文明之光：中國古代科技的源流

孫小淳

中國科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院院長、教授，中國科學(xué)技術(shù)史學(xué)會理事長。

本書是作者撰寫的中國古代科技通史，分析了中國古代科技思想的特征，并放在世界發(fā)展的大背景中，揭示了中國的重要發(fā)明與創(chuàng)造之所以取得成功的深層原因。同時，作者以豐富的歷史事實和明確的邏輯線索，系統(tǒng)地闡述了中國古代科技的起源、發(fā)展和轉(zhuǎn)變，從四大發(fā)明到農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、天文、地理等多個領(lǐng)域，通過具體實例揭示了中國古代科學(xué)的精神內(nèi)核和方法論，展示了科技如何在中國的歷史長河中推動社會進(jìn)步和文明的發(fā)展。

文明就此拉開序幕。

對于文明的起源，英國科學(xué)史家W.C.丹皮爾（Sir William Whetham Cecil Dampier）曾經(jīng)有過總結(jié)：“在歷史的黎明期，文明首先在中國以及幼發(fā)拉底河-底格里斯河、印度河和尼羅河幾條大河流域從蒙昧中誕生出來。”人類歷史從此進(jìn)入了一個嶄新的時代。

除了長江、黃河這兩條“母親河”之外，中華文明發(fā)源于多元化的地理環(huán)境之中。中國位于亞洲的東部，西起帕米爾高原，東臨太平洋，北抵黑龍江，南達(dá)南海諸島，陸地面積約960萬平方千米。中國的地形呈西高東低之勢，好像三級巨大的臺階：東南沿海和近海地區(qū)為第一臺階，海拔大多在200米以下；云貴高原、四川盆地、黃土高原、新疆和內(nèi)蒙古高原構(gòu)成第二臺階，海拔在1000-2000米；青藏高原為第三臺階，海拔在4000米以上，還有世界最高的喜馬拉雅山脈，號稱“世界屋脊”。中國背靠亞洲腹地而面向浩瀚的太平洋，不但是一個有著廣闊腹地的大陸國家，而且也是一個面向海洋并且擁有廣大海疆的海洋國家。

中國地域遼闊，南北地理緯度相差很大，有不同的氣候，從北往南跨越了寒溫帶、溫帶、暖溫帶、北亞熱帶、中亞熱帶、南亞熱帶和熱帶。自然環(huán)境可分為三個大自然區(qū)：東部季風(fēng)帶、西北干旱區(qū)和青藏高寒區(qū)。東部季風(fēng)區(qū)大約占中國大陸面積的45%，是中國經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的主要地區(qū)。西北干旱區(qū)地處內(nèi)陸，干旱少雨，多沙漠和草原，歷來是我國重要的牧場。青藏高寒區(qū)地勢特高，水分不足，植被稀少，經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展受到很大的制約。

世界上古老的文明都是在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)上形成的。我國的東部季風(fēng)區(qū)按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的適宜情況大致上又被劃分為東北、華北、華中、華南和西南五個地區(qū)。東北地區(qū)緯度最高，冬季漫長而氣候嚴(yán)寒，森林資源十分豐富，在史前時期適合狩獵和采集，不適合發(fā)展農(nóng)業(yè)。華南地區(qū)位于我國最南部分，是高溫多雨、四季常綠的熱帶-亞熱帶區(qū)域，自然資源十分豐富，但由于資源過于豐富而沒有生產(chǎn)壓力，加之多山而少平地，農(nóng)業(yè)的發(fā)展比較滯后。西南地區(qū)的氣候接近于華南地區(qū)，但地勢較高，同樣多山而少平地，也不利于農(nóng)業(yè)的發(fā)展。適合發(fā)展農(nóng)業(yè)的地區(qū)就是華北和華中兩個地區(qū)。

華北地區(qū)屬于中緯度暖溫帶季風(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷，大陸性氣候的特點(diǎn)比較明顯。該地區(qū)黃土廣泛分布，從更新世早期開始，西北風(fēng)把蒙古高原的沙塵吹向整個華北大地，形成了世界上面積最大、堆積最厚和發(fā)育最全的黃土。黃土質(zhì)地疏松，比較肥沃，因此在河谷和平原地帶適宜發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)。華北地區(qū)還有黃河貫穿全境。黃河發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山支脈的卡日曲，經(jīng)青藏高原、黃土高原和華北大平原注入渤海。黃河水流由于帶有大量的泥沙，導(dǎo)致河床不斷淤高，河流不斷改道，歷史上的黃河入?？诳梢阅现灵L江，北至天津的海河，整個華北大平原主要是由黃河的泥沙淤積而成。這里土壤發(fā)育良好，礦物質(zhì)養(yǎng)分豐富，適于發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)，水洼地帶也可以發(fā)展水田農(nóng)業(yè)。

華中地區(qū)屬于濕潤的亞熱帶季風(fēng)氣候，冬溫夏熱，四季分明，降水豐沛且季節(jié)分配比較均勻。本地區(qū)江河縱橫、水網(wǎng)密布，湖泊星羅棋布。中國最大的河流——長江流經(jīng)本地區(qū)，區(qū)域內(nèi)有四大淡水湖鄱陽湖、洞庭湖、太湖和洪澤湖，有較長的海岸線和眾多島嶼，水產(chǎn)資源豐富，水上交流也十分方便。本地區(qū)有肥沃的長江中下游平原，水熱條件都很優(yōu)越，適宜種植水稻等農(nóng)作物，歷來是我國農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。

