第三章 科技知识的积累第一节 夏文化与科学的发展 第二节 商代科技与文化的发展 第三节 西周科技与文化的发展白欣hhbaixin@物理系科技史研究室1夏朝• 尧在位的时候，黄河流域发生了很 大的水灾，庄稼被淹了，房子被毁 了商量谁去治水?首领们都推荐鲧（ｇǔｎ ） 鲧九年治水，没有把洪水制服 鲧临死前嘱咐儿子“一定要把水治好” 禹改变了他父亲的做法，他带领群众凿开了龙门，挖 通了九条河，经过十年的努力，终于把洪水引到大海 里去， 2我国历史上第一个奴隶制王朝 ——夏朝出现了• 由于禹在治水中的功绩，提高了部 落联盟首领的威信和权力 • 禹原有个助手叫皋陶（ｇāｏｙáｏ） ，曾经帮助禹治理政事皋陶死后 ，皋陶的儿子伯益也做过禹的助手 按照禅让的制度，本来是应该让 伯益做禹的继承人的 • 但是，禹死以后，禹所在的夏部落 的贵族却拥戴禹的儿子启继承了禹 的位子 3第一节 夏文化与科学的发展• 研究夏文化的主要证据是河南偃师二里头 地区发现的文化遗址，它位于龙山文化和 华夏文化之间这个区域的中心在河南西 部，此外，在豫东、陕东、晋南地区和湖 北境内也有发现4在建筑史上占有重要的地位 ，而且可能逐渐形成了国家 早期的建设• 从二里头文化遗址的发掘来 看，由堂、庑（wǔ）、门、庭等单位建筑构成的建筑群是廊庑式建筑群，布局严谨，主次分明，可以看作是夏代宫廷样式，从而开创了中国宫殿建筑的先河。
5庑（wǔ）• 堂下周围的走廊、 廊屋：廊～ 6由于陶器的出现导致从农业中分化出手 工业，青铜器则加强了这种趋势，特别 是农业的发展更加强了这种趋势• 从二里头文化中可以看出，农 业在经济中占据重要地位 • 农业生产工具主要是铲、斧、 刀和镰等，以石器为最多，骨 蚌器次之，也有木器 • 青铜制农具尚无发现，可见其 水平之低7• 从农具的样式看，扁平石铲、凹刃石镰和 穿孔石刀与龙山文化的出土农具样式区别 不大，但二里头出土的农具很多8• 二里头文化遗址出土的铜的工具和武器是 很少的，铜器还不能代替石器、骨器和蚌 器9二里头出现了青铜冥器，如礼 器， • 从技术上说，铸造空体的容器比铸造工具 和武器之类的实体器难得多•后者只需单扇 范，而空体铸 造则必须用合 范法，即除了 外范，还要用 内范（或称“填 范”或“泥心”） 10《夏小正 》• 夏文化研究中，孔子 的研究有很大的价值 ，他曾到杞国（今河 南杞县）进行实地考 察杞国居民是夏代 宗室的后裔，较多地 保留了夏代文化和习 俗 • 孔子在此发现夏代的 重要文献——《夏小 正》 • 《夏小正》篇幅并不 大，但内容却很丰富 其中记载了每月的 物候、天象和生产的 安排。
11• 《夏小正》中提到有物候作用的植物有17 种， • 《夏小正》中，古人还利用某些动物起物 候作用，约可分为鸟、兽、虫、鱼等类12• 《夏小正》中记载 的恒星和星座有： 鞠、参、南门、昴 、大火、织女、北 斗和银河等 • 书中指出在每月初 的黄昏或黎明时， 这些星星所处的位 置、方向、出没、 见伏或中天的情况 ， • 夏人还注意到，五 月“时有养日”，十月 “时有养夜”，这是说 ，五月份的某天是 全年昼最长的，十 月份的某夜是全年 最长的，这实际上 是冬至日和夏至日 13《夏小正》记载的生产活动主要涉及农副业、 蚕桑、染织、畜牧、渔猎及人事等，按季节做 了很好的安排• “采蘩（fán）”（采集用以覆盖蚕子取暖，使蚕 萌生的蒿叶）、 • “摄桑委扬”（整理桑树，去掉徒长的枝条）、 • “妾子始养、执养宫事”（由奴隶从事伺蚕、治丝 和织造活动）； • “启灌蓝蓼（liǎo）”（分栽聚生染蓝色的蓝草） 、 • “玄校”（染黑色和黄色的织物）、 • “叔麻”（收取雄麻，以备纺织）、 • “乃衣”（制衣）等这些是记述蚕桑和纺织的活 动安排14相传伏羲（xī）时代已经有九 九乘法口诀和十进制数学知识 。
