春秋战国时期的医学

物理学

《楚帛书》摹本

《楚帛书》是中国至今出土最早的古代帛书，也是最为完整的长篇。它写在一幅近于正方形的丝织物上，整幅为三部分文字组成：中间写有两段文字，书写方向互相颠倒；四周环列12段文字，每段各附有一神怪图形，为旋转状。有的学者认为帛书的整幅文字可分为三篇：写在中间的两段，分别为《四时》篇和《天象》篇，环列四周的12段为《月忌》篇。全篇共900多字，内容丰富，是研究古代文化思想和战国时期 楚文字的重要资料，也是弥足珍贵的书法作品。

春秋战国历法的进步主要体现在阴阳合历的逐渐成熟。春秋早期，1年分四季12个月，以朔望周期纪月，这是以月球运行规律的阴历法。但由于12个朔望月只有354或355日，与实际的回归年相差约11日，于是就采用设置闰月的办法来解决这个问题，形成阴阳合历。春秋初期都是年终置闰，称为“闰月”。春秋后期，出现取回归年长度为365.25日，采用19年7闰的方法，这时的闰月安插在年中，称为“闰某月”。由于日数的分数为1/4而命名为四分历。它比罗马人使用的四分历约早500年，是当时十分先进的历法。

春秋战国时期，各国分别实行黄帝、颛顼、夏、殷、周、鲁6种历法，合称“古六历”。但实质上，它们都是四分历，只是“岁首”有所不同，也因此出现所谓的“三正”。岁首是指每年的开始月份。黄河下游与周室关系密切的诸侯国多采用周王室颁行的历法，以含冬至的月份即子月（现农历十一月）为岁首，称作“周正”；南方和东方的殷民族以季冬月即丑月（冬至后1个月，现农历十二月）为岁首，称作“殷正”；黄河中游古代夏民族居住的地区以孟春月即寅月（冬至后2个月，现农历正月）为岁首，称作“夏历”。“三正”反映出春秋战国时期不同区域民俗对历法的影响。

2.医药学

《黄帝内经素问》书影

《内经》包括《灵枢》和《素问》两部分，18 卷162篇，计80余万言，共记述40多类300余种疾病。在纪元以前的年代里，人类社会形成了三个理论化的医学体系，即中国医学、印度医学、希腊医学。远古中国医学以《黄帝内经》为代表，是当时理论性最强、系统化程度 最完整的医学体系。

中国医药学具有悠久的历史，它是中国古代先民与疾病和恶劣的卫生环境作斗争的经验积累和理论概括。商代甲骨文中已经有蛊即腹内寄生虫病、龋即蛀齿等病症的记载。西周的医药学知识更为丰富，《周礼·天官》说：“以五味、五谷、五药养其病，以五气、五声、五色视其死生”，书中还将医生的业务职能分为掌管统治者饮食营养的食医、治疗民众疾病的疾医、治疗疮疡和外伤的疡医和专为牲畜看病的兽医。

春秋战国是传统中医药学的创立时期。当时学术思想活跃，产生许多哲学家和科技人才，也涌现不少医学家和医学著作。但春秋以前，医学是和巫术相联系的。周王室衰败后，人民对天帝的迷信观念开始动摇，巫医的影响才逐渐减弱。许多人逐渐注重以科学的观念来分析疾病产生的原因。比如子产说晋平公患病是由于饮食哀乐，晏婴说齐景公的病是纵欲所致，这均非神鬼使然，祈祷无用。扁鹊明确指出：“信巫不信医不治”。《吕氏春秋·尽数》载：“近世尚卜筮祷祠，故疾病愈盛”。这是对巫术的深刻批判，可惜仍旧有无数的后来人为巫术所害，轻则误病，重则丧命。

《诗经》提到40多种疾病和5100余种药用动植物；《山海经》记载38种疾病和120余种药用动植物和矿物。《管子·地水》和《吕氏春秋》对人体的五脏、六腑、肌肤、血脉、筋骨及其功能已有初步的认识。临床诊断上，逐渐形成“切脉”、“望色”、“听声”、“写(观)形”等中医的传统方法。这时期的人们也开始从季节变化、起居环境、饮食卫生和心理因素方面来研究病原，并由此产生丰富的预防疾病、保健养生的思想。《礼记》要求定期沐浴，穿着饮食要与季节的变化相适应；《吕氏春秋·古乐》提倡以舞蹈防病健身；《周礼》主张晚婚优生，严禁近亲结婚；诸子则多把保持恬静心态作为养生的方法。

