第8课 古代中国的发明和发现

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第8课 古代中国的发明和发现
1．造纸术
一、四大发明：
西汉之前中国都用哪些书写材料？
甲骨文
竹木简牍
帛书
毛公鼎
散氏盘
石鼓文
西汉时有个叫东方朔的人，想给汉武帝提安邦定国的建议，就用竹简写奏章，因为有满肚子的话要说，一下子就用了3000来根竹简。东方朔面对这3000根竹简发了愁，因为他手无缚鸡之力，无法拿动这么庞大的奏章，最后只好请了两位大力士抬进宫里去。据《史记·滑稽列传》说，汉武帝花了两个月的时间才看完那一大堆竹简。
战国时有个思想家叫惠施，人称他博学多才、学富五车。原来，他旅行时也爱学习，随车装着爱看的书。其实这些书是一捆一捆的竹简和木牍，一共装了5辆车，“学富五车”的成语就是这么来的。
东汉纸
早期的纸
西汉纸
蔡伦改进了造纸术
主要原料:檀木，荛花（雁花），菠萝叶，草木灰，竹子，马拉巴粟树糊等。
一、取檀木，雁皮（荛花）等树皮，捣碎，加入草木灰等用蒸煮。
二、再将蒸煮过的树皮原料，放于向阳山上，日晒雨林，不断翻覆，让树皮自然变白。
三、将树皮原料等碾碎，浸泡，发酵，打浆，加入树糊调和成浆。
四、用抄纸器将捣好的纸浆，抄成纸张。
五、将抄好后纸张，置于阳光晒干。
古代造纸生产流程图
造纸术的传播
造纸术首先传入朝鲜和越南随后传到了日本。公元610年，朝鲜和尚昙征渡海到日本，把造纸术献给日本摄政王圣德太子，圣德太子下令推广全国，后来日本人民称他为纸神。
　　中国的造纸技术也传播到了中亚，并从此通过贸易传播到达了印度。
　　造纸术传人阿拉伯是在公元751年。 那一年唐安西节度使高仙芝率部与阿拉伯军队交战，唐军大败，被俘士兵中有从军的造纸工人。阿拉伯最早的造纸工场，是由中国人帮助建造起来的，造纸技术也是由中国工人亲自传授的。10世纪造纸技术传到了叙利亚的大马士革、开罗、埃及与摩洛哥。
1．造纸术
2．印刷术
一、四大发明：
（1）隋唐时期雕版印刷术
大英博物馆所收藏的《金刚经》是1900年被英国人斯坦因从敦煌所骗购走的。印刷于公元868年的《金刚经》被认为是世界上保存的最早的有明确日期的雕版印刷品。
雕版使用木材图
雕
版
制
版
图
印版刷墨图
泥活字实物图片
泥活字仿制品图
北宋毕昇发明活字印刷术
泥活字的工艺
元代王祯发明木活字和转轮排字盘
明代中期，出现铜活字
1．四大发明的内容：火药、指南针、造纸术、活字印刷术
2．四大发明的发明与改进：
①造纸术：
②活字印刷术：
③火药：
一、四大发明：
中国是世界上最早发明火药的国家。
我国古代发明的黑色火药是一种低级炸药，它的爆炸能力和自动燃烧的速度，都远远赶不上近代的高级炸药。近代的高级炸药是用硝化纤维和硝化甘油等做的，和黑色火药并不相同，可是它们都是从我国古代的黑色火药发展来的。
商周时期，人们在冶金实践中已经广泛使用木炭。
春秋战国时期，制作火药的原料硫磺、硝石已经为人们所熟知。
据说成书于汉代的《神农本草经》中，硫磺、硝石都被列为重要的药材。对炭、硫、硝三种物质性能的认识，为火药发明准备了条件。
东晋葛洪的《抱朴子·仙药》中已提
到“火药”。唐代在炼丹时偶然发现
了火药。最早的记载见于孙思邈著
的《丹经》，称作硫磺火法。
火药的起源与炼丹术有着密切的关系,是古代炼丹士在炼丹时无意中配制出来，至今已有一千多年历史。
