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前言
秦汉时期是中国古代科技发展的重要时期。秦灭六国，废分封，立郡县，统一货币和度量衡，统一文字和车轨。汉承秦制，继续采取巩固和发展中央集权式的国家政治制度。到汉武帝时，更采取了一系列措施，加强封建中央集权的统治。思想上“罢黜百家，独尊儒术”；文化上建封禅、改历法；经济上重视农业，大力兴修水利，实行盐铁官营；对外交流上则击匈奴，通西域，开辟“丝绸之路”。政治经济上的统一势必也影响科技文化的发展。这是一个对科技也要建立统一规范的时代。美国学者托马斯·库恩在其《科学革命的结构》一书中指出，成熟的科学研究的开展，需要有统一的“范式”，即大家公认的基本理论和方法。他认为许多学科只是到了近代才建立“范式”，但是也有少数学科，如数学和天文学，在古代就有了范式。
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天人一体的汉代星空
人们头顶上的星空，是自古以来受到关注的天象。对于生活在北半球的人类来说，所能见到的恒星都是一样的。但是不同的文明，对恒星的命名和认识却是不同的。中国古代对星空的观察和认识的历史非常悠久，并且形成了自己的星官体系。与古希腊传统以神话中的人物和事物命名星座不同，中国古代则是以人间的事物命名星座，称作“星官”。星官中有帝王将相、后宫妃子、宦者官员、军士庶民等人物；有宫殿灵台、阁道车府等建筑；有箕斗杵臼等器具；有山川河流等景致；总之，中国古代的星空可以说是人间社会在天上的投影，充分体现了天人对应的思想。
▲西安交通大学西汉墓星图
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《黄帝内经》与人体
除了天文学与数学外，秦汉时期的医学也非常发达。中国古代的医学作为传统医学保存了下来，而且至今发挥着作用。中国医学初创于春秋战国时期，集大成于汉代。中医的基础理论的主要方面是身体观和医病观，即对人的身体的认识和对疾病的认识。而《黄帝内经》就是中医基础理论的经典著作。
《黄帝内经》的核心内容是关于人体和疾病的认识，在今天来说，属于基础医学的范畴。关于人的身体，《黄帝内经》认为人体是与宇宙同源、同构的。
▲《黄帝内经·素问》所载的关于“ 藏象”“精气”“经络”内容，金代刻本
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中医的经验科学性质
《黄帝内经》关于人体的构造、生理、病理等理论，可以说是为中医提供了基础理论。理论具有很强的哲学性质，构造特点也非常明显，在今天的科学看来，这些理论甚至有很多是一种附会，不具有逻辑性和实证性。但是，它为中医学经验的积累和临床的研究提供了基本的概念和范畴，使对中医经验的描述和总结成为可能，从而对中医的发展起到重要的促进作用。那中医的临床治疗和药物学又是怎样的呢？我们知道在先秦时期中医治疗和药物学已经有相当多的积累，但是真正形成可观的知识体系还是在两汉。
▲四川成都天回汉墓出土的经穴漆人
讲中医治疗的最重要的著作是东汉末年张仲景所著的《伤寒论》。按照《黄帝内经·素问》所论，导致疾病的原因之一是由于人吸入了四季的邪气，而四季邪气中最为有害者当属冬季的寒气，所以，“伤寒”是外感风寒的一类疾病，在冬季被寒气所伤而发病的情况尤为多见。
▲汉张仲景撰《伤寒论》《金匮要略方论》书影
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地图与地理
地图在中国古代的国家政治中占有非常重要的地位。《周礼》中记有“大司徒”之职：“掌建邦之土地之图。”“土地之图”就是指地图。战国时期地图的绘制已达到较高的水平。《管子·地图》中说，地图内容包括有“轩辕之险，滥车之水，名山、通谷、经川、陵陆、丘阜之所在，苴草、林木、蒲苇之所茂，道里之远近，城廓之大小，名邑、废邑、困殖之地”，由此可见，地图的基本要素已经具备。地图在军事和国家政治上的重要性，可以从《史记》所记荆轲刺秦王的故事看出来。为了谒见秦始皇，荆轲献出的投名状中就有地图。汉高祖刘邦攻入秦都咸阳时，深谋远虑的萧何就收取了秦的“律令图书”，其中应该也有地图。汉朝建立以后，地图对于国家统治来说，越发显得重要。据《史记·三王世家》记载，汉武帝在册封皇子为诸侯王时，要举行仪式，由臣子“奏与地图，请所立国名”。就是说，请皇帝在地图上指明封给皇子的封地的国名，并且要把地图交给受封的皇子。可见地图对于国家政治的重要性。
1973年，湖南马王堆汉墓出土了三幅帛书地图，分别是《地形图》《驻军图》和《城邑图》。这三幅地图绘于西汉初年，提供了关于汉初地图测绘的精度、测绘技术和当时地图的形制等方面的宝贵实物资料。
▲1973年湖南马王堆汉墓出土的《地形图》是中国现存最早的绘有海岸线的地图湖南省博物院藏
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秦汉时期的农业
中国古代的农业经验、知识和理论，到了春秋战国时代已经有了大量的积累。农业作为经济的主体，在国家治理中占有十分重要的地位。所以在秦初吕不韦所编撰的治国方略著作《吕氏春秋》中有《上农》《任地》《辨土》《审时》等农学专论，也是情理之中的。
耧车的使用，是中国古代农具机械化的开端。其特点一是利用畜力，二是把耕作工序程序化，并用巧妙的机械去实施。这也说明，在农业文明的生产中，照样可以发展出机械技术，并不断创新。比如说，金元时期出现了一种耧锄，当是从耧车发展而来，同耧车非常相似，只是没有耧斗，取而代之的是耰（yōu）锄。使用时用一驴挽之，效率非常高，每天锄地达二十亩之多。
▲西汉耧车样式图及模型
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汉秦汉时期的农业代的农业
东汉时农业发展的状况，在张衡的《南都赋》中略见一斑。南都即南阳。南阳盆地土地平旷，河流众多。《南都赋》提到的河流就有汉、淯、淮、滍、澧、浕、沧浪等，陂泽有钳卢、玉池、赭阳、东陂等。据《水经注》，南阳境内唐河（古沘水）、白河（淯水）、湍河经纬交错，降水适中。这些都为实行水利灌溉，发展农业生产提供了十分有利的自然地理条件。
▲汉代庄园生活画像石
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