正是随着医学的发展，各类医学著述也开始出现。长沙马王堆3号汉墓出土的春秋战国时期的帛书《五十二病方》是中国古代最早的医学文献。全书分52题，共1万余字。现存医方总数283个，用药达247种，提到的病名有103个，涉及内、外、妇、儿、五官各科疾病。书中处方讲究加减化裁，注意对症下药和药物的配伍，另外还记载有一些外治法，如药浴、烟熏、用酒消毒等。

当然，最著名的医学作品要数《万物》和《黄帝内经》。《万物》是发现于安徽阜阳双古堆西汉汝阴侯墓的竹简抄本。据学者考证，它的撰写时代，应该是战国初期或春秋时代，残简共计133支，共约1100字。《万物》所载药物种类，初步统计为71种，多数为日常生活中所能接触到的东西，这是药物早期发展阶段的重要特征。其中玉石部5种，草部23种，木部5种，兽部11种，禽部4种，鱼部11种，果部4种，米谷部4种，菜部4种。书中记录的许多药物功用，不仅与后世本草学相符，而且至今仍应用于临床医疗中。

《万物》关于药物几种原始的加工炮制方法如“煮”、“焙”已有描述。但对药物的采集、服法和禁忌的记载却极为缺乏。《万物》记载药物治疗的疾病有31种，包括内、外、五官、神经等各科，病症有寒热、烦心、心痛、气臾、鼓胀、瘘、痤、折、痿、痈、耳、惑、睡、梦噩、失眠、健忘等，这些名称皆流传于后世，为后人沿用。

《黄帝内经》简称《内经》，是中医学形成和发展奠基性的作品。它托名于黄帝，是我国现存最能全面总结秦汉以前医学成就的著作。《内经》的成书年代，至今尚无定论。从内容看，它主要反映的是战国时期医学理论水平，基本定稿时期应不晚于战国时期，少数篇章可能出自秦汉和六朝人的手笔。

《内经》注重人体本身的整体性，肯定人与自然环境的密切关系。它运用阴阳五行学说，说明人体组织结构、生理、病理、疾病的发生发展规律和指导诊断与治疗，指出人体的阴阳平衡受到破坏就会生病，强调精神与社会因素对疾病的影响的预防，反对迷信鬼神。全书闪烁着自发的唯物观和朴素的辩证法思想。

《内经》关于脏腑和经络的论述已经比较系统和完整，提出“肺朝百脉”、“心主身之血脉”和“经脉流行不止，环周不休”，对人体心脏和血脉的关系和血液循环的描述基本是正确的。

公元前五世纪，扁鹊就已运用“切、望结合”的方法诊断疾病，《内经》对这种方法加以继承和发展。《内经》的诊方主要包括望、闻、问、切，这是后世中医“四诊法”的渊源。同时，《内经》记载的人体穴位有300多处，几乎所有的疾病都有针灸疗法，并对针灸治疗的规则、手法、禁忌均给予相应的论述。

《黄帝内经》是中医理论体系的源泉，它的著成标志着中国医学由经验医学上升为理论医学的新阶段，为战国以后的中国医学发展奠定理论基石，指引中医走上科学发展的道路，具有深远的影响。它是中华民族特有的宝贵文化遗产。

3.数学

数学是研究数量关系和空间形式的科学。中国古代的数学成就是辉煌的，14世纪以前始终是世界上数学最为发达的国家。殷商甲骨文记录中，中国已经使用完整的十进制记数。到春秋战国时期，由于测量土地、计算租税、兴修水利、规划建设、制造器皿、交换货物、修订律法等生产实践的推动，数学知识得到极大地丰富和提高。但这时期的数学还处于经验积累的阶段，尚未形成完整的数学体系。

算筹是中国古代的计算工具，其方法称为筹算，是中国古代数学对人类文明的特殊贡献。算筹的产生年代已不可考，但可以肯定的是筹算在春秋时代已经较为普遍。

筹是粗细长短基本一致的竹棍，也有用木、骨或金属制成的。用算筹表示数目，有两种形式，即纵式和横式。表示数字时，用纵式代表个、百、万位的数，用横式代表十、千位的数，这样纵横相间，再加上遇零空位的方法，就可以摆出任意的自然数。通过算筹的摆列，可以进行加减乘除以至开平方、开立方等的运算，整数以后的奇零部分，则用分数表示。这种记数法符合十进位值制原则，它是中国劳动人民极为出色的创造，与其他许多古代文明的计算方法相比，其时间要古老，其方法更优越。

