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在现代社会，我们已然离不开科学：连接全球各个角落的物流运输、拉近人心距离的通信工具、把世界放在掌心的互联网……这些科学发展的伟大成果渗入了人类日常生活的方方面面。实际上，科学是个很晚才出现的概念。在很久很久以前，智者们为物质是否由水、土、气、火组成而争论不休；初期化学家们夜以继日地在铜炉里提炼仙丹；冒险家们在野外探寻着原始的自然……再后来，阿基米德把皇冠浸入水中，伽利略从斜塔上抛下铁球，富兰克林在雷雨天放起风筝……一个一个实验的累积，一次一次失败的堆叠，是先人们通过不懈的努力，才终于雕琢出了科学的雏形。
在人类文明诞生的初期，人们显然没有科学的概念。但如果用今天的科学眼光和科学标准来审视，已经有许多文明发展的内容属于科学的范畴。更确切地说，这些内容也是现代科学发展的基础，尤其是关于哲学和数学的部分。这是人类在历史的源头举起的第一支科学的火炬。这一章主要介绍人类文明的科学火种。
从公元前2000年到希腊化时期早期，巴比伦是古代世界上最伟大的城市之一。它在当时最强大的王朝的统治下政治稳定，军事力量强大。这个强大的王朝经常侵略弱小的邻国，并与强大的邻居进行贸易。这里也培养了科学思想，其中一些思想至今仍在沿用，而另一些思想则已被抛弃或发生了巨大的变化。
在巴比伦，宗教和科学经常混在一起，以至于很难将两者分开。例如，人们在当时对天文学的探索主要是为宗教服务。巴比伦的主神是马尔都克，他与木星有关。在新年节日期间，祭司们会将马尔都克的雕像搬到各个神庙，然后在圣所里放一年。巴比伦各个阶层的人都要向这位神致敬。宗教和科学的混合在后来的巴比伦王朝中继续存在并变得更加明显。
要了解巴比伦人如何运用科学，首先必须了解他们如何看待科学。尽管美索不达米亚的科学在许多方面都非常先进，但其缺乏理论及推理证明的方法论。实际上，巴比伦的科学是遵循实用主义的，并且总是服务于国家利益。例如，高等数学被用来划分可耕地，人们可以划分出标准的矩形地块，还有三角形以及多边形的地块。
古巴比伦王国拥有已知的历史上较早的农业历书、神话及药典等。此时，巴比伦人已经能够区分恒星和五大行星，并观测黄道，测算出黄道上的12个星座。此外，在数学领域，巴比伦人使用楔形文字来表示数字。他们还掌握了四则运算、平方、立方和求立方根、平方根的法则，能解有3个未知数的方程。他们求出的圆周率为3，并得出直角三角形的勾股等于弦的定理。在建筑和雕刻方面，巴比伦人也有所发展。《汉穆拉比法典》石柱柱头的浮雕技法已经比较成熟，线条朴实有力。
六十进制位值计数法（简称“六十进制计数法”）的发明和使用是两河流域数学知识发展过程中的一个显著和独特贡献，六十进制至今仍运用于现代世界对时间（小时、分、秒）的记录。关于这一计数法发明的具体时间，过去曾有学者论证它始于乌尔第三王朝时期，但学术界日益倾向于追溯至更早的阿卡德王朝时期。
古巴比伦人采用六十进制位值计数法来计算数字。这个系统最初可能是由计时需要而发展出来的，因为60是一个非常方便的数字，既可以被2、3、4、5和6整除，又可以被10整除。
在六十进制位值计数法中，数字分“个位”和“十位”。为了方便起见，古巴比伦人选择用一些符号来表示数字，这些符号代表1到59的数字，例如
代表1，
代表2，以此类推。当数字超过10时，古巴比伦人引入了新的符号，用