唐朝末年，火药已被用于军事。出现了火炮、火箭。到了宋代,戢争接连不断,促进火药武器的加速发展。北宋政府建立了火药作坊，先后制造了火药箭，火炮等以燃烧性能为主的武器和爆炸性较强的武器。南宋制造了内装火药的突火枪。到了元代又出现铜铸火统，称为“铜将军”。这些都是以火药的爆炸为推动力的武器，在戢争中颢示了前所未有威力。
在12、13世纪，火药首先传入阿拉伯国家，然后传到希腊和欧洲乃至世界各地。对人类社会的文明进步，对经济和科学文化的发展，起了推动作用。美法各国直到十四世纪中叶，才有应用火药和火器的记载。
元代 · 铜火铳
宋代 · 火箭
公元904年，唐朝人郑潘制成“发机飞火”，进攻豫章。这是火药用于军事的开始。
北宋末年，霹雳炮出现。1126年北宋名将李纲镇守开封，曾用霹雳炮击退金军。
明朝名将戚继光一生抗倭戍边，他是地雷的发明者。
另一位明朝将领曾铣镇守陕西三边时发明慢炮，是定时炸弹的雏清初发明家戴梓发明连珠炮，很像现在的机关枪，在抗击沙俄侵略中发挥重大作用。
主要火器的发明
火箭（宋）
铜火铳（明）
1．四大发明的内容：火药、指南针、造纸术、活字印刷术
2．四大发明的发明与改进：
①造纸术：
②活字印刷术：
③火药：
④指南针：
一、四大发明：
司 南
（战国）
北宋四种指南针之一。其结构是：以独根蚕丝用蜡连接磁针中部，悬挂于木架上；架下放置方位盘，静止时，因地磁作用，其两端分指南北。
缕悬法指南针
指南鱼
指南龟
指南车（模型）
中国古代的四大发明
项目 发明过程 传播 影响
造纸术
西汉：植物纤维纸
东汉：“蔡侯纸”
使信息的记录、传播和继承都有了革命性的进步。
指南针
战国：司南
北宋：指南鱼
南宋：指南鱼、指南龟
对军事、经济、航海意义重大；推动近代的地理大发现
火药
唐末：应用于军事
宋朝：火药武器广泛运用
推动欧洲火药武器发展；及采矿业、金属制造业的发展
印刷术
隋唐：雕版印刷术
北宋：活字印刷术 （毕升）
为世界文明作出重大贡献，为文艺复兴运动准备条件
1．四大发明的内容：火药、指南针、造纸术、活字印刷术
2．四大发明的发明与改进：
3．四大发明的外传：
①造纸术：
一、四大发明：
1．四大发明的内容：火药、指南针、造纸术、活字印刷术
2．四大发明的发明与改进：
3．四大发明的外传：
①造纸术：
②活字印刷术：
一、四大发明：
公元645年，日本“大化改新”后开始向唐朝派遣唐使和留学生，全方面学习中国的先进文化和技术，雕版印刷术也在这时传到了日本。
公元983年，北宋政府将两套佛经《开宝藏》赠送给高丽。后来，高丽又派人专门到中国学习雕版印刷术，培养了朝鲜第一批印刷工匠。公元14世纪，朝鲜人在阅读沈括的科技著作《梦溪笔谈》时，了解到中国人毕昇发明了陶活字。从《梦溪笔谈》中，朝鲜人掌握了中国的活字印刷术。
几乎是在造纸术西传的同时，阿拉伯人也接触到了中国的雕版印刷技术。令后人感到不解的是，雕版印刷术并没有像造纸术一样在阿拉伯人的统治区里传播开来。有说法认为，阿拉伯人误以为中国人在印刷时使用猪鬃制成的刷子给印版上墨，认为用这样的方法印刷《古兰经》亵渎神明，因而影响了雕版印刷术在阿拉伯地区的传播。
13世纪，随着蒙古人在其征服地区广泛使用纸钞，作为纸钞的印刷方法，活字印刷术也西传至西亚、北非，随后又进入了欧洲。除纸钞之外，宗教画和纸牌促成了欧洲人接受印刷技术，成了欧洲人学习、掌握雕版印刷术最直接的途径。
1450年，德意志人古腾堡在美因茨城的工厂中发明了哥特体拉丁文金属活字印刷技术，解决了长期困扰欧洲人的字形问题。1462年，美因茨发生动乱，工厂在战火中被毁，印刷工流落到德意志各地，将古滕堡改进的金属活字印刷术散播到欧洲各地。
1．四大发明的内容：火药、指南针、造纸术、活字印刷术
