叙述，还有声学和光学的记载。其中关于光影关系、小孔成像等，写得很系统，被现代科学家称为“《墨经》光学八条”。明代的方以智著≤物理小识》，万户进行世界最早的火箭升空试验，孙云球制造放大镜、显微镜等几十种光学仪器，并著《镜史》。

　　(四)中国古代的医药学成就

　　1.先秦时期

　　扁鹊是战国时期最著名的医生，后代把他奉为“脉学之宗”，他采用望闻问切四诊法。切脉(从脉象中诊断病情)是扁鹊的主要成就。四诊法成为我国中医的传统诊病法，2000多年来一直为中医所沿用。此时期中医学理论初步建立。

　　2.两汉时期

　　战国问世、西汉编定的《黄帝内经》成为我国现存最早的一部医书。它奠定了祖国医学的理论基础。东汉的《神农本草经》是中国第一部完整的药学著作。东汉末年的民间医生华佗，擅长针灸和外科手术，被人誉为“神医”。他发明了“麻沸散”，成为世界上最早采用全身麻醉方法治病的医生，比西方早1600多年。华佗还模仿动物，创造性地发明了医疗体操“五禽戏”。东汉末年的名医张仲景，被称为“医圣”，其代表作《伤寒杂病论》阐述了中医理论和治疗的原则，奠定了中医治疗学的基础，是后世中医的重要经典。晋太医王叔和著《脉经》，是我国现存第一部脉学专著。东晋炼丹家葛洪编著的《肘后备急方》是一郝颇有实用价值的医书。

　　3.隋唐时期

　　唐朝杰出的医学家孙思邈，以一生精力记载5000多个药方.写出巨著《干金方》，全面总结历代和当时的医药学成果，并有许多创见，在我国医药学历史上占有重要地位。人们尊称他为“药王”。吐蕃名医元丹贡布编著的《四部医典》，在国内外有重要影响。唐高宗时期编修的《唐本草》，是世界上最早的、由国家颁行的药典。

　　4.明清时期

　　明朝李时珍的《本草纲目》，记载药物1800多种，方剂1万多个，全面总结了16世纪以前的中国医药学，成为世界上内容最丰富、考订最详尽的药物学巨著，被誉为“东方医药巨典”。明朝还在世界上最早种痘预防天花。

　　(五)中国古代的地理学成就

　　1.南北朝时期

　　西晋时期，裴秀是中国古代杰出的地图学家，绘制出《禹贡地域图》，还提出了绘制地图的原则。北魏时期，地理学家郦道元的《水经注》，通过为古书《水经》作注，以《水经》为纲，全面而系统地介绍了水道流经地区的自然地理和经济地理等诸方面的内容，是一部历史、地理、文学价值都很高的综合性地理著作，至今仍是研究我国古代地理的重要著作，

　　2.明清时期

　　明朝徐霞客的《徐霞客游记》，对石灰岩溶蚀地貌的观察和记述，早于欧洲约两个世纪。还记录了一些地理发现，纠正了前代地理学著作中的～些错误。明代还出现最早的世界地图《坤舆万国全图》(是郑和第七次下西洋之前绘制的，是国内现存最早的、第一幅出现美洲的世界地图)。清代康熙时，经过30余年的筹划、测绘工作，制成了《皇舆全览图》。这部地图“不但是亚洲当时所有的地图中最好的一幅，而且比当时所有的欧洲地图都更好、更精确”。

　　(六)中国古代建筑学成就

　　1.先秦时期

　　夏、商、西周的都城是全国政治、交通中心，都城有城门供居民出入，城内有整齐宽广的街道。秦汉时期有大规模的水利工程，包括都江堰、郑国渠等。秦汉时期还大规模地兴建长城，体现了中国当时建筑技术的发达。

　　2.隋唐时期

　　隋唐是中国古代建筑的成熟时期，取得了辉煌成就。隋朝著名建筑师字文恺主持修建了大兴城，唐朝在此基础上扩建为长安城。长安城整体设计合理，建筑规模宏大，体现了当时城市建筑的高超技术。宇文恺采用图纸和模型结合的设计方法，是我国建筑技术上的一大突破。隋朝工匠李春设计建造的赵州桥，是世界上最早的敞肩石拱桥，比欧洲类似的桥早了700多年，在世界桥梁史上占有重要地位。唐代都城长安，规模庞大，布局规整，方如棋盘。长安人口超过百万，商业兴旺，成为当时世界上最大，最壮观的城市。城东北的大明官含元殿是长安城中最辉煌壮丽的建筑。