代表10，
代表20，以此类推，直至50（
）。古巴比伦人还发明了类似于今天的小数点的符号，并用它来表示小数部分。大于59的数字，就重复以上符号做标示。图5.1为古巴比伦时期六十进制的符号。
图5.1 古巴比伦时期六十进制的符号
在古巴比伦时期，六十进制位值计数法已在数学文献中得到了广泛而成熟的应用。古巴比伦将圆周分为360度，这一直沿用至今。现代计时把1小时分为60分钟，1分钟分为60秒，也源于古巴比伦数学中的六十进制。
古巴比伦人的六十进制位值计数法在后来被罗马人所采用，并且在数学史上一直流传下来。尽管现在我们已经摒弃了这种方法，但它对当时的人们来说是非常实用的，并且为我们提供了很多有价值的信息。
为了改善两河流域洪水泛滥的状况，减少灾难，苏美尔人发明了观测天象的历法。他们利用月亮阴晴圆缺的规律来计算时间。在这部历法中，古巴比伦人以月亮刚刚露出月牙这天作为一个月的开始，以月亮最圆的一天为月中，以月亮又变成月牙那天为结束。这样，一年可以分为12个月，其中6个月每月有30天，剩下的6个月每月有29天，一年总共有354天。
然而，由于这种历法计算的时间与地球绕太阳一周的时间相差了11天多，因此古巴比伦人设置了闰月来补偿这一差距。每两年或三年加一个闰月，这样在闰年时，一年就会有13个月。古巴比伦国王汉穆拉比在位时，政府下令规定闰月的时间，后来逐渐形成了固定的周期。
古巴比伦地处两河流域，每年都会发生洪灾，这种历法可以帮助人们更好地预测天气，并做出相应的预防措施。除了古巴比伦，周围的地区也都采用了这种历法。它给当时的人们带来了许多便利，方便他们规划农业生产和社会活动，提高了生产效率。
古巴比伦时期的历法也对后来的历法产生了重大影响。虽然它与地球绕太阳一周的时间存在差异，但它为人类历法的发展提供了一种思路，为出现更精确的历法奠定了基础。中国阴历也有类似的闰月制度。但是，中国阴历引入了二十四节气的概念，使得历法更加精确，更能适应人们的生产和生活需要。
西方天文学的起源可以追溯到古巴比伦时期，之后许多精密科学的研究都与古巴比伦晚期天文学家的工作有直接关系。古巴比伦人通过观测天空来预测天气和农业收成，同时也创建了一系列天文图表和技术来计算天体的位置和运动。古巴比伦的天文学家也对星座和恒星的名称有所贡献。他们的成果不仅对当时的社会有重要意义，也为后来天文学家的研究提供了宝贵的原始资料。
在古巴比伦，天文学不仅是一种科学，而且是一种文化和宗教活动。古巴比伦人崇拜天体，并认为它们受到超自然力量的控制。古巴比伦的天文学家实际上是专门从事占星术和其他形式占卜的祭司。他们的“天文学”是用来预测未来的，特别是用来预测天气和战争的。
苏美尔天文学的知识是间接从巴比伦星表传承而来的。许多恒星的名字出现在苏美尔人的文字中，这表明一些恒星被发现的时间最早可以追溯到青铜器时代早期。此外，古巴比伦人在公元前8世纪至公元前7世纪开发了一种新的天文学实证方法。这种新的天文学实证方法在古希腊尤其是古希腊天文学中得到采纳和发展。这是对天文学和科学哲学做出的重要贡献，因此一些学者将古巴比伦天文学家称为“世界上最早的科学家”。
大英博物馆收藏了四块古巴比伦的泥版（其中之一如图5.2左侧所示），这些泥版一直是个谜。考古学家经过研究发现，这些泥版描述了用数字来计算木星运动的方法。这是一种历史学家们认为在中世纪欧洲才有人提出的技术，现在已经成了现代天文学、物理学和数学的核心内容。