2．四大发明的发明与改进：
3．四大发明的外传：
①造纸术：
②活字印刷术：
③火药：
一、四大发明：
1258年，蒙古人灭亡阿拉伯帝国后，建立起了伊利汗国。这里迅速成为了火药等中国科学技术知识向西方传播的重要枢纽。
　　由于元朝政府不禁止火器出口，蒙古军队还在阿拉伯人和欧洲人中招募士兵，因此，欧洲人有了足够的机会掌握火药制造技术。希腊人马克在研究中国火器的基础上写了《焚敌火攻书》，记述了35个火攻方。该书在1804年由法国人杜泰尔奉拿破仑的皇命译为法文，随后又被译为德文和英文。
　　意大利是获得中国火药知识较早的国家之一，欧洲人话语中的“火箭”一词就首先出现在意大利语中。1379年—1380年间，意大利两大强国威尼斯和热那亚为争夺海上贸易垄断权发生战争，双方在这场战役中都使用了火器，这是欧洲人制造使用火器的最早记录。
火器在传到欧洲以后得到了革命性的发展，最终成为了欧洲人征服世界的利器。
1．四大发明的内容：火药、指南针、造纸术、活字印刷术
2．四大发明的发明与改进：
3．四大发明的外传：
①造纸术：
②活字印刷术：
③火药：
④指南针：
一、四大发明：
宋代与阿拉伯的海上贸易十分频繁，中国开往阿拉伯的大型船队有指南针导航，阿拉伯人很容易从中国商船上学到指南针的用法。
在13世纪前半叶之前，欧洲人还停留在对中国宋代指南针的仿制阶段。此时的欧洲人无论是在理论还是在实践方面，都没有什么太大的建树，没有超过中国宋代的罗盘应用水平。
由于宋朝与辽、金战争不断，影响到了朝鲜与中国的朝贡贸易，加之日本藤原氏幕府的闭关锁国政策，导致中国的指南针和火药传入这两个近邻国家的时间大大落后于欧洲，这与造纸和印刷术的发展形成了鲜明的对比。直到公元15世纪前后，罗盘才作为看风水的工具，在朝鲜广泛使用。而指南针传入日本，则是公元17世纪的事情了。
1．四大发明的内容：火药、指南针、造纸术、活字印刷术
2．四大发明的发明与改进：
3．四大发明的外传：
4．四大发明西传的意义：
①推动欧洲社会在文化、思想、航海及政治上的巨大进步
②欧洲率先进入近代社会，推动全世界人类文明的进步
一、四大发明：
1．《九章算术》和十进位值制记数法：
①十进位值制记数法的发明（商朝）和算筹记数法的出现（春秋战国）：
二、《九章算术》和珠算：
10进就是逢10进1，位值制（place value system）是较高的单位不必创设新的符号。
譬如，同一个数码2可以表示2，也可以表示20或200，只要将它放在10位或100位上，222即表示二百二十二。
九九剩法口决砖（春秋）
春秋末发明了度量衡
1．《九章算术》和十进位值制记数法：
①十进位值制记数法的发明（商朝）和算筹记数法的出现（春秋战国）：
② 《九章算术》的问世：东汉
——标志着中国古代以计算为中心的数学形成了完整的体系，在世界数学史上占有重要地位
二、《九章算术》和珠算：
《九章算术》：标志着中国古代数学体系的形成。
东汉的《九章算术》
《九章算术》英文版
1．《九章算术》和十进位值制记数法：
2． 算筹、算盘和珠算运算法
算筹：珠算发明以前中国独创的、最有效的计算工具；
珠算：古代中国发明的最伟大的计算工具，是计算机出现以前最先进的计算工具。
二、《九章算术》和珠算：
（春秋战国）算 筹
（元代）算 盘
祖冲之：南北朝时期的一位杰出的科学家
圆周长与直径之比，称为圆周率，记号是π．祖冲之对圆周率π的研究成果丰硕。祖冲之在世界数学史上第一次把圆周率推算准确到小数点后七位，计算出圆周率在3.1415926到3.1415927之间．在国外直到一千年以后，十五世纪阿拉伯数学家阿尔·卡西计算到小数十六位，才打破了祖冲之的记录。