　　3.宋元时期

　　北宋建起了我国历史上第一座海港大石桥——泉州洛阳桥;南宋建起了中国古代保存至今最长的桥——泉州安平桥。北宋末年李诫编写的《营造法式》，是一部建筑设计、施工的规范书，成为世界上最早、最完备的建筑学著作。辽代河北蓟县独乐寺、山西应县木塔，是我国著名的古代木结构建筑。金代的卢沟桥闻名中外。元大都建筑宏伟，城内有完整的排水系统。

　　4.明清时期

　　明成祖朱棣令人在元大都的基础上营建北京城，约80万名能工巧匠中，最有名的是木工蒯祥，被誉为“蒯鲁班”。当时的北京城有三重，宫城外有皇城，皇城外有大城。宫城又称紫禁城。北京城的主体建筑都布置在中轴线上，中央官署集中在大城南部，钟楼、鼓楼位于城北。宫城的黄色琉璃瓦和红墙相配，充分体现出封建皇帝的威严。明代还大规模兴建万里长城，称为中国历史上修筑万里长城的第三次大的高峰。清代，最著名的工程就是皇家园林的兴建，如承德的避暑山庄，北京的三山五园。

　　(七)中国古代农学成就

　　由于农业是中国社会的经济基础，历代统治者重视农业生产，我国很早就形成独具特色的农学体系。神农氏(又称炎帝)，是古代传说中的农业之神。他教人们制造农具，用耒耜开荒垦地，播种五谷。中国农业发生于新石器时代，中国的黄河、长江流域是世界农业起源地之一。精耕细作是对中国传统农业精华的一种概括，指的是传统农业的一个综合技术体系。萌芽于夏商周时期，战国、秦汉魏晋南北朝是技术成形期，农业上的轮作制已经确立。隋唐宋辽金元是精耕细作的扩展期，明清是深入发展期。为了提高土地生产率，人们通过提高耕作技术来提高单位面积产量，充分发挥土地潜力，在北方形成耕耙耱技术，在南方形成耕耙耖技术。此时玉米、地瓜、土豆、花生、烟草、西红柿、向日葵、南瓜、辣椒等农作物从美洲传人。

　　古代，我国的农学著作不断问世，估计有600种之多，其中《夏小正》是中国现存最早的一部农事历书(现存原文或有辑佚本的约各占二分之一)。这些农学著作，有的阐明农业思想，有的研究耕作种植技术，有的探求耕种与天时、土壤的关系，有的专门研讨单种农作物，有的专门探究家畜和鱼类饲养，有的专门记述农具制作，有的对农业经济和农业技术兼举并包，类似农业百科全书，例如我国闻名于世的“四大农书”——《齐民要术》《农桑辑要》《东鲁王氏农书》和《农政全书》。

　　(1)《齐民要术》为北魏贾思勰所著，是完整保存下来最古老的农书，反映了封建社会小农经济与家庭手工业合一的自然经济状况。书中所讲述的都是黄河中下游旱地农业生产的关键技术和作物栽种方法，并对农学类目作了合理划分，建立了较为完整的农学体系。书中分别用专题记述了粮食、蔬菜、果树、桑柘以及经济作物的耕作栽培方法;记述了家禽、家畜和鱼类的养殖方法，以及煮胶和制造笔墨的方法，堪称一部农业巨著，是中国现存最早最完整的农书。

　　(2)《农桑辑要》系元代官修农书，是我国现存最早的官修农书(唐代、宋代也有官修农书，但已失传)。内容以北方农业为对象，农耕与蚕桑并重。

　　(3)《东鲁王氏农书》(又名《王祯农书》)，元代王祯编著，是我国第一部从全国范围内对整个农业进行系统研究的农学著作。

　　(4)《农政全书》为明代徐光启编著的中国古代优秀农学著作。《农政全书》综合介绍了我国传统农学成就，建立了一个比较完整的农学体系。书中还引入了《泰西水法》，介绍了欧洲先进的水利技术和工具。全书60卷，分12门，其中“救荒”一门占全书三分之一，表明作者关心民间疾苦，也说明当时灾荒的严重和政局的衰败。

　　(八)中国古代手工业成就

　　中国古代民间手工业是中国封建社会中由私人经营的以手工劳动及其协作为基础的各种手工业。包括农民经营的与农业紧密联系在一起的家庭手工业、城乡劳动者经营的独立的个体手工业和地主豪强及其他工商业者经营的手工作坊或工矿作场。

