中國歷史上的科學發明(插圖本)(精)（簡體書）

一本父親寫給我的書

錢元凱

我出身於書香之家，書是我家三代最重要的物質財富，讀書是全家人最大的精神享受。從記事起，媽媽每晚都要給我讀一段故事，然後我帶著書中的那些悲歡離合進入夢鄉。我從小學三年級開始自己讀書，無論在清風習習的夏夜翻動書頁，還是在北風蕭蕭的寒冬圍爐夜讀，都成為兒時揮之不去的最溫馨的回憶。大約從小學五年級起，我可以自己買書了。那時的新華書店都是閉架售書，因為是常客，售書的阿姨特許我進櫃檯選書，我還能縮在櫃檯裡面悄悄地讀書。有一次我買了一本講宇宙和天文的少兒讀物，書中講述了很多有趣的知識——為何月亮有圓缺、為何一年有四季；地球有8個兄妹一起繞著太陽轉……我和媽媽談及此事，她告訴我，這是一套講科學的書，如果喜歡，還可以讀其他幾本。於是我成為了這套叢書的忠實讀者，為了滿足我的需求，書店曾經向新華書店總店調貨。

一天，父親偶然從我小書架上一堆童話書中看到這些科普讀物，問我看得懂嗎？喜歡什麼？我說從書中我知道了很多新鮮事，還認識了許多大科學家。他問我知道哪些科學家，我如數家珍般道出了伽利略、哥白尼、牛頓、瓦特、愛迪生……他又問我：“這些都是外國人，你還知道哪些中國的科學家？”我想了半天，猶猶豫豫地報出李冰（我在四川出生，媽媽帶我去過都江堰）、 華佗（媽媽講故事提到）。父親有些不快，惋惜地責備我：“你是個中國人，怎麼只知道外國人的本事，不知道咱們老祖宗的功勞？”我當即理直氣壯地回答：“因為書上沒有寫過，你也沒有講過！”父親沉默了。

這是我第一次讓父親無言以對。

此後我發現在父親的書桌上，除了一摞一摞的精裝外文書以外，還出現了線裝中文書。

我的外公收藏古籍。在他的幾個兒女中只有媽媽是學中文的，因此他到晚年就將這些珍藏都送給了媽媽。父親書桌上的線裝書酷似外公的收藏，為什麼父親要看外公的書了？也是這段時間，媽媽常常從外面帶回一包一包的古籍。這些書與家中的藏書不同，不但有文字，還有圖。我好奇地翻看，媽媽急忙制止我，她說這些書都是從圖書館或叔叔阿姨家借來的，十分珍貴，萬一撕壞或弄髒了，實在賠不起。我奇怪父親為什麼要讀這麼貴的書，媽媽說：“爸爸要給你講中國科學家的故事！”

在我初中二年級開學不久，父親把一本薄薄的小書放在我的面前，緩緩地說：“3年前你埋怨我沒有給你講過中國的科學發明，今天我講給你。”他接著指出，幾千年來，中國一直是走在世界前列的科技強國，只不過晚清封建社會和國民黨的腐敗統治才讓中國積貧積弱，受盡欺淩。現在新中國掙脫了枷鎖，成為東方的大國，但是無論在經濟還是科技方面，我們仍然落後。最後他語重心長地說：“我給你這本書，是希望你和你們這一代人，能從中受到啟發、受到鼓舞，長大以後努力把我們的國家再次建設成世界強國！”父親交給我的，就是《我國歷史上的科學發明》（現名《中國歷史上的科學發明》——編者注）。

回想20世紀50年代初，父親剛招收了新中國第一批力學研究生，並全力以赴地展開“彈性圓薄板大撓度問題”的研究（此後這個研究成果獲得國家科學獎）。也是在這時候，他成為中國科學院學部委員（院士），並被委任為中科院數學所力學研究室主任，積極籌畫組建力學所。同時他還擔任清華大學教務長，投身於20世紀50年代開始的高等院校翻天覆地的院系調整與教材更新中。此外他還在1950-1951年被選為北京市人大代表、中華全國青年聯合會的常委及副秘書長、中國科學工作者聯合會常委兼組織部副部長、中國民主同盟中央常委。在新中國成立後百廢待興的年代，有多少事需要他全心全意地投入，但是《我國歷史上的科學發明》正是在這個階段成書，顯然，他認為向新中國的青少年介紹祖國古代的科學發明同樣重要。

