世界古代前期科技史-第20章
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建都于西亳 （今河南偃师），商中期建都于嚣 （今河南荥阳以北），后又迁
到刑 （今河南温县东），南庚又迁于奄（山东曲阜），最后到盘庚时迁都于
殷（今河南安阳西北）一直到公元前11世纪，商代灭亡，共传17世，31王，
经历了约600年的历史。这一期是中国奴隶制进一步发展的时期，与此同时，
科学技术也得以充分的发展。
继商代之后的王朝是西周（自公元前11世纪——公元前771年），周人
曾是一个古老部落，早在夏朝末年，周人的部落就在我国陕西、甘肃一带活
动，与夏朝有联系。周人姓姬，最早和羌人中姜姓部落通婚，结成部落联盟，
周的始祖弃是有邰氏的女子姜嫄所生，弃善于农业，被祀为农神后稷。他曾
在夏朝作过农官。周人原来居住在黄土高原，那里适于种植黍稷，是一个经
营农业的部落，后稷的第三世孙公刘时，周人迁居到豳（今陕西旬邑县）。
到公孙的第九世孙古公亶父时，离开豳，又迁到岐山以南的周原，这里土地
肥沃，适于农耕，周人就在这一带定居下来，并逐步成为臣服于商的一个小
方国。到了古公亶父的儿子季历时，周强大起来，始与商朝发生矛盾，季历
儿子昌（即周文王）已为灭商作好了一切准备，并迁丰京（今陕西长安西北），
昌之子发又称周武王。终于在公元前1027年1月向商发动进攻，商纣王惨败，
在鹿台自焚而死，周武王占领了商都，宣告商朝灭亡，周朝建立，直至公元
前771年西周灭亡。前770—前476年是中国历史上大动荡的春秋时代。
西周、春秋是中国奴隶社会进入高度发展的时期，各项政治制度更加完
备，经济、文化得到进一步发展，天文历法、数学、物理学、化学、医学等
① 参见《世界知识年鉴》（1985—1986），世界知识出版社1986 版。
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科学技术均有新的成就。
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2。天文历法
中国是一农业古国，农耕一直是人们最基本的生产活动，农业生产的发
展需要求助于天文学，基于这种需要，人们自远古时期就对天文现象进行观
察，到文明时期的夏、商、西周、春秋时，出现了专管天文的官员，他们把
分散、零星的天文历法知识进行整理，并进行较为系统的天象观测和计算，
使天文历法得以发展，形成了早期的天文学，成为世界上天文学发达最早的
国家之一。
夏朝的天文学尚处在观象授时的阶段。古籍《尚书·尧典》中记述了尧
帝曾命令羲叔三兄弟与和氏二人虔诚地按照天来计算和描画出日月和星辰的
方位、形象，并定出春、夏、秋、冬的季节使人民遵守。《夏小正》是一部
流行在战国时代的著作，但更多记录的是夏代使用的历日制度等，其中包括
一年中各个月份的物候、天象、气象和农事等内容。《夏小正》的观象授时
法，是以观测黄昏时分若干恒星（鞠、参、昴、南门、大火、织女、银河等）
的见、伏或南中天的时日，及北斗斗柄的指向，作为一年中某一月份的起始
①
标准 。有人认为“《夏小正》是一种分1年为10个月，每月36日，另有5
至6日为过年日的初始历法”（《论〈夏小正〉是十月太阳历》，《自然科
学史研究》1982年第4期）。《夏小正》中记载：正月“初昏斗柄悬在下”，
六月“初昏斗柄悬在上”，其间五个半月为半年，五月“时有养月”，十月
“时有养夜”，也是以五个月为半年，由此不难看出《夏小正》是一种不考
虑月相变化的纯阳历历法。
根据《尚书·尧典》的记载，夏代人还采用了“期三百有六旬六日，以
闰月定四时成岁”的早期历法，它是以一年为366日，说明当时人们可对恒
星同年运动周期进行测算。因为一年的长度与月的长度不是整倍的关系，所
以这种历法还采用了置闰日的方法予以调整，反映出早在夏代人们就发明了
阴阳历，这种阴阳合历在中国一直沿用了几千年。
夏朝末期的几个王子是以天干为名的如胤、孔甲、履癸（即桀），许多
学者据此推测夏代已有天干记日法，即用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、
壬、癸十个天干循环记日，并有了10天为一旬的概念。
