文明之光：中國古代科技的源流

孫小淳

中國科學院大學人文學院院長、教授，中國科學技術史學會理事長。

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，并放在世界發展的大背景中，揭示了中國的重要發明與創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，系統地闡述了中國古代科技的起源、發展和轉變，從四大發明到農業、醫學、天文、地理等多個領域，通過具體實例揭示了中國古代科學的精神內核和方法論，展示了科技如何在中國的歷史長河中推動社會進步和文明的發展。

文明就此拉開序幕。

對于文明的起源，英國科學史家W.C.丹皮爾（Sir William Whetham Cecil Dampier）曾經有過總結：“在歷史的黎明期，文明首先在中國以及幼發拉底河-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，中華文明發源于多元化的地理環境之中。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、新疆和內蒙古高原構成第二臺階，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。自然環境可分為三個大自然區：東部季風帶、西北干旱區和青藏高寒區。東部季風區大約占中國大陸面積的45%，是中國經濟文化發展的主要地區。西北干旱區地處內陸，干旱少雨，多沙漠和草原，歷來是我國重要的牧場。青藏高寒區地勢特高，水分不足，植被稀少，經濟文化的發展受到很大的制約。

世界上古老的文明都是在農業發達的基礎上形成的。我國的東部季風區按照農業生產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。東北地區緯度最高，冬季漫長而氣候嚴寒，森林資源十分豐富，在史前時期適合狩獵和采集，不適合發展農業。華南地區位于我國最南部分，是高溫多雨、四季常綠的熱帶-亞熱帶區域，自然資源十分豐富，但由于資源過于豐富而沒有生產壓力，加之多山而少平地，農業的發展比較滯后。西南地區的氣候接近于華南地區，但地勢較高，同樣多山而少平地，也不利于農業的發展。適合發展農業的地區就是華北和華中兩個地區。

華北地區屬于中緯度暖溫帶季風氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷，大陸性氣候的特點比較明顯。該地區黃土廣泛分布，從更新世早期開始，西北風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、堆積最厚和發育最全的黃土。黃土質地疏松，比較肥沃，因此在河谷和平原地帶適宜發展旱作農業。華北地區還有黃河貫穿全境。黃河發源于青藏高原巴顏喀拉山支脈的卡日曲，經青藏高原、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，導致河床不斷淤高，河流不斷改道，歷史上的黃河入海口可以南至長江，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。這里土壤發育良好，礦物質養分豐富，適于發展旱地農業，水洼地帶也可以發展水田農業。

華中地區屬于濕潤的亞熱帶季風氣候，冬溫夏熱，四季分明，降水豐沛且季節分配比較均勻。本地區江河縱橫、水網密布，湖泊星羅棋布。中國最大的河流——長江流經本地區，區域內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，水產資源豐富，水上交流也十分方便。本地區有肥沃的長江中下游平原，水熱條件都很優越，適宜種植水稻等農作物，歷來是我國農業和經濟最發達的地區。

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

中華文明發生的地理環境還有一個顯著的特點，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祥地離中國都很遠，所以中華文明的起源應該是本地發生的，是原生性的文明。當然，這并不排除人類文明發展到一定階段后，人類交通能力增強，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現了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為是屬于早更新世早期直立人。關于人類的起源，盡管目前普遍的看法是人類最初起源于非洲，而后擴散到亞洲等地，由于遺傳和進化的作用，造成了群體變異和地區性的連續特征，但是中國的有關發現也不能忽視。

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田人和北京周口店的北京人。藍田人的年代在距今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現的直立人之一。

人類進化到晚期智人就成為了現代人，而現代人是有種族區別的。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。在中國發現的晚期智人化石已經具備了蒙古人種的基本特征，而在新石器時代遺址中發現的大量人骨的體質特征都是蒙古人種，因此，中國是蒙古人種的故鄉。但是在三千多年前，一些歐羅巴人種進入新疆，之后更有少量進入內地，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，但也有少數其他人種的混入。

與種族不一樣，中國的民族主要是依據語言和文化等特征來劃分的。當代中國是以漢族為主體，結合五十五個民族的統一多民族國家。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系，以中原地區為核心，以黃河流域和長江流域的若干文化區為主體，再聯系周圍許多區域性文化，為往后多元一體的民族格局奠定了基礎。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，東方有強大的夷人族群，西方有遠古的羌戎族群，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。

獨特的地貌及民族的不斷融合使得中華文明形成了獨一無二的華夏文化，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為，神話和別的藝術一樣，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。像嘗試百草的神農、教導民眾筑木為巢的有巢氏、治理洪水的大禹等，無一不是遠古時代重要技術的發明家，中國的上古神話史可以說是一部原始工藝的發明史。這些勞動者、發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特性的一面，面對自然心存敬畏，卻又不完全將自身的命運訴諸全智全能的神，而是崇敬那些通過征服自然、掌握自然規律進而改造人們生存環境的發明家們。中華文明便是如此充滿著對于勞動與創造的熱情和勇氣，這形成了文明的獨特氣質。