書寫中國科學技術史話首先需要精通文言文，對此父母可謂得天獨厚。父親的古文造詣來自家傳。我的祖父錢摯是清末的讀書人，靠教書為生，可惜英年早逝，父親靠他的四叔——著名的國學大師錢穆接濟讀完高中。考清華時，一道有關二十四史的考題難倒諸多考生，甚至有人交了白卷，但是父親得到滿分。母親作為清華大學文學院中文系的高材生，曾師從朱自清、陳寅恪、聞一多等教授，有扎實的文言文功底。

寫作還需要大量的資料，這才是真正的難點。那時沒有“百度”“知乎”，沒有“穀歌”，有關科技史的材料散落在古代典籍中，即使找到有益的參考資料，按照父親做學問的習慣，也要儘量找到原文加以印證。當時我國古籍複刻的工作尚未起步，涉及的原本多屬收藏級的珍本。他們通過自己師生、朋友的關係，由母親出面，跑遍北京各院所的圖書館、資料室，或調閱、或摘抄，並為此建立了專用的卡片櫃，父親再對獲得的資料進行評價總結，並撰寫成文。這些工作大都是在晚上12點繁忙的業務工作完成之後才能進行，有的章節甚至是在父親參加抗美援朝慰問團赴東北的火車上通宵撰寫的。父親陸續將《中國古代的科學創造》《中國古代的三大發明》等文章投稿給《中國青年》雜誌，算是階段性成果。從1950年到1953年，父親用了3年時間寫出了6萬餘字的《我國歷史上的科學發明》，這是在他一生所有著作中耗時最長、字數最少的一本。書籍付梓之後，父親還在考察、參觀、旅行途中搜集第一手資料，希望可以不斷完善本書的內容和圖片。從1953年至今，包括北京出版社在內，已經有5家出版社先後出版本書。現在讀者看到的《中國歷史上的科學發明》，是父親與幾代編輯心血的結晶，而這本爸爸寫給我的書，已經激勵著三代年輕人踏上了建設祖國的征程。

光陰似箭、日月如梭。悠悠歲月中我慢慢體會到父親當年在百忙之中堅持寫這本書的良苦用心：它不僅是一本科普書，更是一本愛國主義的教材。

細心的讀者會發現，《中國歷史上的科學發明》不單純是一部中國科技發展史，還是一部中外科技發展的比較史。在每個章節、每個重大的科學發明中，父親都盡可能地找出西方或其他文明古國達到同樣水準的時間，還對很多技術給出了從東向西傳播的路線圖。他是用事實告訴讀者，在人類幾千年的科技發展史中，我們中國人曾經做得更早、更好，曾位居領跑者的行列。愛國不僅是愛我們秀美的山川土地，愛我們勤勞勇敢的人民，愛我們蒸蒸日上的時代，更重要的是傳承我們的文化與傳統、瞭解我們成長的歷程，為我們的成就而自豪，為我們的挫折而警醒。人類歷史不僅是朝代的更迭、政治經濟體制的轉換，還包括文化的發展、科技的進步。父親就是希望通過這本小書，默默地用愛國之情浸潤讀者的心靈，增強青年讀者的民族自豪感與文化自信心，讓我們能在風雲變幻的征途上臨危不懼、榮辱不驚，為建設祖國奮勇前進。

1972年父親隨中國科學家代表團訪問美國，在一次記者招待會上，一個刁鑽的記者挑釁地發問：“1949年以來，中國有什麼科學發明，可以算作是對人類的貢獻呢？”父親毫不猶疑的答道：“新中國成立以來，中國人民在重建家園中，認識到任何一個國家、任何一個民族，不論曾經多麼落後、多麼貧窮，只要國家獨立，民族團結，萬眾一心，努力建設，就一定能自力更生建設自己的工業、農業，逐步趕上世界上最富有的發達國家，這就是中國人民最重要的科學發明和對人類的貢獻！”當時全場掌聲雷動，很多華僑、華人老淚縱橫。