商、周王朝时期，奴隶主为了巩固其统治地位，竭力宣扬“天命观”，
于是各种占卜巫术相当兴盛，殷墟出土的甲骨片，是用来占卜的，其中有不
少内容是记录天象的，所以这一时期的天文学往往与巫术迷信混杂在一起。
但从某种意义上说，它们却保留了许多这时期关于文天气象的第一手资料。
②
商代武乙时的一块牛胛骨上刻有完整的六十甲子 ；表明这时期人们已把
天干同子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥十二地支相配合，
组成甲子、乙丑、丙寅、丁卯……依次类推的六十干支，用干支记日，六十
日一个循环，干支纪日法顺序循环，几乎没有中断地连续使用到今日，是世
界上使用时间最长的纪日方法。
商代人观测到月亮经过的星区，发明了28宿的星空划区法，是指把沿着
黄道和赤道附近的星象划分为28个不相等的部分，每一部分称为一宿。
商代有了明确的平年、闰年之分，平年12个月，闰月放在十三月，岁首
① 参见阴法鲁等《中国古代文化史》，北京大学出版社1991 版。
② 参见王玉仓《科学技术史》，中国人民大学出版社1993 年版。
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已基本固定，但对闰月设置的多少还无一定之规，往往是由观测来决定，当
发现季节与月份名称不符时，便加进一个闰月加以调节。另外还将一天分为
不同的时段，常见于甲骨文的时段名称有：明 （旦）、大采、大食、中日、
小采、昏等。
商代甲骨文中可见“至日”、“南日”或“日南”的记载，有人认为：
“这些均指冬至日，并结合甲骨卜辞和古文献论证，殷商时期已使用圭表观
测日影长度的变化，由此确定冬至日”。 （阴法鲁等《中国古代文化史》北
京大学出版社，1991。）圭表是通过测量日影长度以定时刻的天文计时仪器，
圭一般是平卧于表下的有刻度的标尺。表则是垂直于圭面的立杆。圭表的发
明标志着我国天文学已进入一个新的阶段，即人们开始了凭借仪器观测天文
现象的新阶段。
商代十分重视对天象的观测，发现了一些星座，其中最重要的是当时已
观察到了新星，另外从甲骨卜辞中还可看到不少关于日蚀、月蚀的记录。
西周、春秋的历法在商代基础上进一步发展，并确切有了以圭表测影的
方法，来确定冬至和夏至。《周礼·春官》记载：“土圭……以致四时日月。”
《诗经·小雅·十月之交》中提到“十月之交，朔月辛卯，日有食之”，科
学家研究认为：“这是指公元前735年11月30日发生的一次食分很大的日
偏食，是中国典籍中关于朔日的最早记述。” （《中国天文学史文集》第3
集，1984年。）
这一时期人们进一步将一天分为12时辰，并以12个地支来记时。从《周
礼·夏官》中“挈壶氏掌挈壶……以水火守之，分以日夜”的记载可见至迟
在西周时，已发明了漏壶这一古老的计时工具。
有人认为在西周、春秋之时，中国已有不少世界上最早的天象记录，如
公元前687年，中国记录了天琴座流星群，公元前611年中国有了彗星的最
早记录。
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3。数学
数学是中国古代科学技术的重要内容之一，它具有高度的抽象性、概括
性，是人类生产实践发展到一定程度的产物。
数学在中国的起源与发展有着悠久的历史，古籍《世本》中曾提到“黄
帝使隶首作数”的传说，成书于西汉的著名天文历算著作《周髀算经》记载
“禹之所以治天下者，此数之所由生也”。从考古学资料看，中国古代数学
的萌芽可追溯到新石器时代西安半坡遗址中出土陶片上的数字符号，另外新
石器时代遗址中的大多数房屋的形状都是方形、圆形或椭圆形等几何形状，
陶器的形状和纹饰更是以几何形的图案为主，这些离开规矩、准、绳一类的
工具，很难想象。古籍《尸子》中记述：“古者，倕为规、矩、准、绳，便
天下仿焉”，规画圆、矩画方，准取平，绳取直，均为简单却又基本的数学
仪器，可见这类仪器早在新石器时代就已产生了。
进入文明社会即夏、商、周后，生产力有了更大的发展，对数学的要求
也自然是越来越高。商代有关数学的一些明确概念和记数方法均已产主，并
以文字形式记录下来。到周朝时数学知识进一步发展，并在周朝社会中占有
了一定的地位，被人们熟悉的周代的六艺有“礼、乐、射、御、书、数”。
