四、科学技术

宋元时期科学技术的成就，主要有活字印刷、指南针、火药这三大发明的最后完善和天文历算、医学、农学的进步。

活字印刷术 北宋庆历年间，布衣（百姓）毕升在雕版印刷术的基础上发明了活字印刷术。这种方法比雕版印刷省工省力，成本较低，所以很快得到推广。毕升初用胶泥刻字，每字为一印，火烧之使坚硬，便于印制和存放。至元代，又改进为用木制活字。至明代，又出现了铜、铅活字。活字印刷术发明使用后，不久即传入日本、朝鲜、越南等国。欧洲则直到四百多年以后才开始使用活字印刷。活字印刷术是我国人民对世界文明的重大贡献。

指南针 北宋时，已知道用磁石磨成针以指示方向，这就是指南针。指南针已普遍用于航海等方面。当时有四种放针方法：一是浮于水上，二是放在指甲上，三是放在碗沿上，四是悬在丝线上。以第四种方法为最好。指南针首先传到阿拉伯地区，以后又传到欧洲。

火药 火药发明于唐末。北宋初年，曾用以制成“火箭”、“火球”、“火蒺藜”，以抗击辽军。从此火药得到广泛应用。北宋在开封设有专门制造火药和火器的官营手工业作坊。仁宗时，曾公亮等编《武经总要》中，记有火药武器的名称、用法和三种制造火药的配方。这些火药武器是用弓箭或抛石机发射出去的燃烧性武器。北宋末发明了爆炸性的“霹雳炮”。南宋时， 又先后发明了“铁火炮”和管状发射器“突火枪”，又发展为用铁或铜作筒的“火铳”（chōng 充）。南宋时，火药由海上传到阿拉伯。后来金人和蒙古人也相继学会了使用和制造火药武器。蒙古军西征时，火药又从陆路传到西方各国。

天文、历算 宋朝历法一共改了十九次，是我国历史上历法改革频繁的朝代。历法的不断改革，反映了天文学研究的进步。南宋《统天历》相当精确。它定一回归年的长度为 365.2425 日，比实际周期仅差 26 秒，和现代国际通用的公历（《格列历》）完全一致，但比后者早了四百多年。

宋代的天文仪器制造也有成就，发明了计时的莲花漏和水运仪象台。这一仪象台用水力发动，可以有节奏的按时转动，把报时、观象测天同时显示出来。后来仪象台传入金朝。

元代大科学家郭守敬，在天文、数学以及水利工程等方面都有很高的成就。他奉命修历，认识到修历的基本工作在于实测。他创造了简仪、仰仪和圭表等一系列仪器以助观测。其中简仪的设计很精密，在当时是十分先进的。这个仪器要比欧洲的同样仪器早三百年。他又在全国设立二十七个测景所， 最北的北海测景所已在北极圈附近了。现在河南登封观星台，就是当年的测景所的遗址之一。他根据观测和研究，制订了《授时历》，这是我国古代最精确和使用最久的历法。

这一时期与天文历法有关的数学也有进步，出现了北宋的贾宪、南宋的秦九韶、杨辉和金的李冶、元的朱世杰等著名数学家。秦九韶《数书九章》、李冶《测圆海镜》、朱世杰《四元玉鉴》等都是世界闻名的数学著作。他们的许多成就都领先于欧洲几百年。

医学 这一时期突出的医学成就是针灸学。北宋针灸学家、太医王惟一总结历代针炙家的实践经验，设计铸造了两个针炙铜人模型，在上面刻划穴

位，标注名称；并写成《新铸铜人腧（shù 树）穴针灸图经》三卷；又将《图经》刻石流传，便利了针灸的实际操作和传授。金、元时期医学理论有很大发展，产生了四大学派，称为“金、元四大家”。四大家以金代的刘完素、张从正、李杲和元代的朱震亨为代表。他们的理论和医术，对我国医学的发展有一定的影响。另外，药学、病因学、法医学也有发展，出现了许多名著。如北宋曹孝忠主编《圣济总录》、南宋宋慈撰《洗冤集录》等。

农学 南宋时，陈旉（fū夫）撰《农书》三卷，是现存最早的专门记载、论述南方农业的著作。元代的最重要的一部农业科学著作是王祯的《农书》。全书约三十万字，记述了当时全国南北方的农业生产知识。此外，官修的《农桑辑要》和鲁明善著的《农桑衣食撮要》，也是元代比较重要的农书。