謹以這段發言作為本書最精煉的寄語。如果年輕的讀者還能從本書得到樂趣，受到教益，那麼就是對一位老科學家最熱情的點讚，最深情的紀念。

2020年7月2日

目　錄

001 / 原版緒言

004 / 修訂版緒言

001 / 一、農業科學

013 / 二、水利工程

037 / 三、數　學

050 / 四、天文和曆法

072 / 五、指南針和指南車

080 / 六、造紙和印刷術

098 / 七、火　藥

112 / 八、機　械

146 / 九、建　築

175 / 原版後記

178 / 修訂版後記

原版緒言

我們偉大的祖國，有著悠久的歷史和豐富的文化遺產。幾千年來，我們的祖先在自己開闢的廣大土地上，不斷地勞動著、創造著、和自然搏鬥著，獲得了無數寶貴的經驗，留下了不少光輝的科學發明；這是辛勤勞動的果實，也是千千萬萬勞動人民智能的結晶。這些果實，不但豐富了我們生活的內容，推動了我們生產的發展，也為今天全人類的文明和生產事業，提供了便利的條件，奠定了一部分必要的基礎。

舉一些例子來說，比如我國有四大發明：指南針、造紙、印刷術和火藥。指南針在航海上的應用，基本上克服了遠航重洋的困難；造紙、印刷——尤其是活字版等技術的發明，促進了文化的廣泛傳佈；火藥的發明，直接便利了煤礦的採掘，間接推動了近代工業的發展。再如，我國在蠶絲、紡織、造船、農業、醫藥……各方面都有特殊的貢獻，這些貢獻，後來都廣泛地流傳到全世界。

我們祖先的這些偉大的創造，都是為了解決生活和生產上的實際需要，一點一滴，經過長期的努力，累積極其豐富的經驗而完成的。許多科學創造，如農業、蠶桑和水利工程，在各種不同的地區，還結合著當地的實際情況，有了多方面的發展。

然而，過去歷代反動統治者對科學和科學工作者，是一貫歧視的。比如，今天在我們祖國的土地上，還保存著許多偉大的建築和雕刻，過去的統治階級一直把製作這些優秀藝術品的設計者、創造者，叫作卑賤的“匠人”，甚至連他們的姓名也給埋沒掉。這些統治者們只顧殘酷地壓迫和剝削人民，儘量享受人民勞動的成果，卻從來不尊重人民的創造。就是那些熱愛科學的知識份子，也是傳統地為“士大夫”們所不齒，他們在科學上的成就，也一直被“士大夫”們看作是“雕蟲小技”，被譏笑為“不務正業”，不走“正道”。因而，許多科學創造，不能得到應有的發展，有的受到阻撓，從而停滯不進，有的竟至失傳。本來科學技術的發展是和生產的發展分不開的。當西洋各國經歷了產業革命，脫離封建的束縛，進入資本主義的近代生產規模的時候，科學技術受到生產的刺激，有了很大的發展。可是，當時我國依然處在黑暗愚昧的封建統治之下。後來，受到資本主義國家的侵略，我國又陷入半封建半殖民地的地位。在這樣的歷史情況之下，不但科學創造依然遭受到阻撓和歧視，而且由於崇拜“西方文明”那種奴才心理的作祟，連我們祖先的一些偉大創造，也遭到極不應該的鄙棄。帝國主義和它的走狗們，更是有意識地狂妄地歪曲和譭謗我們中國人民的這些創造，企圖借此抹煞中國在世界歷史上的地位。

今天，由於我國人民革命的偉大勝利，我們打倒了封建主義和帝國主義兩大敵人，完全改變了我國的歷史情況。我們在光輝的毛澤東的旗幟下，正在掀起轟轟烈烈的建設高潮。由於生產力已經得到解放，科學技術一定會有飛躍的發展。我們應該學習祖先們刻苦耐勞的實踐精神，珍視他們在科學方面的一切創造，並把這些創造發揚起來。同時，我們還應該學習蘇聯先進的經驗，滿懷信心地、沉著地前進。相信將來我們自己一定會有更多的科學創造，貢獻給全世界，來豐富人類的生活，來為人類謀取更大的幸福。