　　家庭手工业的情况，先秦时就已存在。夏商周时期中国进入了青铜时代，青铜器的铸造冶炼技术非常高超，同时也出现了原始的瓷器。春秋战国时期铁器被广泛使用，同时还出现了炼钢技术和铸铁柔化技术。秦以后，男耕女织遂成为社会的基本经济结构。一般说来，农民家庭从事手工业生产，只是作为种植业的一种补充而存在。他们偶尔将一部分产品投于市场，主要也还是为了换取他们自己不能制作的生产或生活用品，而不是出于商品生产的既定目的。独立的私人手工业，大致产生于春秋时期。到战国时已有很大发展。不仅制陶、漆器、织锦、木器等越来越多的手工业部门开始从农业中分离出来，而且在制盐、冶铁等行业中，出现了较大规模的民营作场，历秦及汉，遂为巨富。汉代造纸术已被发明并且得到了重大改进。煮盐、冶铁、制陶、造车船、制漆器、酿酒等业的生产规模和工艺技术都超过前代。西汉中期以后，由于政府盐铁专卖政策的实施，民营盐铁业曾一度衰落。至东汉和帝罢盐铁之禁后，地主豪强又重操旧业。其他手工业也都有不同程度的发展。战国至秦汉，是中国民间手工业生产的一个较为明显的发展阶段。

　　进入魏晋南北朝以后手工业生产程度始终不及汉代。直到隋唐时期，私人手工业才又有显著的提高。唐代的瓷器、铜器、制茶、造纸等业中，形成了享有盛誉韵各地特产，矿冶业分布较为普遍，纺织业成为当时的主要手工业部门，印染方法有新的发明。另外，手工业行业组织也开始产生。时至宋代，独立手工业者的数量较前代增多;矿冶、丝织等业的发展十分显著。其中采矿业中煤炭的开采量增加，并用于冶铁，改进了铁的冶铸技术和质量。江南的丝织业从北宋开始已逐渐超过北方，丝织物品种丰富，制作技术也有提高，某些产品已达到极其精致的程度。烧制瓷器的窑户遍布全国各地，所造瓷器风格各异。制瓷业在当时手工业中占有突出地位。此外，造纸、雕舨印刷以及造船业也很发达。宋代中国的造船技术名列世界前茅。唐宋两代，是中国民间手工业的又一个兴盛时期。

　　元代前期，官府手工业畸形发展，严重打击了私人手工业，有所发展的主要是棉纺织业和丝织业。明代由于官府手工业的衰落和手工业者地位的某些改变，民间手工业发展较快。明代产铁地区共达100余处。制瓷业中，民窑数目已大大超过官窑，烧制瓷器可与官瓷媲美。丝、棉纺织业中，生产工具较以前大有改进，织出的成品更是花色日新。而且，除两京外，当时已形成某些手工业的重要产区，如松江的棉纺织业、苏杭的丝织业、芜湖的浆染业、铅山的造纸业和景德镇的制瓷业。工商业城镇也开始兴起。入清以后，不仅作为农村副业的棉麻纺织、养蚕缫丝都有了普遍的推广，而且全国各大小城市和市镇之中，大都存在着磨坊、油坊、机坊、纸坊、酱坊、弹棉花坊、糖坊、木作、铜作、漆作、铁作等大小手工作坊。特别是清代对元明以来匠籍制度的废除，在客观上更有利于私人手工业的发展。鸦片战争之前，民间手工业的生产水平已超过明代，劳动生产率也相对提高，产量和品种更加丰富。尤其是制盐、采矿、冶金等业得到了很大程度的发展，商业资本也开始流向产业部门，民间手工业达到了它的鼎盛时期。

　　(1)《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺，书中保留有先秦大量的手工业生产技术、工艺美术资料，记载了一系列的生产管理和营建制度，一定程度上反映了当时的思想观念。《考工记》是中国目前所见年代最早的手工业技术文献，在中国科技史、工艺美术史和文化史上都占有重要地位，在当时世界上也是独一无二的。全书记述了木工、金工、皮革、染色、刮磨、陶瓷等六大类30个工种的内容，反映出当时中国所达到的科技及工艺水平。此外《考工记》还有数学、地理学、力学、声学、建筑学等多方面的知识和经验总结。

　　(2)《梦溪笔谈》由北宋科学家、政治家沈括撰写，是一部涉及古代中国自然科学、工艺技术及社会历史现象的综合性笔记体著作。英国科学史家李约瑟评价它是中国科学史上的里程碑。《梦溪笔谈》一共分30卷，内容涉及天文、数学、物理、化学、生物等各个门类学科，其价值非凡。书中的自然科学部分，总结了中国古代、特别是北宋时期科学成就。社会历史方面，对北宋统治集团的腐朽有所暴露，对西北和北方的军事利害、典制礼仪的演变，旧赋役制度的弊害，都有较为翔实的记载。《梦溪笔谈》具有世界性影响。日本早在19世纪中期排印这部名著，20世纪，法、德、英、美、意等国家都有学者对《梦溪笔谈》进行系统而又深入的研究，而在这之前，早有英语、法语、意大利语、德语等各种语言的翻译本。