華北地區(qū)與華中地區(qū)是農(nóng)業(yè)發(fā)生和發(fā)展的兩大溫床，比西亞和中美洲的兩個農(nóng)業(yè)溫床要大得多，是中國的農(nóng)業(yè)核心地區(qū)。二者緊相毗連又各有特色，它們的發(fā)展對于中華文明的起源、文明特點(diǎn)的形成以及往后的發(fā)展道路都具有十分深遠(yuǎn)的影響，是中華文明的搖籃。

中華文明發(fā)生的地理環(huán)境還有一個顯著的特點(diǎn)，就是四周有天然的屏障。西部有帕米爾高原，由此往東北走有天山、阿爾泰、戈壁沙漠、大小興安嶺和黑龍江，往南折有長白山等；從帕米爾高原往東南走有喜馬拉雅山、橫斷山脈和與中南半島交界的一系列山脈；東部和東南部則是廣闊的海洋。在史前和上古時期，這些屏障難以逾越，加上世界上幾個最古老的文明發(fā)祥地離中國都很遠(yuǎn)，所以中華文明的起源應(yīng)該是本地發(fā)生的，是原生性的文明。當(dāng)然，這并不排除人類文明發(fā)展到一定階段后，人類交通能力增強(qiáng)，中華文明與其他文明之間的交流也不斷增多。

在中國的大地上，大約在地質(zhì)上的更新世早期就開始有人類活動。安徽繁昌人字洞、河北陽原泥河灣等地發(fā)現(xiàn)了200萬年以前的人類使用的石器。云南元謀上那蚌村更新世早期地層中也出土了石器和人類牙齒化石，距今大約為175萬年。此外，在湖北建始高坪龍骨洞和鄖縣龍骨洞采集的人類牙齒化石被認(rèn)為是屬于早更新世早期直立人。關(guān)于人類的起源，盡管目前普遍的看法是人類最初起源于非洲，而后擴(kuò)散到亞洲等地，由于遺傳和進(jìn)化的作用，造成了群體變異和地區(qū)性的連續(xù)特征，但是中國的有關(guān)發(fā)現(xiàn)也不能忽視。

中國晚期直立人的資料相對來說比較豐富，其中比較重要的是陜西的藍(lán)田人和北京周口店的北京人。藍(lán)田人的年代在距今110萬年和65萬年之間。北京人的年代在距今46萬年和23萬年之間。北京人是世界上較早發(fā)現(xiàn)的直立人之一。

人類進(jìn)化到晚期智人就成為了現(xiàn)代人，而現(xiàn)代人是有種族區(qū)別的。世界上有三大人種：蒙古人種（黃種）、歐羅巴人種（白種）和尼格羅人種（黑種）。中國是蒙古人種的主要分布區(qū)。在中國發(fā)現(xiàn)的晚期智人化石已經(jīng)具備了蒙古人種的基本特征，而在新石器時代遺址中發(fā)現(xiàn)的大量人骨的體質(zhì)特征都是蒙古人種，因此，中國是蒙古人種的故鄉(xiāng)。但是在三千多年前，一些歐羅巴人種進(jìn)入新疆，之后更有少量進(jìn)入內(nèi)地，華南一些地方甚至有尼格羅人種的成分。所以就人種而言，中國雖然一直以蒙古人種為主，但也有少數(shù)其他人種的混入。

與種族不一樣，中國的民族主要是依據(jù)語言和文化等特征來劃分的。當(dāng)代中國是以漢族為主體，結(jié)合五十五個民族的統(tǒng)一多民族國家。各民族有相對聚居的地方，也有同漢族或別的民族雜居的情況，相互通婚也不少，關(guān)系非常密切，形成了中華民族“多元一體”的格局。

從舊石器時代起，到新石器時代止，中國形成了比較明顯的文化區(qū)系，以中原地區(qū)為核心，以黃河流域和長江流域的若干文化區(qū)為主體，再聯(lián)系周圍許多區(qū)域性文化，為往后多元一體的民族格局奠定了基礎(chǔ)。古史傳說也告訴我們，中華民族的起源是多元而非一元。在夏商周華夏民族形成之時，東方有強(qiáng)大的夷人族群，西方有遠(yuǎn)古的羌戎族群，南方有蠻人，北方有狄人。漢族的前身，歷史上所說的華夏，是這些民族共同融合而成的，形成所謂的華夏文明或中華文明。

獨(dú)特的地貌及民族的不斷融合使得中華文明形成了獨(dú)一無二的華夏文化，并反映在我國古代的神話傳說之中。研究我國古代神話史的袁珂認(rèn)為，神話和別的藝術(shù)一樣，是反映一定社會生活的。我國的神話中所歌頌的具有威望的神，或是神性的英雄，幾乎無一不與勞動有關(guān)。像嘗試百草的神農(nóng)、教導(dǎo)民眾筑木為巢的有巢氏、治理洪水的大禹等，無一不是遠(yuǎn)古時代重要技術(shù)的發(fā)明家，中國的上古神話史可以說是一部原始工藝的發(fā)明史。這些勞動者、發(fā)明者既是多元一體的中華民族的共同先祖，也是被先民賦予了神格的神明。這或許從某些方面展示了中華文明最具有獨(dú)特性的一面，面對自然心存敬畏，卻又不完全將自身的命運(yùn)訴諸全智全能的神，而是崇敬那些通過征服自然、掌握自然規(guī)律進(jìn)而改造人們生存環(huán)境的發(fā)明家們。中華文明便是如此充滿著對于勞動與創(chuàng)造的熱情和勇氣，這形成了文明的獨(dú)特氣質(zhì)。