图5.2 古巴比伦的泥版
资料来源：大英博物馆。
根据四块泥版描述的方法，古巴比伦的天文学家画出了木星在天空中60天的漫游路径（如图5.2右侧所示），其中时间画在一个轴上，速度（木星每天移动的度数）画在另一个轴上。按照这种方法，画出的图看起来像一个梯形，梯形的面积就是木星在60天内行进的总距离。四块泥版上并没有实际画出梯形图，但文字描述了详细的绘图方法和梯形每条边的长度。这些古巴比伦泥版的发现不仅为我们理解古代天文学提供了重要信息，也提醒我们，历史上的文化和科学可能比我们想象的更加复杂和先进。
古巴比伦天文学家研究了星图，使用丰富的符号来记录他们的天文学研究，并用楔形文字把它们记录下来。因此，古巴比伦人的天文学成果不仅对当时的世界产生了重大影响，而且对现代天文学的发展产生了深远的影响。许多现代天文学术语都来自古巴比伦人的语言，并且他们发现的理论在现代天文学研究中仍然被广泛使用。古巴比伦的天文学是一个重要的里程碑，为人类对宇宙的认识做出了巨大贡献。
古巴比伦的医学是阿拉伯地区出现最早的医学。古巴比伦人早在3 000年前就已经建立了一套医学理论体系，他们对人体的生理机能、病因病机等方面都有了较深入的研究。古巴比伦人运用各种化学药物、植物药物和物理疗法，对多种疾病进行治疗。
古巴比伦的医学成就之一是对手术的应用。古巴比伦人擅长进行眼科手术，并且掌握了将石灰溶液注入肺部以治疗病人的方法。此外，他们还发明了许多外科手术器械，如手术刀、针等。
古巴比伦人还把医学与宗教联系在一起，将医学作为宗教的一部分。他们认为，疾病是神的惩罚，治疗疾病是对神的信仰。古巴比伦医疗机构中，主要是由神职人员负责治疗病人。
古巴比伦人把医学知识记录下来，并形成了一些医学典籍。这些典籍中记录了各种疾病的症状、治疗方法和医药知识。这数千条的记录清晰地描述了患者的病史，并给出了治疗方法。这些记录为后来的医学家们提供了丰富的参考资料，也为伊斯兰医学的发展做出了贡献。
古巴比伦的医学在伊斯兰医学的发展中起到了重要的作用。古巴比伦的医学成果在巴格达得到了穆斯林医学家的继承和发展。著名的穆斯林医学家马萨维伊、塔巴里和胡纳因都是在巴格达成名的，他们对伊斯兰医学的理论研究和实践都产生了巨大影响。
古巴比伦人的医学成果被许多后来的文明所继承和发展。古巴比伦的医学拥有一段辉煌的发展历史，它的成就为世界医学的发展做出了积极贡献。古巴比伦的医学成就证明了其文明的高度发展，也为后来的医学家们提供了宝贵的参考资料。
在5 000年前，古埃及人意识到科学是建立文明和书写历史的种子，于是他们发展了自己的科学。古埃及人认识到科学的重要性，并相信有一个名为透特（Thoth）的科学之神。在科普特历中，第一个月以透特的名字命名，足见古埃及人对科学和智慧的重视程度。虽然古埃及文明没能延续下来，但古埃及孕育出了丰富的科学技术成果，在医学、建筑、数学、天文学、工程等领域都取得了许多成就。
古埃及人在医学领域有着悠久的历史。他们掌握了一定的解剖学知识，能够对人体进行比较精确的描述，并且拥有相当丰富的医药知识。古埃及人最早使用的药物包括薄荷、金合欢、蓍草和没药，他们也会进行简单的手术，例如肠道排毒和割痔疮。
古埃及人还在数学领域有所研究和发展。他们创造了一种新的数学体系，并且能够进行复杂的计算，例如运用三角函数进行精确的计算。古埃及人还在天文学领域有一定的研究成果，他们对于天体的运行和变化有着比较精确的描述，并且会运用数学方法来预测天体的运行规律。