• “九九表”传说为伏羲 所制，《管子》、《 荀子》中都有记载15伏羲——标志着中华文明的 起始 • 中华民族人文始祖，是我国 古籍中记载的最早的王 • 所处时代约为新石器时代早 期，他根据天地万物的变化 ，发明创造了八卦，成了中 国古文字的发端 • 也结束了“结绳纪事”的历史 • 他又结绳为网，用来捕鸟打 猎，并教会了人们渔猎的方 法16• 山东嘉祥武梁祠画象石有伏羲手执规、女娲手执矩的形象17第二节 商代科技与文化的 发展• 一、商文化的分布 • 商文化可分为二期，武丁以前的早商文化 和武丁及武丁以后的晚商文化•武丁，名昭，是中国商朝第23位国王，庙号为高宗 •他是商王盘庚的侄子，父亲是商王 小乙武丁在位时期，曾攻打鬼方 ，并任用贤臣 傅说 为相，妻子 妇好 为将军，商朝再度强盛，史称“武丁 中兴” 18早商文化分布很广，主要在河 南、河北、山东和湖北等地区 • 郑州的早商文化遗址范围很广，内容丰富 ，可能是成汤所居的亳（bó）都早商文 化持续的时间很长，较为典型的是郑州二 里岗文化19• 商代晚期，其文化分布甚广，特别是帝乙 和帝辛之时，商王朝不断对外用兵，开拓 疆土 • 帝辛时还特别开发东南部，并加强了这些 地区与中原的联系，促进了文化的发展。
帝辛20二、农牧业的 发展• 在农牧业方面，实行井田制，这 对农田的灌溉和管理都是有利的 • 从耕作方法上看，商代实行了“耦 耕”，即二人并肩操作木耒（lěi） 当时还实行火耕法 • 牛耕的可能性不大，因为牛是祭 祀的用品，人是奴隶，估计还是 用人来拉犁翻土21商代的耕作已经具备牛耕技术，特别是 生产工具已出现铜制• 例如，湖北黄陂盘龙城早商墓葬中出土的 二件青铜臿（chā），长13~17cm，刃宽 约10cm，臿身体中空，中部有一孔，用 以安装木柄其形制酷似今日两湖江西等 地用于挖土（特别是泥）的包铁锹•安阳大司空村晚商晚期层中发现一 把青铜铲，全长22.5cm，刃宽8.5cm ，上端有方銎（qiōng，孔）柄，可以装 木柄，有明显的使用痕迹1960年安 阳苗圃也出土一把青铜铲（长21cm ，刃宽11cm）22• 对于粮食的加工和储存，当时用石臼加工 谷物，粮食多为窑藏 • 商代的粮食除了食用，还大量用于造酒 从出土的酒器来看，其种类和数量都远多 于二里头文化23在一些小的墓葬中都能见到，觚 （gū）和爵已成为不可缺少的 随葬品 • 特别是商代末期，酒器的使用 极为普遍 • 可见当时饮酒成风，后来的文 献夸张地记载帝辛时有“酒池 肉林”之景象， • 由此推断，商代的农业的确达 到了较高的水平。
24在商代早期遗址中发现了家畜 遗骸• 如牛、羊、马、猪和犬等，其中牛骨和猪骨最 多此外，在殷墟还发现过象骨，这与狩猎卜 辞（“获象”）的记载是一致的可见商代后期大 象在河南北部尚存在着《吕氏春秋》中也说 ：“商人服象，为虐于东夷” • 商人伺养家畜除了食用和部分用其畜力之外， 大量牲畜还用于祭祀的牺牲，这与卜辞中的记 载可以相互印证从挖掘的材料来看，用牲的 办法很多，有土埋、水沉、火杳（yǎo，燎）、 刀卯而且用牲的数量很大，少则数头或数十 头，多则三、四百头如此用牲，从侧面反映 商代畜牧业之发达 25三、夏朝建立之时为青铜时代 开始• 二里头文化遗址中不但有铜器出土，而且 有加工铜器的手工作坊 • 二里头出土的铜爵是我国目前出土最早的 青铜爵，通高12cm，含铜92%，锡7% 这是标准的青铜器•它模仿陶爵形状铸造，虽然略显 粗糙，但形制规整，器壁薄厚均匀 ，并且采用了复合范铸造技术，装 饰的弦线和凸起的乳钉属青铜初兴 起的花纹模式26据《左传》记载，中国约在公 元前21世纪才开始炼铜• 相传大禹铸成九鼎从 所遗存的商周青铜器来 看，标志中国青铜生产 的水平极高 • 安阳和郑州等地发现商 代大量的青铜冶炼作坊 遗迹，以及大量矿石、 矿渣、木炭、炼锅（也 叫“将军盔”），陶范和 石范等。