象牙算筹

算筹记数的规则，最早载于《孙子算经》。算筹记数制度十分明确地体现了十进位值计数法，以其为基础发展出一整套筹算算法，形成了中国传统数学的独特风格，取得了许多辉 煌的成就。

这时期分数也逐渐被使用，前文提到过，当时的历法计算就用到过分数。但从《管子》、《墨子》、《商君书》等文献记载看，使用分数最多的是牵扯到分配的问题。当然，工匠制造精美的工艺品时也经常使用分数。另外，战国墓葬出土的天平砝码的重量呈等比数列组合。而乐律方面的“三分损益法”的方法相当于1×34=9×9=81。这说明春秋战国时期已经具有指数的概念。

∷几何

《史记·夏本纪》载，夏禹治水时“行山表木”，“左准绳，右规矩”。规、矩、准、绳都是古代用于测量和绘图的工具。先秦时期关于“矩”的记载中，最重要的就是勾股定理。据《周髀算经》，商高回答周公提问时说，“故折矩以为勾广三，股修四，径隅五”。这就是现在常说的勾三、股四、弦五，或称商高定理，即直角三角形的斜边的平方等于其他二边的平方的和。古希腊著名数学家毕达哥拉斯曾对该定理有所研究，故西方国家均称此定理为勾股定理，发现时间约在公元前550年左右，商高提出这个定理“勾三股四弦五”比毕达哥拉斯要早，是世界历史上对勾股定理的最早表述。

由于战争和生产的需要，各地诸侯国建成不少城防和水利工程，制造大量的农具、兵器、车辆，这必然要涉及到计算面积、体积和测算角度的问题，使中国古代几何学得到快速的发展。

战国时期墨家的几何学知识，可与著称于世的古希腊几何学相媲美。《墨经》对许多概念的界定非常确切，如定义平（平行）、中（对称）、圜（圆）、方（矩）、端（点）、（切点）、次（二维）、厚（三维）。它的立论也十分精辟，书中说到“穷，或有前，不容尺也”。意思是如果直线是有限长的，那么用尺测量，肯定可以超出这条直线，这也就是著名的“阿基米德公理”。墨家几何学比古希腊几何学早约100年，可以说是世界上最早的几何学系统。

伴随着数学的发展，当时的人已经能够将数学知识熟练地运用于社会生产生活的各个方面。《左传》记载，各国诸侯为周王动工筑城前，士弥牟“计丈数，揣高卑，度厚薄，仞沟洫，物土方，议远迩，量事期，计徒庸，虑材用，书糇粮，以令役于诸侯”。士弥牟对王城的长宽高、土石方以及人工、材料，甚至各国劳动力的往返里程和所需干粮的数量，都计算得精确周到，足见当时的数学知识已经非常丰富。

这时期在实用数学知识不断积累的基础上，墨家、名家和其他学派总结和概括出许多精妙的数学思想。《墨经》记载大量关于数学名词的定义，包含着丰富的数理知识和严密的逻辑推理，还给出“有穷”和“无穷”的概念。据《庄子》记载，惠施、公孙龙等名家辩者强调抽象的数学思想，比如“至大无外谓之大一，至小无内谓之小一”、“一尺之棰，日取其半，万世不竭”。他们还提出“矩不方，规不可以为圆”的观点，认为实际画出来的方或圆与它的几何定义是有区别的，即经过抽象以后的名词概念与其原来的实体是有所不同的。这些命题是相当可贵的数学思想，但这种重视抽象性和逻辑严密性的新思想后世未能得到良好的继承和发展。

4.物理学

物理学是研究物质基本结构和运动规律的科学，它是人类长期的生产实践和观察探讨的产物。到春秋战国时期，中国古代的先民已经积累下丰富的经验性物理知识，内容涉及力、热、声、光、磁、运动、时空、物质结构等诸多方面。

∷力学

力学知识与人类生产生活的联系密切，是最古老的学科之一。春秋战国时期，中国古代力学开始形成，表现出两种发展趋势。其一是以《考工记》为代表的实用力学知识的积累。本书可能成书于春秋末期，是现存的关于中国国古代手工业技术规范的书籍。书中记述许多手工业的工艺制作与设施，以及公元前4～3世纪以前的工程技术知识。其中包含的力学知识主要有关于惯性、滚动摩擦、物体的浮沉、箭的结构与飞行关系的记载，还记述有力的测量、斜面受力分析、材料和施工的某些软科学知识。

天秤及铜砝码

由衡杆、天秤铜盘和砝码三部分组成，除系绳已朽外均保存完好。砝码重量分别为4两(62.19克)、2两(31.12克)、1两(15.35克)、6铢(3.93克)和2 铢(1.31克) 。

其二是以《墨经》为代表的理性力学的萌芽。《墨经》中的软科学知识已不全是实际生产知识的总结和记述，而是对力学现象进行粗浅的概括，进行简单的推理论证。比如时空观念、运动学知识、力的概念、力系平衡的论述以及简单机械原理等。

彩漆弩机

铜木结构。器表髹黑漆，木臂两侧用朱漆绘方块形图案。

随着力学知识的进步，利用力学原理制造的简单机械和工具逐渐得到普遍应用，以提高劳动效率。杠杆是中国出现最早和应用最广的简单机械。传说神农氏“斫木为耜，揉木为耒”，耒耜的使用便是杠杆知识的应用。春秋战国时期常用的杠杆工具是汲水用的桔槔和作为衡器的天平或者杆秤。

相传“伊尹作桔槔”。《庄子·天运》记有颜渊的话：“子独不见夫桔槔者乎？引之则俯，舍之则仰。”桔槔的形制是在井旁或渠边的高柱上，横支长木，长木前端用长绳悬下空桶，后端捆绑重物。将前端绳索往下拉，水桶即可打水，再把手松开，由于后重前轻，水便被提上来。这样就比完全靠人力提水轻易得多。当然桔槔的用途非常广泛，比如墨家还用它来高举烽火，所谓“其事急者，引而上下之”。

衡器是称量物体重量的器具，传说帝舜时代就已发明。衡器有等臂秤（天平）和不等臂秤两种，它所依据的原理是两边力矩相等而达平衡的杠杆原理。等臂秤中权（砝码）的重量与物的重量相等；不等臂秤中重物与重臂（重物至支点的距离）的乘积等于权（秤铊）与力臂（权至支点的距离）的乘积。《墨经》127条说：“（衡），加重于一旁，必捶（垂），权重相若也。相衡，则本短标长，两相加焉，重相若，则标必下，标得权也。”这是墨家探讨杠杆平衡关系的实验总结，比古希腊的阿基米德发现杠杆定律要早200多年，只是没有阿基米德杠杆定理那样完整和定量化。据《墨经》128条记载，当时“斜面”（其变相的形式为轮轴和辘轳）也都得到广泛的应用。《墨经》111条有句谜语式的话：“举之则轻，废之则重，非有力也。”这正是对杠杆、斜面等简单机械省力效应的形象表述。

∷光学

中国古代光学知识的历史悠久，商周时期已经懂得利用静止的水面呈像，金文的“鉴”字就是人弯腰向水盆照脸的形状。同时，由于青铜技术的发展，青铜镜也开始出现。春秋战国时期，中国对光的直线传播、发射和直射等规律的认识已经较为全面，这集中反映在《墨经》的光学条文中。

公元前4世纪，墨家就做过世界上最早的“针孔呈像”实验。《墨经》120条写到：“景到（倒），在午有端，与景长，说在端”；“景：光之人，煦（照）若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝（蔽）下光，故成景于上；首敝（蔽）上光，故成景于下。在远近，有端与于光，故景库内也”。这条经文说明，光线从人体各个部位向四面直线射出，穿过孔间相交；从人体下部射出的光线射到高处，而从人体上部射出的光线射到低处；足部射向高处的光线被屏壁遮蔽，只能呈像于幕的低处，头部射向高处的光线被屏壁遮蔽，只能呈像于幕的高处。这样就在屏后的幕上呈现出倒立的像，同时人离孔越近，幕上的像就越大。可见，古人已经认识到光是直线行进的，常用“射”来描述光的径直向前和疾速传播。

镂空龙纹铜方镜

此镜是中国现较早、流行时间颇长的一种镜形。它最早见于战国时期，在当时的素镜、连贯式菱纹镜、透雕镜上都有运用，以规整的龙纹形状和精细流畅的花纹相配合，别具风味。然而数量极少，所以，也是十分珍罕的品类。汉代出现了长方形的铜镜，但仅见一例，圆镜仍然是铜镜家族中的绝对主角。

墨家还利用光的直线传播性质来讨论光源、物体、投影三者的关系。《墨经》118条说：“景不徙，说在改为”；“光至，景亡；若在，尽古息”。这说明影是不动的，人们通常看到影的移动，是因为光源或物体发生移动，使原影不断消逝，新影不断生成的缘故。名家也提出“飞鸟之景未尝动也”的观点，这是科学的见解。

四凤边弧纹镜

镜的背面正中有一弦钮，钮外有双重的圆形钮座。钮座外环绕四凤鸟纹，镜边饰有十二内向连弧纹，地纹为三角格，格内饰有云雷纹。

《墨经》认为光线遇到镜面就会发生反射现象，它对平面镜和球面镜（凹面镜、凸面镜）的成像规律有深入的研究。《墨经》123条记载有平面镜成像的实验和光学解释，例如 “鉴者，景当俱就”。《墨经》124条说：“鉴位（洼），景一小而易，一大而正，说在中之外、内”；“鉴：分鉴。中之内：鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必正。起于中缘（燧）正而长其直（置）也。中之外，鉴者近中，则所鉴必大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必易，合于中而长其直（置）也。”这条讲的是凹面镜成像的规律，结论基本是正确的。关于凸面镜成像，墨家也进行过实验。《墨经》125条：“鉴团，景一”；“鉴：鉴者近，则所鉴大，景亦大；（其）远，所鉴小,景亦小。而必正。景过正，故招”。就是说，物体被凸面镜反射会产生缩小正立的虚像。物体离镜面越近，像就越大。如果物体过远，像就会变得模糊。

《墨经》关于几何光学问题的实验和论述是系统和完整的，这些出色的研究和近代光学理论基本是相符的，墨家的光学成果是世界光学史上的宝贵遗产。

∷声学

编磬

编磬是成组悬挂在磬架上按谱敲击的成套乐器。演奏者通过敲击可以发出12个半音。

春秋战国时期，人们已经从生活和生产实践中较清楚认识到振动与发声的关系，以及各种物质材料和形态的物体所发声音的响度与音色的差异。

据文献记载和考古的发现，周朝以前已有各种管、弦和打击乐器，而且探讨出科学的乐律。中国古代乐律说具有丰富的物理声学内容，它的产生和发展是物理声学史向前进步的重要体现。

前面说过，西周到春秋战国，五声音阶、七声音阶和十二律的体系已经初步出现，定“律”的方法为“三分损益法”。中国古代五声音阶宫、商、角、徵、羽，相当于现代音乐的C、D、E、G、A五个音阶。《管子·地员篇》载，“将起五音，凡首，先主一而三之，四开以合九九，以是生黄钟小素之首，以成宫。三分而益之以一，为百有八，为徵。不无有三分而去其乘，适足以是生商。有三分而复于其所，以是生羽。有三分去其乘，适足以是成角。”

具体方法是：以黄钟的宫音弦长为(1×3)4=9×9=81，则

徵音弦长＝81×（1＋1/3）＝108

商音弦长＝108×（1－1/3）＝72

羽音弦长＝72×（1＋1/3）＝96

角音弦长＝96×（1－1/3）＝64

如果以徵音为1，则各音的频率比：

徵∶羽∶宫∶商∶角＝1∶9/8∶4/3∶3/2∶27/16

按宫徵商羽角排序时，相邻二音间的音程是3/2和3/4， 成简单的整数比，就是说当时对弦长与频率间的关系已有比较深刻的认识。由于只有5个音对于演奏是不够的，后来又增加两个变音即变宫、变徵和其他半音，使1个八度（倍频程）内共有12个音，构成所谓的“十二律”。

除乐律以外，春秋战国时期还知道某些共振方面的知识。《墨子》曾提到用空瓮倒扣在地下来探听敌人的军事行动和确定敌人挖地道的方位。《庄子·徐无鬼》也有共鸣现象的记载：“鼓宫则宫鸣，鼓角则角应，音律同矣。”这可以说是世界上最早关于共鸣现象的认识。