（11）育种学
造纸术发明之前，因为无法对各种植物和动物的生命性质、特点、生活环境和生活规律以及它们的遗传和变异规律进行记录、计算和推理，所以，中国的育种学无法产生。造纸术发明之后，这些事情都可以作了，于是，中国系统的育种学就产生了。
从造纸术发明后到明朝时期（公元1206—1368年），中国古代育种学记录了很多植物和动物的生命性质、特点、生活环境和生活规律，但没有用数学的方式对它们计算和推理，所以没有发展成为系统的育种学,育种学只有少量的实际应用。
春秋时期（公元前770—前476年），中国就有了杂交育种和杂种优势利用的记载，无性杂交的嫁接技术，也是中国这一时期的首创。
西汉时期（公元前202年—公元8年）的《泛胜之书》是一部重要农学著作，一般认为是中国现存最早的农书，也是中国古代四大农书之一。《泛胜之书》总结了当时黄河流域的农业生产经验，记述了耕作原则和作物栽培技术，对促进中国农业生产的发展，产生了深远影响，此书也由此而闻名于世。《汜胜之书》中记载：“取麦种，候熟可获，择穗大强者”。“顺时种之，则收常倍”。这实际上是一种“存优汰劣”的人工选择育种的穗选法。中国古人在人工选择育种方面，达到了相当高的水平，取得了举世瞩目的成就。
南北朝时期（公元420—589年）的《齐民要术》是中国杰出的农学家贾思勰所著的一部综合性农书，它是中国古代四大农书之一，也是世界农学史上最早的专著之一，该书对中国古代农学的发展产生了重大的影响。
《齐民要术》书名中的“齐民”，指平民百姓，“要术”指谋生方法。《齐民要术》全书10卷，92篇，收录1500年前中国农艺、园艺、造林、蚕桑、畜牧、兽医、配种、酿造、烹饪、储备以及治荒的方法。书中援引古籍近200种，后人可以从此书了解当时的农业运作。繁殖骡子是远缘杂交和利用杂种优势的典型例子，《齐民要术》对此有详细记述：“所生骡者，形容壮大，尔复胜马”。《齐民要术》中还说：“粟、黍、穄、粱、秫，常岁岁别收，选好穗色纯者，劁刈高悬之。至春，治取别种，以拟明年种子”。这说明当时人们不仅十分重视选种，还建立了专门的种子田，把选出来的纯色好种，另外种植在种子田里，避免与其他种子混杂。《齐民要术》还指出，不仅要加强管理种子田，而且在收割时，要先收割种子田里的作物，并单独存放。这种方法是近代混合选择法的先导，比德国育种专家仁博于公元1867年改良麦种所使用的混合选种法要早1300多年。
到了金朝（公元1115—1234年）和元朝时期（公元1206—1368年），中国的嫁接技术发展到不同种植物之间的嫁接，有了身接、根接、皮接、枝接、靥接和搭接6种嫁接方法，可应用于各种果树的嫁接。
元朝（公元1206—1368年）的农业由于战乱的原因，极不景气，但出现了三大农书，即《农桑辑要》、《农书》和《农桑衣食撮要》，这三大农书标志着元朝农牧业方面所取得的成就。其中的《农书》是中国古代四大农书之一。《农桑辑要》由元政府主持编纂，全书分七卷十篇，对元朝及其以前的作物栽培、牲畜饲养做了总结，并保存了大量古代农书资料，对推广农牧业技术，指导农牧业生产有重要作用。《农书》为元朝著名农学家王祯所著，对提高耕作技术有显著作用。《农桑衣食撮要》为元朝畏兀儿族农学家鲁明善所著，此书重在实用，按月记载农事活动，特别还涉及到游牧生产，可补《农桑辑要》及其它古农书之不足。
明朝（公元1368—1644年）的《天工开物》记载了杭嘉湖地区的两种家蚕杂交技术。一种方法是将吐黄丝的雌蚕与吐白丝的雄蚕杂交。另一种方法是将雄性的早种蚕与雌性的晚种蚕杂交。这两种人工杂交育种技术，是中国古代养蚕史上的一个创举，也是世界上家蚕杂交育种的先例。
明朝（公元1368—1644年）的《农政全书》是中国古代四大农书之一。《农政全书》按内容大致上可分为农政措施和农业技术两部分。前者是全书的纲，后者是实现纲领的技术措施。
中国古代的育种学知识是世界上最早的，也是最先进的。中国古代的大量育种学知识后来与造纸术一起传播到了西方，对西方育种学的研究产生了启发性的作用。
（12）制造学
制造学是数学、物理学、化学、天文学、地球科学和生物学等自然科学知识的综合运用。
造纸术发明前，中国系统的数学、物理学、化学、天文学、地球科学、生物学、医学都不能产生，所以，中国系统的制造学也不能产生。
从造纸术发明后到明朝时期（公元1206—1368年），中国只发展出了系统的数学、天文学和中医学，没有发展出系统的物理学、化学、地球科学和育种学，所以，中国的制造学只发展到手工业阶段，没有发展到近代和现代制造业阶段。
①农业工具和机械
春秋时期（公元前770—前476年），随着中国钢铁冶炼技术的出现，中国古人发明了铁犁铧、铁锄、连枷、石磨等农具。春秋时期是中国农具史上的一个非常重要的历史阶段，在这一时期，铁制农具开始出现并不断丰富，种类越来越多，包括耒、耜、铫、铲、锸、锄、艾、镰、犁、磨盘、杵臼等。
战国时期（公元前475—前221年），随着铁器的普及，铁制的农具更加多样，在原有农业工具的种类之上，又出现了针、刀、斧、锯、锥、凿、铚等。
汉朝时期（公元前202—公元220年）的农具铁犁已有犁壁，能起翻土和碎土的作用。这一时期出现了三脚耧，一天能播种一顷地。汉朝时期出现了翻车，它是一种提水机械，又名龙骨水车。翻车的出现大大提高了灌溉效率。
元朝时期（公元1206—1368年）的《农书》为元朝著名农学家王祯所著，书中的“农器图谱”部分绘制了 306 幅各种农具、农业机械图，对提高农业技术有显著作用。
隋朝时期（公元581—618年）和唐朝时期（公元618—907年），中国南方出现了江东犁，它主要用于南方稻田地工的整地作业。这一时期，还出现了曲筒、桔槔、辘轳、滑车、筒车、高转筒轩、立水井等。
宋朝时期（公元960—1279年）的《农器谱》记述了耒耜、耨博、车戽、蓑笠、轾刈、筑篑、杵臼、斗甑、仓庾等十项家具和有关器物。
明朝时期（公元1368—1644年），中国值得一提的农业工具是代耕架的出现和应用，它创始于唐朝时期（公元618—907年），到明朝时期有较大的发展。
中国古代的农业工具和机械制造技术是世界上最早的，也是最先进的。这些技术后来与造纸术一起传播到了西方，对西方的农业工具和机械技术的研究产生了启发性作用。
②纺织工具和机械
春秋战国时期（前770—前221年），缫丝工具从最初的手工缫丝发展为手摇缫丝车和脚踏缫丝车。
西汉时期（前202年—公元8年），河北巨鹿的纺织业已经十分发达，汉朝的《西京杂记》记载，河北巨鹿人陈宝光之妻发明了提花机，有200条经线，由120镊牵动，用脚踏镊以织锦，织出的高级蒲桃锦、散花绫每匹价高达万钱。
织云锦之提花机出现于东汉时期（公元25—220年），又称花楼。它由1924个机件构成，其中“挑花结本”，相当于计算机软件。它用古老的结绳记事的方法，将花纹图案色彩转变成程序语言，之后再上机织造。提花机是中国古代织造技术最高成就之代表。这种远古工艺至今无法用任何机器代替。西方人甚至认为“这是一个被高级人群完美保守的秘密”。在高科技日新月异的今天，这种织机还与数百上千年前一模一样，这充分说明了中国古代纺织技术的高超水平。
三国时期（公元220—280年）著名的机械工程师马钧继西汉时期（公元前202年—公元8年）陈宝光之妻之后再一次对提花织机进行重大改革。马钧改进了当时操作笨重的织绫机，发明一种新的织绫机。他把50蹑改为12蹑，采用束综提花方法。这种新的织绫机显著提高了生产效率，大大加快了中国古代丝织工业的发展速度，为中国家庭手工业织布机奠定了基础。
南北朝时期（公元420—589年），中国制造的水转大纺车，三摧、五摧（锭）手摇纺车都是当时世界上比较先进的人力纺纱机具。
棉纺织最早在云南和海南岛等地兴起，这里的少数民族很早就积累了一套棉纺织加工技术。元朝时期（公元1206—1368年），上海出生的中国古代纺织专家黄道婆把从海南黎族人民那里学到的先进的棉纺织技术传入内地，并改进了擀、弹、纺、织等工具，极大地提高了纺纱效率。此外，她用错纱、配色、综线等技术，织制出有名的乌泥泾被，推动了上海松江一带棉纺织技术和棉纺织业的发展，使松江在当时一度成为中国棉纺织业的中心。由此可以看出，黄道婆在中国棉纺织技术发展史上的地位可谓举足轻重、影响深远。
明朝（公元1368—1644年）和清朝时期（公元1616—1911年），蚕桑丝绸尽管受到了棉花的冲击，但是杭嘉湖一带的蚕桑生产依然比较发达。考古发现证明明清两代在丝绸织造、印染缂绣的纺织工艺和纹样风格上较前代继续创新。从一些文化遗址出土的纺织服饰中可以看出，当时的刺绣和印染技术已经达到了相当高的水平。
在长期的纺织生产实践中，中国古人发明创造了很多棉纺织加工机械，这些机械包括初轧棉工序中使用的脱籽机，将脱籽后的棉花弹松用的椎弓，用来纺纱、拈线的纺专、纺车和脚踏纺车，便于棉纱后加工的绕锭架、经车、经床，以及织造工序的织布机等。
中国古代的纺织工具和机械制造技术是世界上最早的，也是最先进的。这些技术后来与造纸术一起传播到了西方，对西方的纺织工具和机械技术的研究产生了启发性作用。西方第一次工业革命中的纺织机的发明就是抄袭了中国古代的纺织工具和机械技术。
③造船技术
汉朝时期（公元前202—公元220年），中国已有各类舰艇和大量的三四层舱室的楼船，有些舰船已装备了艉舵和高效率的推进工具橹。西汉时期的被中香炉构造精巧，无论球体香炉如何滚动，其中心位置的半球形炉体都能经常保持水平状态。
南北朝时期（公元420年—589年）学者祖冲之所造日行百里的千里船和学者粱侯景军中的160桨快艇，都是人力推进的快速舰艇。
宋朝（公元960—1279年）的战船已普遍采用水密舱壁技术，可以保护船只，免得进水而沉没，这种技术至今仍是船舶设计中重要的结构形式。公元2007年，宋朝沉船“南海一 ”被打捞出来，证明了中国是最早发明水密舱技术的国家。
明朝时期（公元1368—1644年），中国的木帆船已能逆风行驶，并拥有全风向航行的能力。扬州立帆式风轮是将八扇纵帆等距装置在八角形木架上，围绕一个垂直轴旋转，并能自动调节帆面角度。这是中国古代独具特色的木船风帆的进一步发展。长期以来，中国沿海一带多利用它推动翻车，以提取海水晒制食盐。
郑和船队规模宏大，人数众多，组织严密，是公元15世纪世界上规模最大的船队。郑和下西洋的船队有大小船舶200 余艘，官兵27800 余人，其中最大的船长151米，宽60米，舵杆长11米多，有九桅十二帆，吨位达到一万吨，这些船使用钢铁和木材制造，并且使用蒸汽机（中国古代称其为“旱舡”）作为动力。西方同时期的船队的规模一船只有100人左右，最大的船的吨位不超过300吨，远远不能与中国的船相比。
中国古代的造船技术是世界上最早的，也是最先进的。这些技术后来与造纸术一起传播到了西方，对西方的造船技术的研究产生了启发性作用。西方学习了中国古代的造船技术和导航技术后，开始了大航海时代，极大地改变了欧洲和美洲的历史发展进程。
④手工业工具和机械
战国时期（公元前475—前221年）的《考工记》是现存最早的中国手工艺专著，它记述了当时手工业的主要工种，是一部中国古代手工技术规范的总汇集。尤为可贵的是，该书在记述各种手工技术的同时，还分别阐明了它们的科学道理，堪称中国古代科学知识和工艺技术应用的大成。其中记有车轮的制造工艺、皮革的变形与受力的关系等。在叙述制钟技术时，说明了钟壁厚薄、钟口形状、钟甬长短对发声的影响。中国对这些手工业技术的记载比欧洲早了1500年。
战国时期（公元前475—前221年）已经出现了印章、拓印、印染等技术，这三种技术是后来的活字印刷术的基础。
公元1980年出土的秦朝时期（公元前221—前207年）的秦始皇陵铜车马代表了当时铸造技术、金属加工和组装工艺的水平。
东汉时期（公元25—220年）出现了记里鼓车和指南车。记里鼓车有一套减速齿轮系，通过鼓镯的音响分段 知里程。
东汉时期（公元25—220年）已有不同形状和用途的齿轮和齿轮系，有棘轮，也有人字齿轮，特别是在天文仪器方面已有比较精密的齿轮系。
东汉（公元25—220年）天文学家张衡利用漏壶的等时性制成水运浑象，以漏水为动力通过齿轮系使浑象每天等速旋转一周。公元132年，张衡创制了世界上第一台地震仪，即候风地动仪。
汉朝时期（公元前202—公元220年）还出现了大型铜铁铸件和大型机械结构。
三国时期（公元220年—280年）的学者马钧是中国古代最负盛名的机械发明家之一。马钧制造的指南车除用齿轮传动外，还有自动离合装置，在技术上又胜记里鼓车一筹。自动离合装置的发明，说明传动机构齿轮系已发展到相当的程度。马钧发明了一种由低处向高地引水的龙骨水车，提高了提水的速度。他还制作出一种轮转式发石机，能连续发射石块，远至数百步，把木制原动轮装于木偶下面，叫做“水转百戏图”。
南北朝时期（公元420年—589年）的学者信都芳撰写了《器准》一书，它是中国历史上第一部科学仪器图著。
隋朝时期（公元581—618年），在战国时期（公元前475—前221年）的印章、拓印、印染技术的基础上产生了雕版印刷术。
唐朝时期（公元618年—907年）的机械制造已有较高水平。例如，西安出土的唐朝银盒，其内孔与外圆的不同心度很小，子母口配合严紧，刀痕细密，说明当时机械加工精度已达到新的水平。
唐朝（公元618年—907年）学者李皋对车船和欹器进行了改进，起到了承前启后的作用。
宋朝（公元960—1279年）学者苏颂和韩公廉等人制造了一架大型的水运仪象台，即天文钟，它高3丈5尺，宽2丈1尺，代表了当时世界上机械制造的最高水平，被称为现代钟表的祖先。水运仪象台也表明宋朝已经完全掌握了控制等速运动的技术方法。
宋朝时期（公元960—1279年），中国发明了卓筒井。卓筒井是直立粗大的竹筒以吸卤的盐井。卓筒井发明于北宋庆历年间，比西方早了800多年。卓筒井主要依靠三个技术：即圆刃锉、表层套管和扇泥筒。扇泥筒安装有单向阀门，它是世界上最早的单向阀门。有了这三个技术，盐井才能越打越深。卓筒井开创了人类机械钻井的先河，是世界钻井史上的里程碑。卓筒井口径仅有竹筒大小，然而能打井深达数十丈。它被称为“中国古代第五大发明”、“世界石油钻井之父”。世界科技界对卓筒井有一个很形象的比喻：“没有卓筒井，就没有海湾战争”。
宋朝时期（公元960—1279年），中国的成都地区发行了世界上最早的货币—交子。欧洲使用的纸币是公元1661年由瑞典银行发行的，不过那时发行纸币只是权宜之计，并不是作为真正的货币。
宋朝时期（公元960—1279年），在战国时期（前475—前221年）的印章、拓印、印染技术和隋朝时期（公元581—618年）的雕版印刷术的基础上，宋朝平民毕升发明了活字印刷术，后人称毕升为印刷术的始祖。中国的活字印刷术为知识的传播和交流创造了条件。
宋朝时期（公元960—1279年）和元朝时期（公元1206—1368年）出现了制造学的五本巨著，它们是沈括的《梦溪笔谈》、苏颂的《新仪象法要》、曾公亮的《武经总要》、李诫的《营造法式》和赵友钦的《革象新书》。此外，《宋史》中的“天文志·仪象”、“律历志”、“仪卫志·政和大驾”、“舆服志·指南车”、“记里鼓车”等篇章也都是极有价值的机械制造学方面的论述。
元朝（公元1206—1368年）学者薛景石的《梓人遗制》是木工名家总结亲身经验之作，它是中国古代著名的木制机械技术专著。该书详细记述了当时通行的各种机械工具和车辆的制作方法。元朝的滚柱轴承也是当时世界上最先进的机械装置。
明朝（公元1368—1644年）学者宋应星的《天工开物》收录了农业、机械、砖瓦、陶瓷、硫磺、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等方面的制造技术。《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，也被称为是一部百科全书式的著作。
明朝（公元1368—1644年）已有活塞风箱，它是宋朝时期（公元960—1279年）木风扇的进一步发展。风箱靠活塞推动，靠空气压力自动启闭活门，它是一种用金属冶铸的鼓风设备。
明朝（公元1368—1644年）机械制造专家王徵的器械类专著一共有五部，即《新制诸器图说》、《远西奇器图说录最》、《额辣济亚牖造诸器图说》、《诸器图说小稿》和《藏器图说小稿》。他个人的发明有缸吸、鹤饮、水闸、自行磨、自行车、轮壶、代耕、风磨、自转磨、活动地平，生火机，榨油活机、螺丝转梯、折叠藏梯、千步弩、十矢连发弩、神弩、断弦弩、弩弹弓、天球自旋、地堑自收、日晷自移、月规自转、水轮自吸、水漏自升、火船自去、火雷自轰、风轮转动、风车行远、云梯直上、云梯斜飞、气足发矢、气足传声、机浅汲深、机小起沈、自转常磨、自行兵车、活台架炮、活钳擒钟、灵窍生风、沙轮奏乐、通流如海、神威惊敌等等。现代 会仍然广泛使用的自行车等发明中国在明朝时期就已发明，这些发明中的“火船自去”就是西方人发明的蒸汽机的原型。王徵是一名天主教徒，与西方传教士来往密切，西方传教士把王徵的很多机械发明传播到了西方，英国人瓦特发明的蒸汽机其实是抄袭了明朝科学家王徵的成果。
⑤武器制造技术
春秋时期（公元前770—前476年）出现了弩，控制射击的弩机已经可以作成比较灵巧的机械装置。
战国时期（公元前475—前221年）的《考工记》研究了弓的弹力、箭的射速和飞行的稳定性等知识。
秦朝（公元前221—前207年）和汉朝时期（公元前202—公元220年），弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。汉弩有一石至十石等八种规格，这些规格的形成表明机械制造标准在汉朝已初步确立。这一时期出现了记述弓弩制造和弹道问题的著作《望远连弩射器法》。
三国时期（公元220年—280年）的学者马钧改制了诸葛连弩。
宋朝（公元960—1279年）在开封、南京、北京、湖北等设有生产火药和火器的部门，火药火器的生产已达相当规模。
宋朝时期（公元960—1279年），中国已经发明了火柴以及以火药为燃料而喷射推进的火箭，北宋军队已装备有多种早期的火药兵器。在宋朝抵抗北方金国的进攻中，宋朝军队多次使用火药、火器等并取得战争的胜利。公元1126年，在著名的开封保卫战中，宋朝的守军在将领李纲在率领下，使用一种名为“霹雳炮”的爆炸性火药武器，让进攻的金兵吃尽了苦头，死伤惨重。宋朝时期，用火药制成的爆炸性火器无论在陆战中还是在水战中都已经成了克敌制胜的有力武器了。宋朝时期已能制造出单兵手执的喷火兵器—火枪。这是在一般长枪上扎捆一个装火药的筒，一般是纸筒，作战时点燃筒内火药使其喷火以伤害敌方。当火药燃完后，长枪还可用于扎刺格斗。
宋朝时期（公元960—1279年）还出现了管形射击火器的萌芽，它引起了以后兵器制造技术的划时代的变革。
宋朝（公元960—1279年）将领陈规在防守德安时制作了巨竹火枪，这也是一种喷火枪。它以长竹竿制作，用以焚烧敌人的大型攻城器械“天桥”。由于它以竹筒喷射，所以与在冷兵器的长枪上缚附火药筒的做法有显著的不同。
中国历史博物馆现在保存一门铜质火炮，它的制造年代是元朝时期的公元1332年，它是目前发现的全世界最早的火炮。
元朝时期公元1206—1368年），西征的蒙古大军把从宋朝学到的制造火药和火药武器的方法传播到了阿拉伯国家。大约到了公元13世纪末，欧洲人才通过阿拉伯人了解到了中国火药的制作方法。欧洲十字军在东征的过程中，同当年的金军一样，也吃尽了中国人发明的火药武器的苦头，但是也终于学会了火药武器的制造方法，但是，这时距中国人发明火药的时间已经过了800—900年了。
据《元史·达礼麻识理传》记载，元至正二十四年（公元1364年），达礼麻识理为了对抗孛罗帖木儿的军队，在铁旛竿山下布列的队伍中，已是“火铳什伍相联”，可以说明其所装备的金属管形射击火器的数量已很可观。
目前的考古发现中，也出土了一些可以推断为元朝时期（公元1206—1368年）的铜火铳实物，其中较重要的一件出土于西安市东关景龙池巷南口外元代遗址。这件铜火铳由铳管、药室和尾銎三部分组成，全长26.5厘米，药室呈椭圆状，有安装药捻的小圆孔，药室内还遗有一些残留的黑火药。至少在元朝时期，中国的金属管形射击火器还是居于世界前列的。
中国古代以火器为代表的武器制造技术在世界上是最早的，也是最先进的。火器是一种革命性的发明，它大大地改变了人类的战争史和文明史。中国这些火器制造技术后来与造纸术一起传播到了西方，对西方的火器制造技术的研究产生了启发性的作用。
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