20世纪以前的π
时间　　　　　　　 纪录创造者　　 小数点后位数
前2000　　　　　古埃及人　　　 　　 1
前1200　　　　　中国　　　　　 　　 1
263　　　　　　　刘徽　　　　　 　　 5
480　　　　　　　祖冲之　　　　　 　 7
1593　　　　　　Romanus　　　 　　 15
1706　　　　　　John Machin　　　　100
1853　　　　　　Rutherford　　　　 440
1874　　　　　William Shanks　　 707(527位正确)
20 世 纪 后的π
年　 　　　纪录创造者　　所用机器　　 小数点后位数
1949　　 Smith & Wrench　　　　　　　　　 1,120　　　　　　
1958　　 Genuys　　　　　 IBM 704　　　 　10,000
1961　　 Shanks & Wrench　IBM 7090　　　　100,265
1973　　 Guilloud & Bouyer　　CDC 7600　　 1,001,250
1983　　 Kanada, Yoshino & Tamura　 　 　　 　　　
HITACHI M-280H 16,777,206
1987　　 Kanada, Tamura & Kubo et al　
NEC SX-2　 134,217,700
1989　　 Chudnovskys　　　 IBM 3090　　　　 　　　　
1,011,196,691
1997　　 Takahashi & Kanada　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 51,539,600,000
1999　　 Takahashi & Kanada　　　　 　　　
HITACHI SR8000　206,158,430,000
旷世奇才朱载堉
第一次以精密的计算为基础，构筑起一套科学的音律体系。
1．古代中国的宇宙结构学说：
①盖天说——“天圆地方”说：“天员（圆）如张盖，地方如棋局”，天地之间有八根柱子撑着。
②浑天说：大地是个球形，外裹着一个球形的天穹，地球浮于天表内的水上（后来发展为“地在气中”），日月星辰附在天壳上，随天周日旋转。
③宣夜说： “天”只不过是无边无涯的气体，日月星辰就在气体中飘浮流动。
三、《石氏星表》和浑仪：
1．古代中国的宇宙结构学说：
2．《石氏星表》——世界上现存最古老的星表：
三、《石氏星表》和浑仪：
星表是把测量出的若干恒星的坐标（常常还连同其他特性）汇编而成的。它是天文学上一种很重要的工具。我国古代曾经多次测编过星表。其中最早的一次是在战国时代。它的观测者叫石申，是魏人。他的活动年代大约在公元前四世纪。
石申编过一部书，叫《天文》，共八卷。因为这部书有很高的价值，所以被后人尊称为《石氏星经》。《石氏星经》这部书已经在宋以后失传，今天我们只能从一部唐代的天文学书籍《开元占经》里见到《石氏星经》的一些片断摘录。从这些片断中我们可以辑录出一份石氏星表来。其中有28宿距星（每一宿中取作定位置的标志星叫做这一宿的距星）和其他一些恒星共115颗的赤道坐标位置（注：按《开元占经》所编星号看，《石氏星经》原文应该有星121颗，但是其中6颗在今本《开元占经》中缺佚了。）。
1．古代中国的宇宙结构学说：
2．《石氏星表》 ——世界上现存最古老的星表：
3．浑仪与简仪：
①浑仪：望远镜发明前世界上最先进的天文观测仪器
