文化简史——先秦科技



考古学和远古历史

我们可以沿着两条线索来认识中华民族的远古历史。一条是考古学的线索，另一条是神话传说的线索。由于中国的历史悠久而相对连续完整，它的内容就显得比其他民族的历史更为丰富。无疑，考古学和神话传说的两条线索对于认识真实的中国远古历史来说具有相互补充的意义。

对中国土地上远古人类的现代考古学研究是从科学家裴文中（1904～1982）等考古学家们于1929年在北京周口店发现第一个北京猿人头盖骨开始的，这种研究尽管是实证的，但却是片断的，其结论经常被新的发现所补充、改写甚至推翻。神话传说尽管包含了想像的成分，却是产生于远古时代生活长河中的一朵不息的浪花，因而对中国远古历史也是不可回避的一部分。

考古学发现中国土地上的远古人类有：元谋人、蓝田人、北京人，以及马坝人、长阳人、丁村人、柳江人、资阳人、山顶洞人、河套人、峙峪人……除了各种石器、骨器和木器等原始工具外，已发现的远古人类所掌握的一项最重要的技术是用火——这在170万年前的元谋人那里似乎就已经开始了。到了数万年前的河套人那里，这些体质上已具有现代人特征的人已经掌握了人工取火的方法。

接着是母系氏族繁荣时期的仰韶文化、马家窑文化和由母系氏族过渡到父系氏族时期的青莲岗文化、屈家岭文化、大汶口文化、龙山文化、良渚文化和齐家文化。这些文化的时间跨度约有2000年（前4000～前2000左右）。在这一段时间里，古人慢慢掌握了制陶技术，并开始用赤铁矿和氧化锰在陶器上绘制各种美丽的彩色花纹、图案，以及朴素优美的图画。陕西半坡村出土的6000多年前的彩色陶瓶表明，属于仰韶文化的半坡人已经有了固定的住所，所谓“上古穴居而野处，后世圣人，易之以宫室，以待风雨”（《易传·系辞下》）。在物理学知识方面，半坡人已经了解到容器在盛水之后重心会发生变化。

原始纺织技术也是这个时期出现的，它从最初的手工编网编席发展而来，母系家族中的妇女们是最初的发明者。有了纺织技术，人们夏天可以穿着用葛藤、麻类植物的纤维编织成的麻衣和草鞋，冬天则穿着由动物毛皮缝成的皮衣和革履。原始的养蚕制丝技术也在这个时期出现。有了这些衣物，人们才可以“衣冠楚楚”。另外，这个时期的人们从结绳和刻契记事开始，过渡到了发明一些符号来记录或表示他们生活中的大事和思想。从这里，中华古老文明中的珍珠：古代世界最精美的陶瓷、最华贵柔美的丝绸锦缎、独一无二的成熟的象形方块字等等，便开始煜煜闪烁了。

从历史学的角度，我们对于神话中开天辟地的盘古、炼石补天的女娲不能多说什么，但是从父系氏族社会开始，传说中的历史便开始和以上考古学发现的历史迭接在一起。神话传说可能是对真实的人和事迹的理想化传颂。追随着神话的踪迹，我们就会进入真实的有文字记载的历史之中。

韩非子（约前280～前233）告诉我们的最早传说中的人物是构木为巢的圣人有巢氏，接着是钻燧取火的圣人燧人氏。这两个人物身上的想象成分太多了。

在接近真实历史的门坎上，我们最早遇到的是中国西部地区古代部落的宗神——神农氏炎帝。相传他出生在渭河的支流姜水，曾“斫木为耜，揉木为耒，耒耨之利，以教天下”（《易传·系辞下》），且“身自耕，妻亲织”（《淮南子·齐俗训》），并“尝百草水土甘苦”（《越绝书》）。可见这些西部人民最早开始农耕生活，他们在农耕技术方面要先人一步，可能最先发明原始的木犁、木铲、木锄，制陶技术也最发达，在以草为药方面也最有经验。据说炎帝的后裔发展成为四支部落，其中一支是后来到湖北一带烧山造田的烈山氏。另一支是曾治过水、并同东夷蚩尤在太行山之东打过一场战争的共工氏，后来协助武王伐纣而受封于齐的姜太公吕尚便是共工部落的后裔。在吕尚这位可信的历史人物身上便可找到神话传说同有据可考的历史的结合点（不过，关于武王伐纣的小说《封神演义》中的英雄们仍然保持了半神半人的形象，可见后人对这段遥远朦胧的历史依然要靠想像来补充）。当时西方的部落群曾将火和水作为氏族的神圣之物，炎帝在字面上有火的形象，说明这些人对掌握用火技术印象深刻，他们最初的农耕大概是从刀耕火种开始的，而水对干旱西部的农业命运攸关。显然，对于这样一个开始主要依靠农业和土地来生活的部落来说，在后来掌握了冶金技术之后，产生关于“金木水火土”的五行学说就是自然而然的了。

传说中中国淮河流域氏族部落的始祖是太，他是东部古代部落群的始祖。这些东方部落群包括在山东半岛上活动的少部落和有名的蚩尤部落，其后还有皋陶、伯益、高阳氏颛顼、高辛氏帝喾等。接近大海和丰沛的河流下游可能使他们对舟船和鱼网的发明和应用最为重视，所谓“刳木为舟，剡木为楫，舟楫之利，以济不通之远，以利天下”（《易传·系辞下》）。平原上的生活也使他们较早地发明车并驯养牛马拉车，所谓“服牛乘马，引重致远，以利天下”（《易传·系辞下》）。蚩尤以五金作兵的传说说明这些人可能最早从制陶中发现了冶铜的技术，并开始尝试性地应用。据说这些东方部落群中曾出现了当过整个华夏人集团首领的舜，商朝和春秋时的楚国也是以这支部落群的后裔为主干建立的。东方古代部落群当时采用的氏族标志有龙和玄鸟凤凰（《诗经》：天命玄鸟，降而生商。一说玄鸟为燕子），它们后来都成了中华民族最重要的图腾。其中龙被赋予最显明的政治意义，被视为皇帝的象征，它的形象也被作为一些建筑的装饰，而且还是民间庆祝春节时游戏的道具。凤凰则是百鸟之王——最尊贵的飞禽。春天飞来的燕子同样是一种吉祥的候鸟，为从事农耕的中国人所喜爱。传说中商人始祖由玄鸟卵生，曲折地反映了古代先民对远古时代子女按母系计算的事实的朦胧记忆。

在中国北部生活的古代部落群传说中的始祖是黄帝轩辕氏。这是一个由狩猎转向游牧生活的强悍的部落群，所以在对马的驯养和弓箭的制造方面高人一筹。传说弓箭是由黄帝的大臣挥发明的，所谓“弦木为弧，剡木为矢，弧矢之利，以威天下”（《易传·系辞下》）。这个部落群的氏族标志是威猛的虎豹罴貅，后来著名的华夏首领尧和大禹便是这一部落群的后裔。此外，一直在中国北方生活的戎人、狄人以及匈奴人，同黄帝部落群有着最亲近的同源关系。

农业的发展和技术的改善，导致人口增加，生产规模扩大，狩猎范围扩张，开发新的地域成为需要。这三大部落群在空间发展方面不期而遇了。历史上最初的华夏人在很大程度上就是由这三大部落群和散居在他们周围和中间的所谓苗人和蛮人融合而成的。在这个融合过程中，除了自然交往、联姻和妥协，战争常常是不可避免的。其中规模最大的战争有共工部落和蚩尤部落之间的涿鹿（太行山东侧）之战；共工部落失败后与北方游牧的黄帝部落结盟，擒杀蚩尤的冀州之战；黄帝和炎帝两大部落群为争夺盟主而发生的阪泉之战。最终，游牧的黄帝部落群战胜了农耕的炎帝部落群而成为华夏人的盟主。

黄帝部落群在成为盟主后又经过“五十二战而天下咸服”（《国语·鲁语上》），大概于公元前2550年左右，创造了一个北方、西方和东方三大部落群融合的局面。

黄帝时代的发明和炎黄文化

黄帝部落群的征服以部落联盟代替了原有的部落群。这个最强大的部落群的氏族首领在开始一直担任着联盟的盟主。由于征服后的和平，各部落人民相互交往的区域扩大了，新的发展机会增加了，协作劳动有了更大的规模，从而促成了一次东、北、西三方技术的交流和进步。

黄帝时代的先民在技术方面取得的进步给人以深刻的印象，传说中的黄帝时代是一个远古科技繁荣的时代。西方先进的农耕技术影响了北方和东方；养蚕、用丝织衣和制陶技术由西方推广到了原来游牧的北方黄帝部落中，传说中黄帝的妻子嫘祖是一个养蚕制丝的能手；东方的轻舟和平原地区的车由于引重致远而得到了改进（共鼓、货狄作船）；牛和马用来拉车（胲驾牛），北方人则开始学习乘马；石器工具得到了改进；弓矢和石斧石矛装备了战士；原始文字开始统一（仓颉造字，《易传·系辞下》中则记有：“上古结绳而治，后世圣人，易之以书契，百官以治，万民以查”）；首领身边的大臣还开始着手制定历法（羲和占日，常仪占月，臾区占星气，容成造历法）；数学知识有了进步（隶首作算术）。

一些文献还认为黄帝时代中国的先民完成了一项古代世界的伟大发明——黄钟。战国时吕不韦（?～前235）的门客所编写的《吕氏春秋》把这一发明归于伶伦，有的文献则提到伶伦和另一个发明者荣将共作音律。根据《汉书·律历志》的记载，黄钟是一个用竹管做成的律管。它的长度为9寸，截面积为9平方分，容积为81立方分，用它吹奏出来的声音为音乐中的基音。在制作新乐器时要通过振动频率的共鸣来确定新乐器的基调，这便是所谓“同声相应”的效果。另外，规定黄钟律管的体积为1龠，2龠为1合，10龠为1升，10升为1石。这样，容量单位便确定了。黄钟律管中盛入黍，可容1200粒，重为12铢，它的两倍24铢为1两，16两为1斤。这样，重量单位就确定了。由于一年为12个月，所以，黄钟的基本参数同天文数字也有关系。《国语·周语》是这样记述的：“……是故先王制钟也，大不出钧，重不过石，律、度、量、衡于是乎生。”

根据著名中国科技史家李约瑟（1900～1995）以及其他一些学者的意见，黄钟的发明把中国古代的音乐、天文、长度、面积、体积、重量等单位初步统一于一体，这是世界上最早的伟大创举。这一发明和规定对中国几千年中的计量、数学、天文、器乐乃至许多科学技术学科的发展都产生了深刻的影响。黄钟制最初采用的九和十二成了中国文化中相当重要的数字。从计量学的角度看，它构成了中国科学技术的重要基础。此举开创了以自然界不变常数（在这里是固定律管的振动频率）为基准确定单位制的先例。

如果黄帝时代的伶伦和荣将发明黄钟只是传说基础上的史家之言，中国民间大量的度量习惯更能说明中国古代度量衡的标准多取于自然。例如“布指知寸，布肘知寻”，“一举足为跬，两举足为步”，“一手之盛谓之溢，两手谓之掬”，“蚕吐丝为一忽，十忽为丝”等。关于黄钟的说法同这种民间普遍的度量方法是相符合的。

