明朝科技

明朝科技主要介绍明朝在造船、天文、医学、数学及农学等方面的成就。

## 发展历程

### 明中晚

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伴随着西学的传入，中晚明的科学技术出现了新的进步。中晚明科学著作众多，例如李时珍的《本草纲目》、宋应星的《天工开物》、徐光启的《农政全书》、方以智的《物理小识》、程大位的《算法统宗》、吴有性的《瘟疫论》、徐霞客的《徐霞客游记》等。

1637年，宋应星在《论气·气声》中对声音的产生和传播作出了合乎现代科学的解释，认为声音是由于物体振动或急速运动冲击空气而产生的，并通过空气传播，同水波相类似，与现代理论非常相似。

方以智在《物理小识》中提出：“宙轮于宇，则宇中有宙，宙中有宇。”

民间光学仪器制造家孙云球在1650年后用两片透镜制作了简易的显微镜、放大镜等几十种光学仪器，并著《镜史》，英国剑桥大学教授、著名科学家李约瑟将孙云球的创造发明及其成就写进了他的专著中。

明朝宗室朱载堉在世界上第一次正确地提出了十二平均律，并在数学、天文学方面亦多有建树、贡献；明初周王朱橚眄把四百余种植物种于府内，并让王府画工将植物绘图编制成书，名为《救荒本草》。《救荒本草》共记有植物414种，并详细描述了各种植物的形态、产地、生境、可食用部位和食用方法。中晚明的军事科技也有所进步，各种新式火器大量涌现。西方的佛郎机火炮、红衣大炮都迅速的传入中国并实现制造和使用。还有一些专门的火器论著出现，如茅元仪所著之《武备志》。

明朝末期，随着耶稣会传教士的到来，在他们传播教义的同时，也大量传入了西方的科学技术。随着西学传入，使得中国少数的士大夫开始认识到西方学问之中有其优于中国之处，值得其学习。但这些改变并未造成中国人对于中西学的基本高下看法有所改变。西学中主要受到注意的仍是科学技术方面如天文历法、测量以及所谓的“西洋奇器”等，对于中国学术本身的影响冲击亦不大。有一些士大夫着手与传教士合作翻译西方书籍或著书介绍西学，例如徐光启就曾与利玛窦合译了几何原本。在中西文化交流的同时，基于双方文化的歧异及认知方面的不同，也引发了一些冲突，例如南京教案等。

当时的意大利传教士利玛窦进入中国传教之余，还介绍了西学，这些西学如天文学、地理学、数学及医学均是在这段期间传进中的。

明朝在军事科技方面也做了不少改进，例如明初已经普遍装备了火铳枪，还出现威力巨大的火炮。明末时，已经装备引进了欧洲的佛朗机炮和火绳枪，到了明末最后引进了欧洲的红夷大炮，明朝于1621年引进红夷大炮，于1625年开始使用，于1630年大量生产。

## 天文成就

- 于1383年，明朝首先于南京设京师观象台，为首个明朝观象台。
- 于1442年，明朝于北京设立了首个观象台
- 于1607年，李之藻完成了《浑盖通宪图说》，是用作介绍天象的。
- 于1634年，明朝建成了中国历史上第一部天文望远镜，名为筒，其意思为筒，而天文望远镜外形如筒一般。
- 于1634年，在礼部尚书徐光启的领导下，大明完成编纂《崇祯历书》，共46种，137卷。书中采用欧洲科学家第谷创立的天体系统和几何学的计算方法，亦对哥白尼的学说做了介绍并大量引用其在《天体运行论》中的章节。

## 数学及物理

- 于1450年，吴敬完成了《九章算法比类大全》
- 于1524年，王文素完成了《算学宝鉴》。
- 于1584年，朱载堉完成《律吕精义》
- 于1592年，程大位完成《算法统宗》，是最早记载使用珠算计算方法计算平方和立方
- 于1606年，徐光启与利玛窦合译了几何原本
- 于1613年，李之藻根据欧洲人克拉维斯《实用算术概论》与中国程大位的《算法统宗》重著，并完成《同文算指》
- 于1637年，宋应星对声音的产生和传播作出了与现代相似的理论，认为声音是由急速移动撞击空气或物件振动而产生，声音则则是通过空气来传播的
- 同年，方以智解释蒙气差（现称大气折射）现象

## 医学

- 于1406年，朱棣编成了《普济方》，是一本关于方剂的医学文献，由明朝周定王朱橚、教授滕硕及长史刘醇编辑。
- 于1567年，在宁国府太平县试行痘接种方法来预防天花疾病，后来更加传入欧洲。
- 于1596年，李时珍完成《本草纲目》，一部中国本草学大成的著作。
- 于1601年，杨继洲完成《针灸大成》，后来由靳贤补辑重编。
- 于1617年，陈实功完成《外科正宗》，共四卷。
- 于1624年，张景岳完成《类经》，张景岳的代表作之一，继隋朝杨上善的《太素》，又一个对《内经》进行全面研究的著作。
- 于1641年，吴又可完成《瘟疫论》，又称《温疫论》，是中国首部研究急性传染病的医学书籍。