②简仪：元代科学家郭守敬制造
三、《石氏星表》和浑仪：
秦汉时期已发明了“浑仪”
浑仪是我国古代测量天体位置的一种仪器，结构复杂。郭守敬富有创造性地制造了简仪，简仪从复杂的环圈交错中
解放了出来，简化了仪器的结构，比欧洲发明同类仪器要早300多年。
简
仪
郭
守
敬
1．与农业发展密切相关的立法成就：
①夏朝：《夏小正》
②商朝：殷历
③元朝：郭守敬编订的《授时历》
四、《授时历》和四大农书：
郭守敬编制了我国古代最先进的《授时历》，它被沿用达400 年之久。《授时历》的精确度很高，以365.2425 日作为一个回归年的长度，这个值与现在世界上通用的公历所采用的回归年值完全一致。
还在全国各地设立二十七个观测站，进行了大规模的“四海测量”，测出的北极出地高度平均误差只有0.35；新测二十八宿距度，平均误差还不到5'；测定了黄赤交角新值，误差仅1'多；取回归年长度为365.2425日，与现今通行的公历值完全一致。
1．与农业发展密切相关的立法成就：
2．中国古代成就卓著的四大农书：
①西汉：氾胜之的《氾胜之书》
四、《授时历》和四大农书：
1．与农业发展密切相关的立法成就：
2．中国古代成就卓著的四大农书：
①西汉：氾胜之的《氾胜之书》
②北魏：贾思勰的《齐民要术》——我国现存最早、最完整、最系统的古代农业科学著作
四、《授时历》和四大农书：
《齐民要术》：现存的第一部完整的农书
1．与农业发展密切相关的立法成就：
2．中国古代成就卓著的四大农书：
①西汉：氾胜之的《氾胜之书》
②北魏：贾思勰的《齐民要术》——我国现存最早、最完整、最系统的古代农业科学著作
③元朝：王祯的《农书》
四、《授时历》和四大农书：
1．与农业发展密切相关的立法成就：
2．中国古代成就卓著的四大农书：
①西汉：氾胜之的《氾胜之书》
②北魏：贾思勰的《齐民要术》——我国现存最早、最完整、最系统的古代农业科学著作
③元朝：王祯的《农书》
④明朝：徐光启的《农政全书》
四、《授时历》和四大农书：
《农政全书》：博古今农学之大全，吸收西学
1．《黄帝内经》：战国问世、西汉编定，中医学的奠基之作
五、《伤寒杂病论》和《本草纲目》：
《黄帝内经》：现存的较早的一部医书
奠定了中医学的理论
1．《黄帝内经》：战国问世、西汉编定，中医学的奠基之作
2．《伤寒杂病论》：东汉末年张仲景，奠定了后世中医临床学的理论基础，被称为“万世宝典”
五、《伤寒杂病论》和《本草纲目》：
“医圣”张仲景
《伤寒杂病论》
1．《黄帝内经》：战国问世、西汉编定，中医学的奠基之作
2．《伤寒杂病论》：东汉末年张仲景，奠定了后世中医临床学的理论基础，被称为“万世宝典”
3．祖先独创的针灸疗法：
五、《伤寒杂病论》和《本草纲目》：
宋代针灸铜人
明代仿宋针灸铜人
人体耳穴图
1．《黄帝内经》：战国问世、西汉编定，中医学的奠基之作
2．《伤寒杂病论》：东汉末年张仲景，奠定了后世中医临床学的理论基础，被称为“万世宝典”
3．祖先独创的针灸疗法：
4．《本草纲目》：明朝李时珍，对16世纪以前中医药学的系统总结，被誉为“东方药物巨典”
五、《伤寒杂病论》和《本草纲目》：
《本草纲目》
李时珍
全书52卷，约200万言，
收药1892种（新增374
种），附图1100多幅，
附方11000余首。是集
我国16世纪以前药学成
就之大成，在训诂、语
言文字、历史、地理、
植物、动物、矿物、冶
金等方面也有突出成就。
本书十七世纪末即传播，
先后多种文字的译本，对世界自然科
学也有举世公认的卓越贡献。
时　间 前6－前1世纪 1－400年 401－1000年 1001－1500年 1501-1900年
