科技史 魏晋南北朝

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1、科技史,淡世与乱世中的疾进 （魏晋南北朝科技文献）,魏晋南北朝时期科学技术的疾进，使得秦汉时期已经领先于世界的地位得以继续保持，古代中国科学技术的大军依然行进在世界的最前列。,理论数学的奠定与计算数学的巅峰,著作：周髀注九章算术注海岛算经孙子算经张邱建算经五曹算经五经算术数术记遗缀术 数学家：赵爽、刘徽、张邱建、甄鸾、祖冲之,一、勾股定理的证明与“数形统一”的思想,三国吴赵爽周髀算经注： （1）勾*勾+股*股=弦*弦 （2）弦=（勾2+股2）*1/2,正方形ABDE的面积是： 1/2ab*4+(b-a）2=c2 整理后就是a2+b2=c2,刘徽九章算术注,二、奠基理论数学,刘徽九章算术注开创了

2、古代中国的理论数学，奠定了中国古典数学的理论基础。九章算术注的数学理论主要体现在这样几个方面： （1）刘徽第一次对一些数学概念作出了科学的定义。 在九中，刘徽所著名的数定概念的定义共达二十多个，如幂、齐、同、率、衰分、列衰、开方、开立方、立方、立圆、阳马、堑堵、方程、正负、勾、股、弦等等。 率：数相与者 （2）刘徽第一次全面地对数学法则与公式进行了逻辑证明。 方法：一是“析理以辞”；二是“解体用图”,（3）刘徽第一次尝试建立一个完整的数学理论体系 在九中刘徽对齐同术、今有术、方程术、勾股术、重差术、割圆术等具有较广泛用途的算理下了很大的功夫，认为有可能成为根本行的数学理论，称之为“都术”。,三

3、、无与伦比的数算成就,刘徽的数算成就： 建立了十进分数理论，发展了“正负术”的认识，用互乘相消法改进线性方程组的解法，发展了古代的“重差术”，提出了以“割圆术”求圆周率的方法等等 所谓“割圆术”就是用圆内接正多边形的周长去无限逼近圆周长以求取圆周率的方法，它是我国古代数学的一项重大成就。刘徽认为，当圆内接正多边形无限增多时，它的周长的极限就是圆周长，它的面积的极限就是圆面积。这里面包含着极限思想以及直线与曲线相互转化的辩证思想。,刘徽：3.14 3.1416,祖冲之（公元429-500），南朝杰出的天文学家、数学家、机械制造家 约率：3.14 密率：3.1415926203,祖暅 在世界上最早

4、提出了体积公理并由此而得出了球体体积公式。 等积原理“缘幂势既同，则积不容异” V球=4/3 r3,除上述成就以外，还有像孙子算经中的“孙子问题”，张邱建算经中的“百鸡问题”等，也都是世界著名的算题。,天学大师的灵气,一、仪器与星图 前赵的孔挺在公元323年制造了一架浑仪 北魏永兴四年（公元412年）由晁崇与鲜卑天文学家斛兰主持制造的铁浑仪。 三国时吴国的陆绩、王蕃、葛衡、南北朝时刘宋的钱乐之、梁代的陶弘景等人都造过浑象。,葛衡的浑象,中国的星图据说起源于盖天说的演示图盖图。从盖图演变为星图大约是汉代时期。而最终奠定这种圆形盖天式星图的，是三国时期吴国与西晋时的太史令陈卓。 陈卓根据战国时期甘

5、德、石申、巫咸这三家所观测到的恒星汇总为一幅全天恒星图，共收有283官1464颗星。,二、发现与突破,1.岁差现象岁差是一种很特殊的现象，由于受到日月行星的引力影响，使得地球的自转轴方向始终有着极微小的变化，这就造成了地球上的节气点也在不断地变化，使得地球上人们看到的太阳恒星年长度与回归年长度产生了差别。 东晋天文学家虞喜，明确无误的指明了这就是岁差现象，并提出了五十年西移一度的岁差值。2.大气消光现象东晋 姜岌 “游气”,3.天体视运动不均匀性现象北朝 张子信 日行盈缩：即太阳在春分以后运行得慢。秋分以后运行得快 张子信把太阳在一年内的视运动速度变化详细地列成表，成为我国古代最早的“日躔表”