## 农学

- 1376年，俞宗本完成《种树书》，解释如何种树、种树须知等
- 1406年，朱橚完成《救荒本草》，是一部植物图谱，救荒本草描述了植物的形态，展示了明朝当时植物分类的概况
- 1511年，明朝开始引进玉米
- 1547年，马一龙完成《农说》
- 1582年，番薯传入明朝
- 1596年，屠本畯著海洋生物主题书《闽中海错疏》，本着记述明朝福建沿海多种水产动物的形态、生活环境、习性和分布
- 1608年，喻仁和喻杰合作完成《元亨疗马集》，是明朝兽医学书籍中内容最丰富、流传最广的一部兽医著作。
- 1617年，赵蛹完成《植品》
- 1628年，徐光启完成《农政全书》，这部书总结了中国古代尤其是宋元两代许多农业生产的经验和技术，并引用了古代著作和文献多达三百多种。

## 地理学

- 于1425年，郑和航海图完成，原载于明茅元仪编《武备志》卷二百四十。
- 于1536年，黄衷完成《海语》
- 于1565年，胡宗宪完成《踌海图编》，主要记录中国与日本的海上交通及于韩国抗倭的历史
- 于1602年，利玛窦进献《坤舆万国全图》，图中包括欧逻巴、利未亚（即非洲）、南、北亚墨利加、墨瓦蜡泥加（即南极洲与澳洲）。
- 于1639年，顾炎武始著《肇域志》，他于此年开始大量搜索史籍、实录等资料。
- 于1640年，徐宏祖完成《徐霞客游记》，是中国著名旅游家、地理学家徐弘祖的旅游日记，记录了他曾到访的地理等资料。

## 化学和化工

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- 于1521年，四川嘉州利用木杆探得明朝首个石油井，用石油生火取暖，烧火做饭，或做成黑墨水写字。
- 于1596年，明朝首用火爆法采矿技术
- 于1596年，李时珍于《本草纲目》记载了约二百七十六种无机药物的化学性质，及蒸馏、蒸发、升华等科学技术。
- 于1637年，宋应星于《天工开物》，是中国古代一部综合性的科学技术巨著，有人称它为一部“百科全书”式的著作。天工开物中，宋应星把铅、铜、汞、硫等元素看成基本物质，而它们所产生的物质看作洐生物质，产生了与现代化学元素类似的概念。
- 方以智研发了烧焦炭的方法。

## 兵器

- 1372年，明军研制出碗口铳，相对于传统火器来说铳身比较重，外形与口径都比较传统火器大，必须架在木架上保持稳定才能有效射击。
- 1377年，明军开始装备手铳。该武器形体较轻，口径比较小，可以安装入木柄以持以使用，类似手枪。
- 约14世纪，明军研制出火龙出水。
- 1524年，明军成功国产化佛朗机炮。该型火炮为葡萄牙军队所广泛使用的一种早期后填装滑膛组合式火炮。
- 1549年，明军研制出水底雷，为全球最早的水雷式武器。水底雷以木箱作为雷壳，油灰粘缝，以下面的绳索连接铁锚、控制深度，再以人手操纵击发。万历朝鲜战争时，明朝海军曾使用水底雷一举击沉了日本一艘大型战舰，为世界历史上首次使用水雷取得实际战果，比日俄战争（1903年-1905年）中的水雷战早了近３个世纪。
- 1558年，国产化鸟铳（火绳枪）开始大批投产，技术工艺水平非常先进，超过了同时西亚和日本的技术水准，和欧洲最新式的火绳枪处于同一档位。
- 1590年，明军研制出水底龙王炮，为全球最早的水底定时爆炸物。水底龙王炮以牛脬作为雷壳，内里安装有黑火药，以香点燃作为引信，凭借燃烧时间来定时引爆水雷。
- 1621年，茅元仪出版《武备志》。此书由兵诀评、战略考、阵练制、军资乘、占度载5部分组成，于清乾隆年间被禁。清朝道光时重开书禁， 《武备志》至此得以公开印行。
- 1637年，明军研制出混江龙，可与舰船直接接触而引发爆炸。
- 铁壳地雷：又名自犯钢轮火，为全球最早由钢轮压火击引发爆炸的铁壳地雷，于1580年由戚继光所设计制造。铁壳地雷被明朝陆军广泛地装备，并且于江浙地区多次使用其以重创倭寇。
- 翼虎铳：三管骑兵铳，用以伏路极便，缘其体短，可心藏匿，可以多放，手不离刀，急则可以当盾格斗，远近俱堪杀敌，又可自卫。
- 虎蹲炮：长2尺，头由两只铁爪架起，外形像似蹲卧之虎。于开火前，需要先装填5钱重的铅弹或者石子上百枚，再使用一个重30两的大铅弹或者大石弹压顶，于发射时，大小子弹一同飞出，杀伤力惊人。该炮重量轻，体积小，尤其适合于骑兵使用战马直接驮带，由此催生了明朝骑炮兵军团，也是全球首支专业骑炮兵部队。
- 三桅炮船：由荷兰战舰仿制而成，巨型高大，首昂尾翘，航行迅速，不惧风浪。树3桅，主桅高4丈，船长20丈，舱5层，船面设楼高如城，可承载约300人，并可装备红夷大炮8门，千斤佛郎机40门。
- 吴三桂于1642年（崇祯十五年）捐红夷大炮一门，命名为定辽大将军，此炮采用铁芯铜体铸炮法，在当时世界上属于最先进的铸炮技术。
- 《神器谱》：由赵士桢编著，书中详细记载了明朝末期军队使用的各式装备武器。