其中数就是指数学，数学在当时社会中的地位可见之一斑了。
（1）甲骨文与金文中的数学
真正见于文字记载的我国最早的数学资料是在河南安阳出土的商代甲骨
卜辞上，卜辞中有5000余文字，其中有不少关于数字的记录，多为战争中杀
死或俘获敌人的数目，狩猎中获得的禽兽数目及祭祀时宰杀的牲畜数目等
①
等。有一片甲骨上刻有“八月辛亥允戈伐二千六百五十六人”，卜辞中记述
的数字最大的为“三万”，最小的为“一”，中间的个、十、百、千、万各
有专门的名词。有人例举卜辞中有关数字的一些记录如“俘人十又六人”、
“十牛又五”、“五百四旬七日”等，并把甲骨文的象形文的数字与现代的
汉文数字排列如下：
（《中国上古时期科学技术史话》，中国环境科学出版社，1990年）
除甲骨文外，周朝人还习惯在青铜器上面铸字称作“钟鼎文”或金文，
其数字的表示方法在甲骨文基础上有所发展，已与后来汉字数字在写法上非
①
常接近，以1—10的数字为例 ：
① 参见李俨等《中国古代数学史话》，中华书局，1979 年版。
① 参见李俨等《中国古代数学史》，中华书局1978 年版。
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（2）分数的使用与四则运算
商代人还掌握了非自然数即分数的使用。开始认识的只是单分数——分
2
子是1 的分数，后来逐渐认识到一般的分数，并用“大（ ）”、“半
3
1 1
（ ）”、“小（ ）”来记分数，经董作宾研究考证：商代人已经知
2 3
1
道一年的长度为365 日，并掌握了初步的四则运算方法，当时这些数字
4
不是用符号表达而是用文字表达的，写成“三百六十五又四分之一”，
人们把分子称为“子”，把分母称为“母”，其运算规则加法叫“合分”，
减法叫“减分”、乘法叫“乘分”、除法叫“经分”。运算中分子、分母称
‘
为“实”和“法”，如果用158 除以26时，两个数都先用7乘，约分法
7
（找最大公约数，化简成最简分数）当时是用辗转除法进行的。（《殷历谱》
1954）到周代对分数的认识进一步完善。《考工记》是汉代人以周朝残简，
补缀而成，其内容反映的是周朝的情况，其中关于分数的记法有：“六分其
轮崇，以其一为之身围”、“五分其毂之长，去一以为
n
贤，去三以为轵”。刘洪涛认为：“这种表示法把分数 表示为：将某物
m
（或某一个量）分为m份，取其中的几份，或者去掉其中的（m…n）份。分数
还没有与具体事物相分离，变成纯粹抽象的数的概念，显然是较原始的表示
法。《考工记》中“绠三分寸之二谓之轮之固”、“十分寸之一谓之枚”的
表示方法已较前种进了一步，具有一定的抽象化程度。而“穹者三之一”、
“中围加三之一”的分数表示法则与今天的分数记法很接近了。（《中国古
代科技史）南开大学出版社，1991年）
（3）十进位制
值得一提的是中国人在商代已采用了十进位的计数方法，即十十为百，
十百为千，十千为万，各排在固定的位置上，满十向左进一位数，这与我们
今天使用的记数方法完全一致，十进位制的记数法曾对世界科学技术的发展
起过重要作用。英国著名学者李约瑟曾给予十进位制的发明以高度的评价：
“如果没有这种十进位制，就不可能出现我们现在这个统一化的世界了。”
（《中国科学技术史》卷3，第333页，科学出版社，1978年）
（4）周代的度量衡
由于周代实行井田制，土地丈量、计算等技术迅速发展起来。《考工记》
记载周朝已有明确的度量衡单位。长度单位可分为丈、尺、寸。《考古记》
中多次出现尺和寸，如“车人为来，庇长尺有一寸，中直者三尺有三寸，上
句者二尺有二寸”，又如■人为皋鼓“长寻有四尺，鼓四尺”、“人高八尺，
带以下四尺五寸”等。重量单位有垸、锊、钩、侔、斞等，很难弄清它们与
今天使用的重量单位之间的关系，据西汉郑玄的考释认为“锊”的重量相当
于汉代的“六两大半两”，而许氏《说文解字》中认为相当于“十铢二十五
分之十三也”。钧在秦汉时，一钧重三十斤，四钧为石，估计周代的钧与秦
汉时的钓也不会是一样的。容量单位按照《考工记》记载：“量之以为鬴，
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深尺，内方尺而圆其外，其实一鬴，其臀一寸，其实一豆，其耳三寸，其实
一升，重一钧。”
周代的度量�
