明朝科技

明朝科技主要介紹明朝在造船、天文、醫學、數學及農學等方面的成就。

## 發展歷程

### 明中晚

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伴隨著西學的傳入，中晚明的科學技術出現了新的進步。中晚明科學著作眾多，例如李時珍的《本草綱目》、宋應星的《天工開物》、徐光啟的《農政全書》、方以智的《物理小識》、程大位的《算法統宗》、吳有性的《瘟疫論》、徐霞客的《徐霞客遊記》等。

1637年，宋應星在《論氣·氣聲》中對聲音的產生和傳播作出了合乎現代科學的解釋，認為聲音是由於物體振動或急速運動衝擊空氣而產生的，並通過空氣傳播，同水波相類似，與現代理論非常相似。

方以智在《物理小識》中提出：「宙輪於宇，則宇中有宙，宙中有宇。」

民間光學儀器製造家孫雲球在1650年後用兩片透鏡製作了簡易的顯微鏡、放大鏡等幾十種光學儀器，並著《鏡史》，英國劍橋大學教授、著名科學家李約瑟將孫雲球的創造發明及其成就寫進了他的專著中。

明朝宗室朱載堉在世界上第一次正確地提出了十二平均律，並在數學、天文學方面亦多有建樹、貢獻；明初周王朱橚眄把四百餘種植物種於府內，並讓王府畫工將植物繪圖編製成書，名為《救荒本草》。《救荒本草》共記有植物414種，並詳細描述了各種植物的形態、產地、生境、可食用部位和食用方法。中晚明的軍事科技也有所進步，各種新式火器大量湧現。西方的佛郎機火炮、紅衣大炮都迅速的傳入中國並實現製造和使用。還有一些專門的火器論著出現，如茅元儀所著之《武備志》。

明朝末期，隨著耶穌會傳教士的到來，在他們傳播教義的同時，也大量傳入了西方的科學技術。隨著西學傳入，使得中國少數的士大夫開始認識到西方學問之中有其優於中國之處，值得其學習。但這些改變並未造成中國人對於中西學的基本高下看法有所改變。西學中主要受到注意的仍是科學技術方面如天文曆法、測量以及所謂的「西洋奇器」等，對於中國學術本身的影響衝擊亦不大。有一些士大夫著手與傳教士合作翻譯西方書籍或著書介紹西學，例如徐光啟就曾與利瑪竇合譯了幾何原本。在中西文化交流的同時，基於雙方文化的歧異及認知方面的不同，也引發了一些衝突，例如南京教案等。

當時的義大利傳教士利瑪竇進入中國傳教之餘，還介紹了西學，這些西學如天文學、地理學、數學及醫學均是在這段期間傳進中的。

明朝在軍事科技方面也做了不少改進，例如明初已經普遍裝備了火銃槍，還出現威力巨大的火炮。明末時，已經裝備引進了歐洲的佛朗機炮和火繩槍，到了明末最後引進了歐洲的紅夷大炮，明朝於1621年引進紅夷大炮，於1625年開始使用，於1630年大量生產。

## 天文成就

- 於1383年，明朝首先於南京設京師觀象台，為首個明朝觀象台。
- 於1442年，明朝於北京設立了首個觀象台
- 於1607年，李之藻完成了《渾蓋通憲圖說》，是用作介紹天象的。
- 於1634年，明朝建成了中國歷史上第一部天文望遠鏡，名為筩，其意思為筒，而天文望遠鏡外形如筒一般。
- 於1634年，在禮部尚書徐光啟的領導下，大明完成編纂《崇禎曆書》，共46種，137卷。書中採用歐洲科學家第谷創立的天體系統和幾何學的計算方法，亦對哥白尼的學說做了介紹並大量引用其在《天體運行論》中的章節。

## 數學及物理

- 於1450年，吳敬完成了《九章演算法比類大全》
- 於1524年，王文素完成了《算學寶鑒》。
- 於1584年，朱載堉完成《律呂精義》
- 於1592年，程大位完成《算法統宗》，是最早記載使用珠算計算方法計算平方和立方
- 於1606年，徐光啟與利瑪竇合譯了幾何原本
- 於1613年，李之藻根據歐洲人克拉維斯《實用算術概論》與中國程大位的《算法統宗》重著，並完成《同文算指》
- 於1637年，宋應星對聲音的產生和傳播作出了與現代相似的理論，認為聲音是由急速移動撞擊空氣或物件振動而產生，聲音則則是通過空氣來傳播的
- 同年，方以智解釋蒙氣差（現稱大氣折射）現象

## 醫學

- 於1406年，朱棣編成了《普濟方》，是一本關於方劑的醫學文獻，由明朝周定王朱橚、教授滕碩及長史劉醇編輯。
- 於1567年，在寧國府太平縣試行痘接種方法來預防天花疾病，後來更加傳入歐洲。
- 於1596年，李時珍完成《本草綱目》，一部中國本草學大成的著作。
- 於1601年，楊繼洲完成《針灸大成》，後來由靳賢補輯重編。
- 於1617年，陳實功完成《外科正宗》，共四卷。
- 於1624年，張景岳完成《類經》，張景岳的代表作之一，繼隋朝楊上善的《太素》，又一個對《內經》進行全面研究的著作。
- 於1641年，吳又可完成《瘟疫論》，又稱《溫疫論》，是中國首部研究急性傳染病的醫學書籍。

## 農學

- 1376年，俞宗本完成《種樹書》，解釋如何種樹、種樹須知等
- 1406年，朱橚完成《救荒本草》，是一部植物圖譜，救荒本草描述了植物的形態，展示了明朝當時植物分類的概況
- 1511年，明朝開始引進玉米
- 1547年，馬一龍完成《農說》
- 1582年，番薯傳入明朝
- 1596年，屠本畯著海洋生物主題書《閩中海錯疏》，本著記述明朝福建沿海多種水產動物的形態、生活環境、習性和分布
- 1608年，喻仁和喻傑合作完成《元亨療馬集》，是明朝獸醫學書籍中內容最豐富、流傳最廣的一部獸醫著作。
- 1617年，趙蛹完成《植品》
- 1628年，徐光啟完成《農政全書》，這部書總結了中國古代尤其是宋元兩代許多農業生產的經驗和技術，並引用了古代著作和文獻多達三百多種。

## 地理學

- 於1425年，鄭和航海圖完成，原載於明茅元儀編《武備志》卷二百四十。
- 於1536年，黃衷完成《海語》
- 於1565年，胡宗憲完成《躊海圖編》，主要記錄中國與日本的海上交通及於韓國抗倭的歷史
- 於1602年，利瑪竇進獻《坤輿萬國全圖》，圖中包括歐邏巴、利未亞（即非洲）、南、北亞墨利加、墨瓦蠟泥加（即南極洲與澳洲）。
- 於1639年，顧炎武始著《肇域志》，他於此年開始大量搜索史籍、實錄等資料。
- 於1640年，徐宏祖完成《徐霞客遊記》，是中國著名旅遊家、地理學家徐弘祖的旅遊日記，記錄了他曾到訪的地理等資料。

## 化學和化工

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- 於1521年，四川嘉州利用木桿探得明朝首個石油井，用石油生火取暖，燒火做飯，或做成黑墨水寫字。
- 於1596年，明朝首用火爆法採礦技術
- 於1596年，李時珍於《本草綱目》記載了約二百七十六種無機藥物的化學性質，及蒸餾、蒸發、升華等科學技術。
- 於1637年，宋應星於《天工開物》，是中國古代一部綜合性的科學技術巨著，有人稱它為一部「百科全書」式的著作。天工開物中，宋應星把鉛、銅、汞、硫等元素看成基本物質，而它們所產生的物質看作洐生物質，產生了與現代化學元素類似的概念。
- 方以智研發了燒焦炭的方法。

## 兵器

- 1372年，明軍研製出碗口銃，相對於傳統火器來說銃身比較重，外形與口徑都比較傳統火器大，必須架在木架上保持穩定才能有效射擊。
- 1377年，明軍開始裝備手銃。該武器形體較輕，口徑比較小，可以安裝入木柄以持以使用，類似手槍。
- 約14世紀，明軍研製出火龍出水。
- 1524年，明軍成功國產化佛朗機炮。該型火炮為葡萄牙軍隊所廣泛使用的一種早期後填裝滑膛組合式火炮。
- 1549年，明軍研製出水底雷，為全球最早的水雷式武器。水底雷以木箱作為雷殼，油灰粘縫，以下面的繩索連接鐵錨、控制深度，再以人手操縱擊發。萬曆朝鮮戰爭時，明朝海軍曾使用水底雷一舉擊沉了日本一艘大型戰艦，為世界歷史上首次使用水雷取得實際戰果，比日俄戰爭（1903年-1905年）中的水雷戰早了近３個世紀。
- 1558年，國產化鳥銃（火繩槍）開始大批投產，技術工藝水平非常先進，超過了同時西亞和日本的技術水準，和歐洲最新式的火繩槍處於同一檔位。
- 1590年，明軍研製出水底龍王炮，為全球最早的水底定時爆炸物。水底龍王炮以牛脬作為雷殼，內裡安裝有黑火藥，以香點燃作為引信，憑藉燃燒時間來定時引爆水雷。
- 1621年，茅元儀出版《武備志》。此書由兵訣評、戰略考、陣練制、軍資乘、佔度載5部分組成，於清乾隆年間被禁。清朝道光時重開書禁， 《武備志》至此得以公開印行。
- 1637年，明軍研製出混江龍，可與艦船直接接觸而引發爆炸。
- 鐵殼地雷：又名自犯鋼輪火，為全球最早由鋼輪壓火擊引發爆炸的鐵殼地雷，於1580年由戚繼光所設計製造。鐵殼地雷被明朝陸軍廣泛地裝備，並且於江浙地區多次使用其以重創倭寇。
- 翼虎銃：三管騎兵銃，用以伏路極便，緣其體短，可心藏匿，可以多放，手不離刀，急則可以當盾格鬥，遠近俱堪殺敵，又可自衛。
- 虎蹲炮：長2尺，頭由兩隻鐵爪架起，外形像似蹲臥之虎。於開火前，需要先裝填5錢重的鉛彈或者石子上百枚，再使用一個重30兩的大鉛彈或者大石彈壓頂，於發射時，大小子彈一同飛出，殺傷力驚人。該炮重量輕，體積小，尤其適合於騎兵使用戰馬直接馱帶，由此催生了明朝騎砲兵軍團，也是全球首支專業騎砲兵部隊。
- 三桅砲船：由荷蘭戰艦仿製而成，巨型高大，首昂尾翹，航行迅速，不懼風浪。樹3桅，主桅高4丈，船長20丈，艙5層，船面設樓高如城，可承載約300人，並可裝備紅夷大炮8門，千斤佛郎機40門。
- 吳三桂於1642年（崇禎十五年）捐紅夷大砲一門，命名為定遼大將軍，此砲採用鐵芯銅體鑄炮法，在當時世界上屬於最先進的鑄炮技術。
- 《神器譜》：由趙士楨編著，書中詳細記載了明朝末期軍隊使用的各式裝備武器。