在世界科技中的比例 50% 62% 71% 58% 29%
中国古代科技长期发达并世界领先的原因是什么？
①统一多民族国家的巩固和发展，农耕经济的高度繁荣，是中国古代科技取得辉煌成就的要本保障。
②各朝代十分重视交通的发展，促进了科学技术的交流和传播。
③中华文明具有强大的包容性，能够不断吸收来自外部的先进成果充实和发展自身，在历史上不断创新，与时俱进，长期走在世界的前列。
④中国劳动人民的勤劳与智慧，富有创造力；
⑤相对封闭独立的地理环境，强大的中央集权政权保证了中华文明免受外来势力的冲击；
⑥中国古代的科技成就大多与社会生产、生活直接相关，易于在社会上传播。
　　　中国古代科技高度发达的原因
①统一多民族国家的巩固和发展，农耕经济的高度繁荣，是中国古代科技取得辉煌成就的要本保障。
②各朝代十分重视交通的发展，促进了科学技术的交流和传播。
③中华文明具有强大的包容性，能够不断吸收来自外部的先进成果充实和发展自身，在历史上不断创新，与时俱进，长期走在世界的前列。
④中国劳动人民的勤劳与智慧，富有创造力；
⑤相对封闭独立的地理环境，强大的中央集权政权保证了中华文明免受外来势力的冲击；
⑥中国古代的科技成就大多与社会生产、生活直接相关，易于在社会上传播。
中国古代科学思想的特点：
重视人文，轻视自然；讲究天人合一，重视人与自然的关系；
重视经验总结，忽视理论概括。
中国古代科学思想的进步性与局限性
　　进步性：古代思想讲究天人合一，尊重自然，重视完善人和自然的关系是有合理意义。
局限性：儒家对于自然的探求和技术的总结，没有给予足够的重视。比较重视总结实践经验，而轻视理论概括和抽象。
中国古代科技发展的特点：
第一，实用性：大多是服务于农业和手工业，间接为强化大一统的君权服务；
第二，经验性：大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直观描述；
第三，封闭性：古代科学理论的技术化倾向严重，又不具有开放性，没有转化为普遍的社会生产力。
第四，片面性：对社会科学的研究多于自然科学。
1、马克思说：“火药、罗盘针、印刷术——这是预兆资产阶级社会到来的三项伟大发明。”这句话反映出
A．中国古代发明孕育了西方近代文明
B．西方资产阶级将利用这些发明进行侵略扩张
C．在特定条件下科技发明对历史发展产生重大影响
D．三项伟大发明蕴含资本主义发展因素
2、我国古代用纸书写和绘图应不晚于
A．唐朝 B．三国 C．东汉 D．西汉
3、如果要研究北魏的农业技术，应查阅的文献是
A．《氾胜之书》 B．《齐民要术》
C．《天工开物》 D．《皇帝内经》
4、传统中医学的成就主要是下列的：①经络学说②四诊法③吃药输液法 ④针灸疗法。
A．②③④　 B．①②③　C．①②④　　D．①③④
探究练习
5、鲁迅说：“外国用罗盘针航海，中国却用它看风水。”指南针在近代欧洲和中国的不同用途表明的实质问题是
A．近代中国的愚昧落后
B．中国古代科技的沦丧
C．社会环境决定科技能否发挥进步作用
D．指南针促进欧洲资本主义的发展
6、我国在封建社会初期天文历法成就比较突出，主要是由于
A．得天独厚的地理条件 B．农业生产发展的需要
C．古代劳动人民的智慧 D．封建迷信的日益盛行
7、四大发明之所以是中国成为世界文明古国的重要标志，是因为四大发明
A．是西方早期资产阶级反封建的有力武器　　
B．在推动人类进步的过程中作用巨大
C．发明的过程比较艰难　　　　　　　
D．领先西方时间长，足以令中华民族骄傲