此外，他们在建筑领域也有许多成就。他们建造了许多宏伟的神庙等建筑物，例如吉萨大金字塔、卡纳克神庙的阿蒙神庙、门农巨像等。他们的建筑物具有宏伟的规模，并且在许多方面都显示出了古埃及人掌握的精湛技术。例如，他们会使用水平仪和立规，以保证建筑物的平整度，同时也会运用梯度原理来保证水的流动。在工程领域，他们掌握了一定的冶金技术，能够生产出各种不同的金属制品，并且会运用简单的工程原理进行建造。例如，他们会运用支撑原理来支撑大型建筑物。古埃及人的科学研究为后人所延续，并为现代文明做出了重要贡献。
古埃及人对天文学的重视有两个层面：精神层面和实际层面。古埃及被认为是神的大地的完美映像，来世是人在世上生活的镜像。这种二元性在古埃及文化的各个方面都体现得很明显，星星代表了天上的神，也体现了时间的流逝和季节的变化。从更实际的层面来看，星星能告诉人们什么时候会下雨，什么时候到了播种或收割庄稼的时间。占星就是人类早期进行天文观测的一种行为，这一行为可能是美索不达米亚人通过贸易传播而来的。
古埃及人拥有相当水准的天文学知识，他们通过观测太阳和大犬座 α 星的运行制定了历法。古埃及历法的基础是一年有365天，分为12个月和3个季节，每个月都有30天。一年的最后5天分别对应5位神灵，即奥西里斯（Osiris）、伊西丝（Isis）、荷鲁斯（Horus）、塞特（Seth）和奈芙蒂斯（Nephthys）的生日。由于古埃及人不考虑闰年，因此他们的历法与实际的季节更迭差异很大，这意味着历法上是夏季，实际上可能已经进入了冬季。他们的历法每隔1 460年才能与季节年同步。
古埃及的3个季节对应着农业生产活动的循环。7月中旬到10月中旬是第一季，即洪水季阿克赫特（akhet），这是尼罗河泛滥的时候。10月中旬到3月中旬庄稼开始出苗，被称为生长季佩瑞特（peret）。3月中旬到7月中旬是最后一季，即收获季施姆（shemu）。除了公民日历外，还有一个宗教日历，用于标记与特定神灵和寺庙相关的节日和仪式。这个日历以每月份29.5天为基础，这使得它能够更加准确地根据农业生产阶段和恒星天文周期进行计算。
古埃及人致力于研究星空。他们通过使用仪器，可以准确地将金字塔和太阳神庙与地球的4个方向对齐。吉萨大金字塔就是一个很好的例子。这座壮观的建筑占地超过13英亩
，由大约650万个石灰石块组成。它的4个面准确地对准了东西南北4个方向，误差不到半度。它们的长度也几乎相同，一侧和另一侧之间的差异小于20厘米。
一些埃及古物学家认为，吉萨广场及其三座大金字塔、狮身人面像和尼罗河，是杜阿特的镜像。三座金字塔代表猎户座腰带的三颗星，狮身人面像对应狮子座，尼罗河对应银河系。在地球上创造反映天空的神圣景观的概念在其他古代文化中也很常见。古埃及文明的另一个重要特征是它的墓葬。古埃及人相信，死亡并不意味着终结，而是转移到另一个世界的开始。因此，他们会在墓中放置许多物品，包括食物、香料和宝藏，以帮助死者度过新的生活。
古埃及人通过建造金字塔、神庙和墓穴来供奉他们的神灵。这些神庙也与夜空中的星辰对应，象征着其与神灵的联系。古埃及人相信，通过这种方式，他们能够为自己的家园带来和平与繁荣。