这里特别需要指出的是，黄帝后来被尊为“人文初祖”，和炎帝二人被并称为“炎黄”。尽管我们今天从考古学和实证历史学的角度还不能把黄帝和炎帝看做真实和具体的历史人物，但他们所代表的远古文化却已被视为中华文化最主要的古代源头。在这个意义上，中华文化中对炎黄的尊崇，不但是一种在悠远的历史中追宗念祖的情怀，而且也反映了这一文化的一些基本精神，它们由传说中炎帝和黄帝的一些典型事迹所代表。我们一方面可以说黄帝和炎帝这样的传说人物用他们的事业和事迹塑造了中华文化的最初形象；反过来也可以说，中华古代先民用他们的事业和对生活的理解塑造了炎帝和黄帝这样的人格典范，用他们的具体形象来体现一种古华夏的文化精神。透过上述传说中的事迹可以看出，炎帝和黄帝作为中华远古文化精神的代表，在才能方面是富于智慧、善于创造的，这种智慧和创造性尤其体现在科技方面；在品德方面是勤劳和勇敢的，并且乐于用他们自己的智慧和才干为民造福；在行为方面能够为民表率；在业绩方面则能够统一天下，建立规范，为社会的发展开创新的局面。事实上，这种人格典范便是中国文化中的“圣人”和“贤者”。从这个基础上出发，后来人们又把在伦理道德方面成一家之言和影响深远的孔子称为“圣人”，还把“内圣外王”作为政治家最崇高和最完美的人生境界，把有德的君王称为“圣王”，把品德高尚而又才能非凡的人物称为“贤者”，这就为中华文明的发展塑造了一种模范。这种崇尚智慧和创造性、赞赏能人智士、褒扬高尚品格和道德的文化精神，在很大程度上也是一种理想精神，是中华民族生生不息的精神动力和文化活力。这种精神也使中国古人创造出了古代世界层出不穷的科技成果，形成了内容独特的中华文化。

铜器和甲骨文明

夏王朝延续了400多年之后，黄河下游的一个夏的属国商强大起来了。这个地区的先民在冶铜和应用牛马拉车方面处于先进地位，技术发达。他们的奴隶制国家在强大的夏王朝势力圈的边缘上顽强地崛起。据《竹书纪年》记载，夏朝最后一个王桀在位15年时天上星陨如雨，还发生了一次地震，15年后又一次地震。公元前1600年左右，商的国王汤在夏社会内部危机重重和属国离心之际发难，在河南封丘东部鸣条战役中，汤的精锐的战车队击溃了夏军，从而建立了商朝。这是重新积聚起力量的东部对中原的胜利。

商朝这个奴隶制帝国，留下了大量遗迹和文献，它的统治长达600多年，治区是以黄河中下游为中心的广大区域，并在周围有许多属国。商在前期由于氏族残留下来的“兄终弟及”的继承制度产生过内乱，也遇到过无数自然灾害的威胁，都城曾屡次迁徙，最后在盘庚为王的公元前1300年左右迁至河南安阳的殷，逐步稳定下来。

商代时期中国古代铜器时代的文明达到了高峰。它的标志是：青铜武器戈、矛、刀、斧、箭镞、盔……盛酒的尊、、彝；喝酒的爵、觥（有的用兽角做成）；以及祭祀用的鼎。其中有湖南宁乡出土的一座人面纹鼎；1939年在河南安阳出土的司母戊鼎，它是商王为祭祀其后母——戊而铸造的，高1.33米，重875千克，为现存最大的商代出土铜器（藏中国历史博物馆）。另外，商代人已有了铜镜，出土器物中包括一把用陨铁做的铁刃铜钺。大量的农业和手工业工具及涂青釉的原始瓷器也出现了。牛耕在商代已发明，铁的最初开发利用在商后期也已开始。商代还在织布方面发明了提花机。这一高超技术在汉代向西传播，影响了中亚和西方的纺织技术。当时的商贾赶着牛车，载着陶器、丝麻织品、铜工具等到远方去做买卖：“肇牵牛车，远服贾用”（《尚书·酒诰》）。

商代在文化和科学方面有了很大的进步，这在很大程度上要归功于商王集中起来的一批专门人才，他们被称为卜师和贞人，在最初的国家学校里从事对王族和贵族子弟的教育，同时从事研究和学术活动，也参与政治和宗教活动。目前发现商代甲（龟甲）骨（牛或兽骨）和铜器上铭文中的文字已达到3500个左右。商人饲养着成群的各类家畜，在农耕之余还从事渔猎，卜辞中记载一次放火焚山，得到犀牛71头，野猪15只，獐25只。大量的牛骨、龟甲和兽骨满足了甲骨文的写作。这些甲骨文从形象上来看处于古老的图画文字和刻契向规范化的汉字过渡的阶段，从数量上看，已奠定了汉字的基础。有了这套甲骨文字，商王朝开始书写国家典籍和历史文献，并用毛笔记录一些次要的事件。用毛笔书写在甲骨上的文字不易保存，但写起来却容易得多。商代的天文学家们已开始系统地观测、记录天文现象和气象，他们最先在世界上记录了一颗超新星。从此开始，到1700年为止，历代所记录的新星和超新星达到了90颗。商代的历法已发展成为一种初步完备的阴阳合历（殷历），采用了六十干支记日法，用甲骨文表达的十进制位值记数法已接近成熟。十进制的位值记数法在后世逐步完善，通过与印度和阿拉伯数学的汇流，成了当代人类数学大厦最重要的基础结构。奇数、偶数、倍数的概念在商代也出现了。商代甲骨文中记载的疾病已达16种。砭石被用于治病。土、木、石材料建筑（还没有砖瓦）和音乐艺术都有了相应的发展。尤其是音乐艺术的发展，为西周初期十二律的产生奠定了基础。

当铜器文明达到顶峰的时候，人们对神和祖先亡灵的崇拜也达到了登峰造极的地步。最高的神“帝”主宰着一切，商王代表它进行统治，大量的占卜活动是为了取得帝和祖先的旨意，遗留下来的甲骨文中有着大量的卜辞。显然，强化了的宗教观念是财产和社会地位的守护神，它同财产的世袭继承制度是相一致的。帝和神的受益者自然是商王和奴隶主贵族，但大批弱小病老的战俘和部分奴隶却常常充当了敬帝祭神时的无辜牺牲品和殉葬者。商的祭祀包括战前祈求帝和祖先的护佑、战胜后的献礼、节日祭祀、水涝旱灾时对神的祭祀以及商王和奴隶主死后的祭礼。殉葬则有生殉和杀殉。祭祀和殉葬的人数从几人到几百人不等。后人在欣赏湖南宁乡出土的商代大铜鼎上凝重而庄严可怖的人面像和大量出土铜器上的铭纹、兽图和甲骨文字时，或许也会想到同这些古代文明联系在一起的古代奴隶们的命运。

革命、天命和天文学

商朝后期，贵族之间离心，奴隶主贵族和奴隶、平民之间“相为敌仇”（《尚书·微子》），西北方一个新兴的强盛属国周以“戎车三百乘、虎贲三千人、甲士四万五千人”伐商。在牧野（河南商都朝歌附近）战役中，商军中一部分奴隶和南方战俘临时编成的军队倒戈，商王纣在绝望中自焚而死。西周王朝约在公元前1046年建立。

周原来是黄帝后裔中姓姬的一支人所建立的商朝属国。姬姓部落曾同炎帝后裔的姜姓世代通婚，真可谓属于炎黄子孙。周人的胜利使中国西北方的力量成为中原的主宰。

周人剪灭了商贵族的势力，也征服了那些原先臣服商的小国。从武王开始到周公和成王时代，周朝进行了一次巨大的政治经济改革：把征服的土地和奴隶连同征服地区的人民分封给了周的王公贵族、亲戚和亲臣，建立了以众多的王公亲臣为世袭首脑的诸侯国。从商贵族手中剥夺的土地被划为井田，由农奴耕种，由封地所在的诸侯代周王管理，周王在分封时谨慎地保留了收回诸侯权力和封地的大权。夏和商的属国是异姓的贵族建立的。周的封国则是王族、王族的亲戚和亲臣受封建立的，它们之间的政治关系要密切得多。众多的（共70多个）诸侯国起着藩屏周王朝的作用。在周的土地上，“天有十日，人有十等”（《左传·昭公七年》），存在着以亲疏贵贱关系为序的各类贵族、平民、为周王耕种的农奴以及完全没有社会地位的奴隶。

周人推翻了以“帝”为最高主宰的统治中原达600多年的商王朝，除了强大的武力之外还必须有伟大的思想力量，因为这是翻天覆“帝”的事业。商人崇拜的至高无上的神是帝，周人则提出了一个新的主宰——天。在统军伐商的周武王看来，“惟天惠民，惟辟奉天”，“商罪贯盈，天命诛之”，而且“天矜于民，民之所欲，天必从之”（《尚书·泰誓》），统治者明德慎罚，便能顺天意而治天下；统治者失道，天意则会另有所属。周王朝初期大刀阔斧的政治经济革命是以殷商灭亡为鉴而顺应天意的行为，其目的是为了大治天下。周王被称为天子，受天命而制天下。

这是一个了不起的思想革命。尽管抽象的天依然是人的主宰，但周人已有了“天命靡常”（《诗经·文王》）和“天不可信”的大胆想法，使人可以从天命可变的角度去理解社会的变革和自然界的变化。由于人的行为体现天意，便在天的名义下鼓励了人而冷落了神。武王革命中所包含的这种对天命的新理解，不但是当时政治经济改革的思想支柱，而且也导致了周代乃至整个春秋战国时代逐渐对人的重视，成为人们从商代时期盛行的迷信习俗中解放出来的思想酵母。周初留下的古老文献《周易》中的占卜文字和商代甲骨文上的卜辞相比，已有明显的人的因素渗透到神的旨意中，过去多用神的旨意解释的现象，在周代则开始用人的行为来解释了。

根据《周易》贲卦的彖辞，当时的圣贤“观乎天文，以察时变；观乎人文，以化成天下”。在这里，天文与人文、天命与人事的内容和它们之间的关系已成了华夏文化中的一个重要部分。在整个中国古代历史中，周代产生的这种天命思想的影响极为深远。例如，朝代的更替被视为天数的安排或天意的改变，改变历史面貌的壮举被称颂为扭转乾坤或转日回天。任何一个王朝建立时，都宣称是受天命而治天下；任何一个王朝衰落临亡时，天命的思想则成为下层人民揭竿而起和乱世英雄取天下而代天子的思想武器。在中国古代人民生活的其他方面，我们同样可以看到这种思想的影响。例如，父子兄弟关系被称为天伦，人的自然寿命是天年，招灾惹祸是触动天怒，人定胜天则是革命的口号。“苍天保佑”也是古人祈祷时的口头禅。

不过，周人为了不至于让这种革命性的思想反对政治上的贵族统治，又同时提出了德的概念，周初的大政治家和思想家周公还制定了一套等级名分制度——周礼。周人的敬德就是要人们遵循周礼。《礼记·王制》中有“作奇技奇器以疑众者杀”的说法，显然是担心不受社会规范限制的技术进步会引发奢侈，产生不平，助长争斗。周礼作为天命思想在政治上的反面补充而存在，它是春秋时代儒家思想的渊源。通过儒家思想，礼对中国的历史和文化的影响同样是深远的，甚至超过了革天之命的思想。革命和礼教，在很大程度上是中国古代政治生活的一个对立统一的矛盾核心。

天命的思想对中国科学的发展同样产生着极深刻的影响。一方面，它使人从商代那种对“帝”的被动的敬畏和服从状况中解放出来，积极地去观察和了解体现天意的自然现象，从而不自觉地推动自然知识的发展。另一方面，由于主宰万物的天被看成有意旨的神，天的意旨通过各种自然现象表现出来，特异的天象（天文、气象和地震、物候等现象均包括在内）被视为天对人间政治的警告。具有神性的天意只能用人的感觉来观察和体会，但要预测或用人的理智来揭示它的奥秘却是困难的，甚至是危险的，因为泄漏天机是不祥的。因而，中国的古代学者们对自然现象的观测和数据计算达到了极为细致精确的程度，但却没有产生像希腊人那样彻底追求自然法则的热忱。许多学科（尤其是天文学方面）中的观测事实和计算数据常常把人们引到了自然法则的面前，但至高无上、奥秘无穷的天数使不少科学家望而却步。

天命的思想对中国天文学的影响最为直接。为了体会天意，周公在周朝为稳定中原和控制东方而建立的新都—东京（洛）附近的嵩山之阳（大禹的故都，今河南登封告成镇）建立了观星台。一批天文学家集中在这里长期观测天象，并用土圭测日影，用漏水壶计时，武王时的史佚和后来的冯相氏、保章氏都是周的天文官（称太史）。周的天文学家们可能已发明了浑天仪的前身——璇玑玉衡。璇玑是观测仪器的转动部分，玉衡是其固定部分。在天文学家工作的基础上，西周人用十二地支把一日分为十二个时辰，与一年十二个月对应，这也成了中国古代通用的计时方法。在当时，人们对日月食现象已十分注意，并将其与人间政治联系起来。周公建立的第一座观星台所在的地方后来在典籍中被称为“地中”或“土中”，即标准的地点，嵩山则被视为五岳之中。

从周公以后，中国的历代王朝都设立专门的天文机构，在所有古代科学家中，天文学家同王朝的关系最为密切，甚至超过了宫廷御医。他们充当着上天旨意和王朝政治之间的信息传递者。他们平时的主要工作有三项：观测天象，研究和修订历法，测时报时。其中观测天象的目的和结果也都和占星活动联系在一起。在这里，天文学与占星术融于一炉，天数的观念和自然界秩序的观念合为一体。另外，中国古代大城市中作为中心建筑的钟楼和鼓楼也和天文学家的测时记时工作联系在一起。晨钟暮鼓的声音曾伴着中华民族的生活响彻了几千年的历史空间，天所代表的天数和人对自然时序的认识同时体现在报时的钟鼓声中。

西周的社会、科技和历史

西周（前1046～前771）初期分封建国时所进行的政治经济改革深深埋下了巨大社会历史变革的种子。在诸侯的地位和财产可以世袭继承的情况下，血缘关系越来越疏远的诸侯王公便可能在周天子的政治统治机器效率降低时由代理的管理者变成实际的所有者，而且他们越是扩大自己的地盘、土地、奴隶和人民数量、财产和军事力量，就越能够加强自己相对独立的政治和经济地位。周王权力的下放为诸侯让开了发展进取的场地。在这个时代，技术的发展便大大加快了速度。另外，周天子在分封过程中把大部分奴隶变成了耕种井田的农奴，他们有了相对的人身自由，不再是商代那种可以同牲畜一样随意处理的奴隶，劳动积极性有了提高。由于周王和诸侯直接管理的奴隶数量都相对地减少了，周代在祭祀和殉葬方面所用的人数已大大减少。在周王名义管理和诸侯实际管理的社会政治经济格局中，奴隶、农奴、平民、大小贵族的命运之摆都有趋向新的平衡位置的可能性，社会生活中的机会增多了，技术和科学知识的大树也加快了生长。

西周近300年，仍属于青铜时代，但冶铸青铜的作坊面积和规模比商代更大了，铜在铸鼎和铸造日用器皿方面的用量有所减少，这种有限的宝贵资源被更多地用到了武器和手工业工具的制造方面。除了各类武器制造得更加锐利之外，戈矛一体的铜战戟已得到普遍应用。商代只有铜盔，甲则仍用皮革制造；西周除了铜盔之外，还有了铜甲，而皮制的盾则成了战车上战士的重要防护武器。西周的手工业种类繁多，分工更细，一些制作中心已成了相互协作的综合性工场，号称“百工”。例如兵车的制造就由木工、金工、漆工、皮革工几个工种按序分工制成。西周手工业和技术方面的一个杰作是铜阳燧的发明和制造。这是一个凹形铜镜面，置于太阳之下能聚阳光取火。《诗经》中关于农业生活的大量咏叹表明井田上的农业已经显出繁荣景象。中小型灌溉系统建立起来了，人们按照土地的肥瘠程度实行轮作，多稼的大田里长着小麦、大麦、谷、稻、豆、糜、麻，家屋周围的小田里有瓜、瓠、葵、韭，屋墙边和近田的山坡上则有桑、桃、枣、梅、杏等。对于马、牛、猪、羊，这时不但开始了良种的选配，而且还对马和猪进行阉割驯养。在夏商以来手工织机改进和养蚕业发展的基础上，天子和贵胄们能够夏着丝绸，春秋着绮，冬装裘皮。在居室方面，自夏、商以来夯土建高台、在高台上建屋宇的“王者之居”还在墙头和屋顶搁上了瓦。当然，奴隶和生活无起色的平民们依然穿着用葛藤、大麻、苎麻等植物纤维编织而成的麻布衣，住在土屋或草房之中。

尽管在原始社会和夏商时代已经积累了一些自然知识，但只有在对远古的自然崇拜和商代的神灵崇拜发生怀疑之后，人们才能以人的眼光来看待自然。西周初期以来对天命和人的关系的新看法使人们以更积极的态度来看待自然。这时医疗术已和巫术分开，医生成为专门职业。中国历史上影响深远的阴阳学说和五行（金木水火土）说在西周已成为系统化的哲学，开始反映在各种自然知识和社会知识中。按照五行说，木金火水土分别代表东西南北中五个方位，这五个方位又分别以青白红黑黄五色来表示。这构成了中国古代的宇宙颜色论。根据这个古老哲学和当时的天命思想，当时的天文学家兼卜师们写成《易经》一书，把相传为伏羲所造的八卦发展成了一套带有神秘色彩的无所不包的学说。在八卦中，一代表阳，一代表阴，一代表天（乾），一代表地（坤），一代表水（坎），一代表火（离），一代表雷（震），一代表山（艮），一代表风（巽），一代表沼泽（兑）。通过天地水火雷山风泽八种卦象搭配所得的六十四卦象征着各种自然现象和人事现象。这实际上也正是古代人试图通过阴阳和八卦的认知框架来把握复杂的自然现象和生活现象，其中浸透着古人对自然规律的直觉感悟和对生活本质的体味，是自然知识和生活智慧的一种结晶。八卦中包含着二进制数学的神秘起源，可能还开创了中国古代数学家用算筹计算的传统，它也成了民间粗俗的占卜算命活动的渊薮。当时西周的数学家们已经开始用算筹进行简单的四则运算。算筹从此成为算盘发明前中国人的基本运算工具。因为用竹棒计算，故“算”字为“竹”头。此外，大量生物学、物候学和气象学知识也反映在农业和社会生活的文献记载中，其中《诗经》中对草、木、虫、鱼、鸟、兽的分类从现代的观点看来也有合理的地方。古人在这方面的认识顺序也反映在汉字的偏旁部首和结构中。

西周时的国家学校已办得相当出色。“大学在郊，天子曰辟雍，诸侯曰泮宫。”（《礼记·王制》）学校中所设的六门课程是礼（政治）、乐（音乐）、射（射箭）、御（驾驭战车的技术）、书写、算术。在音乐方面，当时人们已经认识了十二律和七声音阶。这十二律是：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤宾、林钟、夷则、南吕、无射、应钟，七声音阶是宫、商、角、徵、羽五声和变徵、变宫。在数学方面，战国时代由后人整理成书的《周髀算经》便是周时宫廷学校的教本。这本书以周公和商高的对话形式写成，它已经对几何学中的勾股定理作了清楚的阐述。这是大量天文计算的结果。《周髀算经》提出了中国最古老的宇宙结构学说——盖天说。根据盖天说，“方属地，圆属天，天圆地方”，“天圆如张盖，地方如棋局”。这是周人对主宰万物的天的结构的直观感觉，在这里，天命论的学说不但没有妨碍反而激励着人们对天的认识。

然而，英明的武王和周公在进行分封建国的革命时没有料到由此会产生两个同这场革命的目的完全相反的社会历史后果，这就是：

第一，在帝被天取代、天又被人怀疑的情况下，周初在征服大势下确立的社会等级名分制度——周礼，慢慢动摇了。随着时间的推移和社会生产的发展，受封诸侯王公的地位在代代世袭过程中越来越巩固，最后导致了政治上、经济上和军事上的分立。没有任何一种内部或外部的力量能把这个分散的诸侯国群体从政治上密切地结合为一体。利益摩擦导致了诸侯国之间、诸侯和周天子之间的冲突和争夺。最初由周天子下放给王公的政治单位在社会生活进步的过程中演化成了一个个独立自主的政治、经济和军事上独立的单元。王朝初建时潜在的政治对立面变成了王朝后期不能控制的现实对立力量。这样，分封建国这块周初的建国砖石便转变成了周末时王朝的墓石。

第二，建立在以奴隶劳动为补充的等级制基础上的周王朝无法保证自己的后代始终能以谨慎的态度和强有力的措施来统治天下，并在变化了的社会条件下采取新的“顺天应人”的变政来维持天子的威权。相反，高高在上的天子后代们在特权地位中逐步丧失了明德慎罚的能力。公元前841年（中国历史上确切纪年开始于这一年），由于周厉王贪财暴虐，专山泽之利而不让平民谋利，再加上灾荒的发生，国人暴动后流放了天子，王朝实行了13年共和政治，在进行了一些改革后略为稳定下来。不久，西周最后的周幽王据传为了博取美丽的褒姒一笑，在没有敌情的时候点燃了报警的烽火台，失信诸侯。公元前771年，西方戎人的一个部落攻杀周幽王于骊山烽火台之下。接着平王即位，京城从陕西关中的丰迁到河南西部的洛邑。这时，周王已基本上失却了对诸侯国王公的政治管理权，而成为一个只有天子之名的小王国的主人。中国历史上全木木面的大变革时代——春秋战国时代（前771～前256）从此拉开了序幕。

铁器时代的技术革命

春秋时代，铁作为一种革命的角色进入了社会生活。从技术上讲，铜冶铸技术已经相当成熟，只需把炉温提高一些就可以炼造出铁，而这只要把木柴换成木炭就可以了。在矿藏方面，铁的分布比铜更为广泛和丰富。用铁器可提高手工业制作和农耕的效率，可用更坚硬锋利的武器更新军队的装备，器利则兵强将勇。

春秋时代（前770～前475）大多数国家都已经有了小中型的冶铁工场，东方的齐国、北方的晋国和中山国、中原的郑国等略为走在前面。楚国可能也不落后。到了战国（前475—前221）中期，冶铁业已在广大地区普遍建立，成为最重要的手工业部门之一。齐国临淄的冶铁遗址面积达40余万平方米，三晋之一的赵国一个遗址出土的铁农具占全部农具的65％，偏远的东北方的燕国一个遗址出土的铁农具甚至占全部农具的85％。战国时石器已退出了历史舞台。齐国的程郑、魏国的孔、赵国的卓等几个姓氏都是当时冶铁致富的大铁商。《管子》中有所谓“万乘之国有万金之贾，千乘之国有千金之贾”的说法。可见铁器时代到来之后财富已不完全积于天子王侯之家了。当然，王侯仍然是社会财富增加的主要受益者，春秋时代最早开始大规模炼铁的齐国最先得到了霸主的地位，继之而起的是在公元前513年最先铸造过铁质刑鼎的晋国，当了第二位霸主。

铁的开发利用促进了手工业的全面繁荣发展。铜铁的冶炼、铸造、锻打的工艺得到了改进。春秋时的铸剑工艺达到了炉火纯青的地步。当时越国的铸剑大师欧冶子曾为越王勾践铸了湛卢、巨阙、胜邪、鱼肠、纯钧五把宝剑，又受风胡子之请和吴国的剑匠干将为楚昭王铸了龙渊、泰阿、工布三把宝剑。另外，干将还为吴王铸了名叫干将、莫邪的二把宝剑。中国后世一直把泰阿和干将作为宝剑的代称。春秋以前的铸造工艺都用泥范（模），战国时已有了用白口铁做成的铁范。新的铁工具锯、凿、斧和犁锄等农具制造出来了，车辆和其他木加工及戈矛刀戟剑和弓箭等兵器的工艺更为精良。铜的生产和加工在春秋战国时依然很重要，它除了铸造传统的工具、器皿和武器外，还被用来铸钱币。这是商业繁荣的结果。玉的开采加工也有了发展，春秋时楚人卞和所得的和氏璧便是一块传世的宝玉。到战国末时，中国古代的手工织具已发展成为手工织机，麻布和丝绸的织作效率一直在提高。布的染色、皮毛加工、城市和宫室的规划设计等方面的工艺都有了重大的改进。手工业内部的分工不但相当专业化，而且一国内的技术工艺基本上已趋向规范化，并引入了新的科学原理。《考工记》在叙述以上各类技术的设计制作工艺的同时运用了大量初等数学和力学知识，对马车前进时马停下之后车的惯性前行都有记述。其中《考工记·弓人》中关于弹性弓弦“量其力，有三均”的分析，可能是指加物一石张一尺，二石张二尺，三石张三尺，这实际上是发现了弹性定律。另外，在《考工记》所述的鼓、锣、钟的制作方面，还有许多声学方面的知识。由于西周初期就形成了对十二律的认识，春秋时的乐律学家们已经开始用“三分损益法”来确定律管的长度和音律高低之间的比例关系。《管子》和《吕氏春秋》中都记述了这个方法。1978年在湖北隋县出土的公元前433年的曾侯乙墓中，一个完整的铜铸编钟群构成了一个十二个半音组成的敲击乐系统。这是当时人们音律知识和乐器制造技术的一个直接物证。在同一个墓中出土的盛酒器皿——盘尊，可能是世界上最华美的铜铸件之一。

春秋战国时期手工业技术的发展奠定了古代手工业技术传统的基础，成为后来一系列伟大发明的源头。中国古代各行的手工工匠一直把春秋战国之际鲁国的名匠公输般（鲁般或鲁班）奉为祖师。史载鲁班曾造过木人和能飞升的木鸢，改进了锯的齿形，创造了刨和钻，他南行时为楚惠王造了攻城的云梯和舟战用的钩拒。当时鲁国的大科学家墨翟（墨子）也到楚国去，造了防守用的战具，劝阻楚王和鲁班放弃对宋国的进攻。和鲁班一样，墨翟也造过一个能飞的木鸢，但他却竭力反对把技术应用到战争方面。这个时代的各种名匠可以车载斗量，鲁班和墨翟都是其中技艺超群的大师。

铜斧、木犁、石刀已趋于过时，奴隶的双手和旧的耕作方法已不能满足天子管不到的诸侯王公们尽快富强起来的需要。铁犁被铸造出来充当大量新垦荒地野田的开拓者。这时，过去主要用于食肉、祭祀或拉车之用的牛的作用也发生了变化。尽管商周时代已有人用牛耕地了，但大量奴隶的存在使贵族有比牛更容易驾驭的劳动力。春秋战国时贵族们让牛来拉犁，让奴隶们来扶犁，这样就可以耕种更多的土地了。所以，牛开始成为奴隶的替身和农人的大伙计——农业中最繁重的劳动的承担者。牛从肉食品和牺牲品变成了吃大苦的生产伙伴，并且由于它拖动了铁犁而促进了农业奴隶的解放，从此牛在中国农民心中开始获得崇高的地位。从技术史的角度看，耕牛取代农业奴隶是一次农耕技术革命（下一次农耕技术革命直到20世纪70年代才发生，这就是中国农村开始用拖拉机来代替牛耕地了）。

铁犁和牛不但扩大了耕作面积，还将耕地的深度加深。精细的整地，复种轮作，锄草施肥，合理密植，在不同的土质上种不同的作物，掌握气候和把握灌溉时机——这一切从春秋战国时便成为中国农业耕作的主要方式。中国古代的自然经济以农业为最主要的生产部门。战国时期秦国宰相吕不韦的门客们编写的百科全书《吕氏春秋》中“上农”、“任地”、“辩土”、“审时”四篇，反映了中国古代农业的这一传统，它是以后农书的参照本。战国时发达的农业产生了大量的农书，其中有后来散缺不全的《神农》20篇、《野老》17篇。

要发展农业，把大片蛮荒的原野变成旱涝保收的沃田，兴修大型水利工程自然被提到议事日程上来了。春秋时楚的令尹孙叔敖（前596年为官）负责在安徽寿县修了芍陂工程，至今犹存。战国初期，魏国邺县令西门豹在任时修的漳水十二渠也是十分有名的大型水利工程。秦国人李冰（前256～前251年为蜀郡守）负责在四川灌县修了最有名的都江堰，今天依然在起作用。战国末年处于强秦压境形势下的韩国派水工郑国于公元前237年做间谍赴秦，说秦王动用秦国民力兴修水利工程，以消耗秦的国力，牵制秦国发兵攻韩。郑国到秦后负责在关中修了300余里的郑国渠，沟通了泾洛二河，使关中成为沃野，秦的国力反而更为强大了，并且在公元前230年首先灭了韩。加筑堤防是对大禹王事业的补充，主要是由黄河下游各诸侯国从事的。随着堤防的增高，黄河下游的河床也在步步升高。春秋战国时最著名的运河是东南方吴国修的邗沟，它沟通了淮河和长江（后来隋朝在修凿贯穿中国南北的大运河时，部分地利用了吴国修的邗沟）。魏国修的鸿沟则沟通了淮河和黄河。吴魏两国当初是为了政治和军事上称霸的目的才修凿运河的，因为运兵、运粮和交通对于一个扩张中的强国来说是十分重要的。

技术革命时代的社会革命

技术革命和农业的进步伴随着社会的动荡和变革，而且技术和农业的改革是社会革命的直接杠杆。铁犁和牛耕使天子所属的井田之外大批私田被悄悄开垦出来之后，普天之下不尽是王土了。同时一大批旧贵族的奴隶在周末和春秋初期便开始演变成为户口被隐瞒起来的依附于诸侯王公或贵族的独立经营农业和手工业的农民。进入战国，土地所有权属于天子、大小诸侯和贵族的井田制已成为铁农具和牛耕的障碍，于是，废除井田制的改革开始了，原来以隐蔽形式存在的封建性农民和土地所有者的关系公开合法。春秋战国时代在诸侯国里自发产生的私田上的隐民，正是社会生产力进步的产物，也是一场社会革命最底层的引爆药。春秋时的五霸之一秦国，在修水利方面不遗余力，在废井田和解放隶农方面也最彻底，经历了商鞅（前390～前338）变法，一步一步向东方扩张，成了各国的头号敌人。这场深刻的技术和社会变革通过经济和社会生活过程还引起了大大小小贵族阶层的分化。在诸侯王公和土地贵族对土地、权力和财产的世袭继承过程中，原有的公田、财产和权力要在下一代人中重新分配，这将在下一代贵族中相对地划分出新的等级。而技术的进步、生产的发展以及诸侯之间的战争掠夺所创造的新的财富要在贵族、平民和军人中重新分配，这就有可能使一部分贵族和平民以及立下战功或掌握军权的官员改变自己的地位，成为社会上新的势力。只要技术和生产的进步与对邻国的战争过程不停止，一部分新开土地的所有者、新兴手工业和商业的经营者和大量战利品的获得者就会成为旧政治格局的挑战者。当时这个挑战完全不像秦代以后起义者对皇帝的挑战那样目标集中，这是一个发生于社会各个阶层之间的多层次挑战，其中最明显的是，在东周天子权威受到羽翼丰满的诸侯王公挑战的同时，各国的诸侯王公也受到了势力强大的新贵族的挑战。春秋时的五霸和战国时的七雄是诸侯国问鼎华夏最高政治决策权的例子，而春秋时的田氏代齐、三家分晋则是新贵族取代诸侯王权的典型。

战争是社会变革的一种催化剂。以周礼为基础的政治怎么能够调整在牛拉铁犁翻开新土后各个社会集团、不同社会阶层之间急剧变化的利益关系呢？所以，战争登上了历史舞台。自春秋时代始，雄心勃勃的诸侯王公发动了无数次的战争。他们之间大欺小，强凌弱，干戈不息。这种战争的直接目的是并吞和占有别国的土地和人民，因为这意味着财富。战争一般都由土地较广和人口略众的大国首先发动。但得人得运者，小国亦可顺昌；失人背运者，大国之王亦有身死国灭、宗庙为墟的结果。在得胜的王公高奏凯歌之后，作战时幸运地摆脱死神召唤的一批贵族和平民出身的官兵得到了一些新的土地和财产，而一批批被编入军队的作战英勇的奴隶则依靠对方的鲜血解放为自由人。春秋末年（前493）晋国大将赵简子在前线的誓师词是最好的说明：“克敌者，上大夫受县，下大夫受郡，士田十万，庶人工商遂，人臣隶圉免。”（《左传·哀公二年》）战争的频繁不但生产出了一大批第一流的军事家和军事理论家，而且还由于兵器的改进引起了军队编制和作战方法的一次改变。春秋时代，古老的战车和以战车为中心的甲士被灵活的徒兵野战队伍所补充。战国时期，“楚琴氏以弓矢之势不足以威天下，乃横弓著臂旋机而廓，加之以力”（《事物纪原》），发明了弩（前述后羿发明弩只是一种传说，这里是明确的记载）。还有民间猎户的发明——窝弩，这是预先设置在野兽出没的地方的一种射击机构，当野兽踩上或牵动绳索时，窝弩击发射向目标。在战场上，弩多用于防守。弩虽没有弓轻巧，但比弓强劲，射时水平放置，战国时的弩还装有照门、望山，便于瞄准，大大加强了箭的射程和贯穿力。公元前307年，北方的赵武灵王在同胡族作战时学习北方匈奴人“变服骑射”，从而出现了挟弓佩刀、机动能力强的骑兵队伍。和骑兵配合作战的步兵持铁质的刀矛剑戟进攻，以皮质或藤质的盾牌防护，将军还披带铜甲铜盔甚至铁甲铁盔，战斗力大大增强了。可见，技术的进步在战争方面的第一个结果就是战争规模的扩大和破坏性的增大。

技术、经济关系的变革，政治的变革和战争的进行，引起了战俘和奴隶命运的变化。在战国后期，由于在新的土地上不再采用奴隶劳动，俘虏在战利品中的重要性大大减低了。因为用牛耕的土地上并不需要太多的人，在通过战争夺得有限的土地的情况下，太多的俘虏反而成了累赘。公元前260年秦将白起在长平接受了赵国40万军队的投降之后，把他们除240个老弱者之外全部坑杀（《史记》），这也许是中国历史上数量最大的一次屠杀战俘事件。但是另一方面，在社会技术进步的过程中，奴隶劳动的价值在提高。奴隶劳动制趋于废弛的过程中，中国奴隶制度下残酷的人祭人殉习惯已不再成为必须遵循的惯例，这是在人道行为方面的进步。甚至杀牲、尤其是杀牛祭祀的习惯也由于牛在农耕中的作用而有所缓，牛终于从祭礼的屠刀下解放出来。旧的习俗首先遭到部分有新思想的人的反对。当宋襄公（前650～前637在位）要杀人祭社时，司马子鱼反对说：“祭祀以民为也。民，神之主也。用人，其谁飨之！”齐国陈子车死后，其妻和管家要用人殉，子车的弟子亢反对说，如要人殉，妻和管家是最合适的人选。但在把人作为贵族统治者私有财产的社会里，只要人们还相信死后灵魂的存在，这个习俗绝不会被轻易革除。秦穆公在公元前621年死后仍用了包括国之良人子车氏三兄弟在内的177人殉葬，反对的人只能作《黄鸟》诗悲叹。春秋战国时代是社会革命中觉醒了的尊重人的感情和落后习俗最先发生激烈冲突的时期。

变革时代频繁而复杂的政治斗争和军事斗争滋长了贵族中的养士之风，在许多谋求进取的贵族门下聚集着几十、几百甚至几千的门客，他们中有文才也有武才，成为知己恩主扩展势力的羽翼。为知己舍身的刺客和击剑比武的游侠剑客也成为这个时代的特殊产物。这个时代的最后一个刺客——荆轲，也因为行刺结束了这个时代的秦始皇，而成了中国历史上最有名的刺客。