　　(3)《天工开物》由明代科学家宋应星编写，是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，是中国古代一部综合性的科学技术著作，外国学者称它为“中国17世纪的工艺百科全书”。作者在书中强调人类要和自然相协凋、人力要与自然力相配合，是中国科技史料中保留最为丰富的一部著作，其更多地着眼于手工业，反映了中国明代末年出现资本主义萌芽时期的生产力状况。《天工开物》共3卷18篇，全书收录了农业、手工业，诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫黄、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等生产技术。尤其是《机械》篇详细记述了包括立轴式风车、糖车、牛转绳轮汲卤等农业机械工具，具有极高的科学价值。书中还收录了一些国外传来的技术，这表明海外不断传人的技术已成为人们不可缺少的知识。

　　(九)中国古代四大发明

　　中国古代四大发明是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明.是古代汉族劳动人民的重要创造，一般是指造纸术、指南针、火药及印刷术。

　　(1)造纸术是中国古代四大发明之一。纸是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。纸是汉族劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，人类文明史上的一项杰出的发明创造。西汉时出现了絮纸、麻纸。东汉时，蔡伦改进造纸术，我国成为世界上最早发明造纸的国家。蔡伦用树皮、麻头及敝布、渔网等原料，经过挫、捣、抄、烘等工艺制造的纸，是现代纸的渊源。这种纸，原料容易找到，又很便宜，质量也提高了，逐渐普遍使用。为纪念蔡伦的功绩，后人把这种纸叫作“蔡侯纸”。中国的造纸术通过阿拉伯传到欧洲，直到1797年，法国人尼古拉斯·路易斯-罗伯特成功地发明了用机器造纸的方法，从蔡伦时代起中国人持续领先近2000年的造纸术终于被欧洲人超越。

　　(2)指南针是中国古代四大发明之一，又称指北针，主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。物理上指示方向的指南针的发明由三部曲组成：司南、磁针和罗盘，均属于中国的发明。指南针作为中国古代四大发明之一，对人类的科学技术和文明的发展起到了无可估量的作用。在中国古代，指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。11世纪末或12世纪初，中国船舶开始使用指南针导航。明成祖时由于有郑和下西洋的海上活动，使得绘制海图以及罗盘运用的技术大为进步。指南针应用在航海上，是全天候的导航工具，弥补了天文导航、地文导航之不足，开创了航海史的新纪元。

　　(3)火药是中国四大发明之一，是中国古代人们长期炼丹，制药的实践结果，至今已有1000多年历史。硫黄、硝石与炭混合，这就是火药的配方。在适当的外界能量作用下，火药自身能进行迅速而有规律的燃烧，同时生成大量高温燃气的物质。在军事上主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭、导弹的推进剂及其他驱动装置的能源，是弹药的重要组成部分。火药是人类文明史上的一项杰出的成就。火药是以其杀伤力和震慑力，带给人类消停战事、安全防卫的作用，成为了人类文明重要发明之一。中国发明了火药首先运用于制造烟火，不久后就将其运用于军事，并发明了世界第一根火箭。大炮和火枪在宋代中国火药的军事运用已经相当成熟，使得中国的科技遥遥领先于世界。

　　(4)印刷术是中国古代四大发明之一。先秦时期的印章和石刻以及碑石拓印技术给印刷术提供了直接的经验性的启示。中国的印刷术经过雕版印刷和活字印刷两个阶段的发展。唐朝发明了雕版印刷术，多用于印刷佛像、经咒、发愿文以及历书等。1966年在西安市西郊西安柴油机械厂发现雕版佛教梵文陀罗尼经咒单页，刻印于704-751年之间，为目前所知最早的雕版印刷品。现收藏在英国伦敦博物馆的唐成通九年(868年)王玠为二亲敬造普施的《金刚经》，是现存最早的标有年代的雕版印刷品。北宋庆历间(1041-1048年)毕昇发明的泥活字标志活字印刷术的诞生，比德国人约翰内斯·古腾堡活字印刷术早约400年。元代王祯成功创制木活字，又发明了转轮排字。明代中期，铜活字在江苏南京、无锡、苏州等地得到较多的应用。中国的印刷术先后传到朝鲜、日本、中亚、西亚和欧洲地区。中国活字印刷术的发明是印刷史上一次伟大的技术革命，为知识的广泛传播、交流创造了条件。