6、 张子信发现了五星运动的不均匀性，也同样一天一天地加以辨明。 天体视运动不均匀性现象的发现，是天文学史上一个划时代的突破，它标志着对天体的研究进入了一个更为精确与深入的新阶段，对后世的历法精进产量了质的影响。,4.交食推算精度的飞跃东汉 刘洪 ”食限“的概念 张子信：只有当月亮在太阳的北面时，才会在”食限“区域中发生交食，这是因为在观测中有一个”视差“影响。,三、历法的精进,三国魏 杨伟 景初历（最先提出了交食亏起方位角与食分的计算方法） 吴国采用东汉刘洪编制的乾象历 刘宋 祖冲之 大明历 提出每391年设144个闰月的新闰周大明历的成就： 1.第一次将“岁差”发现编入历法中 2.第一次提出了

7、“交点月”：指月亮从黄道与白道的一个交点出发，在经过另一个交点后再回到起点所用的时间。祖冲之还给出了他所测定的交点月长度：27.212223,3.大明历提高了天文常数精确度。大明历给出的回归年长度是365.2428148日，与现代的精确值相比只相差46秒。 辨戴法兴难新历,齐民要术世界首部农学“百科全书”,北魏 贾思勰 ，齐郡益都（今山东寿光南）人 正文7万字，注释4万字，卷首是作者的自序与杂说，正文分为10卷92篇：卷一、卷二讲述粮食作物、纤维作物、油料作物的种植，卷三讲述蔬菜的栽培，卷四讲述木本植物、果树的培植，卷五讲述林木与染料作物的种植，卷六讲述畜牧与渔业生产，卷七至卷九讲述酿造、食品

8、加工与保存、烹调、以及农副手工业技术，卷十讲述一些非我国的物产。,成就： 首先，齐使传统的“天时、地宜、人力”的农业理论更系统、更完善、更深入。 他指出：“顺天时量地利，则用力少而成功多”否则就会“劳而无获”。 其次，齐对各项具体的农业技术作了全面的总结与新的发展。 轮作制技术 耕地技术 第三，齐强调农业经济必须全面发展 从文献学角度来看，齐保存了大量的有价值的佚书。如氾胜之书,神仙殿堂里的化学先驱,一、炼丹术的产生与形成 战国时期神仙家，追求“不死药”，“化丹砂为黄金” 神仙家在西汉时期发展成了方仙道 第一部炼丹术的著作魏伯阳周易参同契 东汉末年，方仙道演变成了道教 东晋葛洪抱朴子内篇 南朝

9、梁代的陶弘景,二、炼丹术与化学,当时炼的丹药主要有： 1.大还丹（又称神丹、大丹、九转丹、就鼎丹等） 2.五灵丹 3.白灵丹 在炼丹中，古人汇集起了一些专用的名词，如： 飞升 水飞 抽法 伏火 点 转 养 煅 关 淋,三、炼丹术的西传 至迟在公元8世纪时，炼丹术已经传到了阿拉伯，而向西传的开始，肯定还要早得多。 公元1187年，意大利人克瑞蒙纳基拉尔用拉丁文翻译了阿拉伯人拉茨的秘书，炼丹术正式传到了欧洲。,地学双璧：“制图六体”与水经注,一、裴秀与“制图六体” 裴秀（223-271） “制图六体”是指地图绘制的六条基本法则，即：分率、准望、道里、高下、方邪、迂直。 分率，就是现代所说的比例 准

10、望，是指方位关系 道里，是指任何物体间的距离都必须标示准确 高下、放邪、迂直是指各种复杂的立体地形必须准确地表示出非直线之间的距离。,二、郦道元与水经注 郦道元（466或472-527），范阳涿鹿（今河北涿鹿）人。 三国桑钦水经1万多字 水经注共40卷，30万字，记载了1252条河流 价值： 在写作体例上，以水道为纲来展开 从地域范围来看，全书涉及的范围北面到达今天的蒙古境内，东北到今天的朝鲜，西南面到达扶南（今越南与柬埔塞），新头河（今印度的印度河），西面到达安息（今伊朗）、西海（今咸海） 从具体内容看，生动、细致、丰富,争巧斗奇的手工业,一、天下名巧马钧 马钧，字德衡，三国时期魏国（今陕西兴平）人。 改革织绫机 创造翻车 重造指南车 改造“百戏”木偶 创造转轮式连续抛石机,二、车船兵器的革新 蒲元 木牛流马 “廉仰双辕，人行六尺，牛行四步，人载一岁之粮也。” 祖冲之造千里船 李皋 车船 弩机,