27早商铸铜器都是 一次浑铸 • 如形体大的方鼎和造型 复杂的提梁卣（yǒu） （盛酒的）等，只是要 先把足和耳绑好后嵌入 ，再次同器体浑铸 • 只有镞范例外，它可以 一范铸5~7器 • 一范只能用一次，一次 只能铸一器，因此，尚 未发现两种完全相同的 铜器 28晚商铜器以厚重为特点• 殷墟晚期的巨型铜器逐 渐增多，安阳武官村出 土的“司母戊鼎”，通身 高133 cm、横长110cm 、宽78cm ，重达 875kg • 它是商王为祭祀他母亲 而作它是中国青铜时 代最大的青铜器，也在 世界青铜文化中仅见29浇铸“司母戊鼎”是很难的，首 先浇铸时间不能长，否则就要 形成“冷隔” • “冷隔”—— • 金属液充型后，在金属液的交接处融合不 好，而且在铸件中产生穿透的或不穿透的 缝隙称为冷隔多出现在远离流道的铸件 表面上和薄壁处 30青铜业发展的高峰期• （商代中期到西周早期），先进的分铸技 术已熟练了，可制作大型青铜器，司母戊 鼎是其代表•湖南出土的盛酒器 县——四羊尊很有 名，它的形象生动 逼真，铸造难度很 大，也是分块铸造 的这也是商代中 最大的铜方尊，重 34.5kg31四、陶瓷技术的兴起• 早商陶器较先进的是硬陶以及原始瓷器。
它们烧成温度高，吸水性差，质地硬 • 晚商陶瓷业除了继承早商生产水平，还新 兴了两种陶业：刻纹的陶器和明器的制作 32• 明器指的是古代人们下葬时带入地下的随葬器物， 即冥器同时还是指古代诸侯受封时帝王所赐的礼器宝物33郑州出土的早商原始瓷器，胎 骨细腻坚硬，灰白色和浅褐色 极少 • 这些陶瓮使用的是高岭土，并且瓷釉很亮，多施于沿口和器表，器内施釉很少釉色以青绿为主，少数呈褐色或黄绿色•郑州瓷器的出土，把我国瓷器发明的历史至少提早到3000年以前的早商时代 34刻纹陶不仅是中国陶瓷史上杰出的佳器 ，而且在世界文化史也是罕见的艺术珍 品• 刻纹白陶也用高岭土作 坯胎，烧制温度在 1000℃以上，陶质坚硬 • 器形几乎全是礼器；花 纹有云雷纹、夔（kuí） 纹、饕餮纹等，与铜器 风格类似； • 刻纹陶为商代制陶工奴 所独创，尚未见于其它 时代，且数量极少它 们大部分出于殷墟，总 共发现数十件，以及上 千碎片估计它们主要 是商王室和大贵族所独 占，甚至小贵族也未能 占有云雷纹饕餮纹夔纹35五、甲骨文中的科学技 术知识• 殷墟甲骨的质料主要有龟腹甲、龟背甲 和牛（少数为羊、猪）胛骨等 • 清末光绪25年（公元1899年）秋， 在北京清朝廷任国子监祭酒（相当于中 央教育机构的最高长官）的王懿荣（ 1845—1900）得了疟疾，派人到宣武 门外菜市口的达仁堂中药店买回一剂中 药，王懿荣无意中看到其中的一味叫龙 骨的药品上面刻划着一些符号。
• 对古代金石文字素有研究的王懿荣便仔 细端详起来，觉得很像古代文字为了 找到更多的龙骨作深入研究，他派人赶 到达仁堂，以高价把药店所有刻有符号 的龙骨全部买下，累计收集了1500多片 36一个完整的甲骨卜辞应由6部分构成，即署辞、兆辞 、前辞、贞辞、占辞和验辞，但通常都因简化而不 完整• 天然甲骨要修整，并有专人保存，还要把采集 和修正的过程加以记录，这部分在甲骨上的刻 辞称为“署辞” • 占卜时，卜者用火烧灼原来的钻孔，使甲骨产 生裂痕，名为“兆” • 兆的情况也要加以记录，这叫“兆辞” • 关于占卜的时间和地点的部分称“前辞” • 占问的问题本身叫“贞辞” • 得兆后，对照占书，作出凶吉福祸的判断，称 为“占辞” • 最后还要看占卜是否应验，并也要加以记录， 这部分刻辞称为“验辞” 371、甲骨文中的天文气象• 一般来说，公认的文献中最早的日食记录 是“十月之交，朔日辛卯，日有食之”（《 诗·小雅·十月之交》） • 从卜辞的内容推断，殷商时代对重要的星 已进行了不间断的观测，比较肯定的是“ 火”、“鸟”、“商鸟”，以及“北斗”、。