大约在5 000多年前，人类历史上就先后出现了一些不同的计数方法，并逐步形成了各种相对成熟的计数系统。古巴比伦人采用的是六十进制，玛雅人采用的是二十进制，其他文明大多采用十进制。虽然古埃及人也使用十进制，但是他们的十进制的使用方法与其他国家不尽相同。
古埃及的十进制是在大约公元前2900年出现的。这种计数方法与我们现在使用的十进制系统略有不同。古埃及人使用笔画来计数，连续计数到9，然后使用像倒“U”形的符号表示10。由于古埃及人没有掌握“进位系统”，因此他们的十进制系统没有位值概念。这使得每表示一个位数上的数字时就需要使用表示数字的符号，运算起来非常复杂。古埃及人的数字通常是从左到右书写的，从最大的数字开始。图5.3是古埃及人记录的数字2 525。首先出现在左边的数字（用2个符号表示）是2 000，然后依次是500、20和5。然而，古埃及人使用的十进制系统也有数量的限制，最大只能表示99 999，不能更大，这有很大的局限性，因而才会被淘汰。
虽然古埃及的十进制系统在某种程度上有缺陷，但它是人类历史上最早的十进制计数方法之一。它虽然有一些限制，但却为人类进一步研究十进制系统提供了重要的基础。
图5.3 古埃及人记录的数字2 525
在古埃及人追求的所有科学分支中，医学是比较受重视的。他们有自己的医学院系统来培养医生，第一所医学院可以追溯到第一王朝时期。医生在学校学习，他们必须研究前人写好的医学记录文本，然后根据早期著名医生记录的方法进行治疗。这些医学文本也成了日后医学发展的重要来源。
在古埃及，最早行医的是祭司，医生有的属于祭司，有的则不算。和其他职业一样，医生也有自己的等级制度。除了普通医生之外，还有高级医生、检查员、监督员和南北医师长（类似于卫生部长）。皇家和宫廷医生有特殊的等级制度和头衔，最高级的医生才被允许治疗法老。
在古埃及甚至出现了专业化治疗系统。每个医生只治疗一种疾病，有的是眼科医生，有的是治疗头部的，有的是治疗牙齿或腹部的。此外，医生必须学习药学，尤其是植物学。古埃及人非常尊重医生，只有帝国的上层阶级才被允许学医。古埃及外科医生的技艺高超，他们通过缝合和黏性绷带处理伤口。古埃及人还发明了一种类似于阿莫西林的抗生素。他们将阿拉伯沙棘汁和水混合在一起，这样有消炎的效果。被发掘的古埃及神庙墙壁上的铭文和象形文字记录了医疗器械，如钳子，考古学家推测这是用于帮助产妇分娩的。
古埃及人将人体理解为一个相互连接的通道网络，而心脏是人体的中心。心脏是所有身体机能的引擎，从心脏发出的通道将身体的所有部分连接在一起。他们还认为血液、尿液、粪便和精液会在身体周围不断循环。
古印度文明在文学、哲学和自然科学等方面对世界文明做出了具有独创性的贡献。文学方面，古印度人创作了不朽的史诗《摩诃婆罗多》《罗摩衍那》；哲学方面，古印度人创立了“因明学”，相当于今天的逻辑学；自然科学方面，古印度人最杰出的贡献是发明了16世纪到21世纪世界通用的计数法，创造了包括“0”在内的10个数字符号。所谓阿拉伯数字，实际上起源于古印度，而后通过阿拉伯人传播到西方。公元前6世纪左右，古印度还产生了佛教，先后传入中国、朝鲜和日本，随后逐步传播到世界各地，成为世界三大宗教之一。古印度文明对世界的贡献如图5.4所示，主要包括阿拉伯数字、因明学、《摩诃婆罗多》、《罗摩衍那》和佛教。
图5.4 古印度文明的贡献
佛教主要讨论宇宙和人生的运行规律，其基本理论可以归纳为如下五点：
· 诸行无常，诸法无我。也就是说，世界是运动不居的，没有恒定的常驻，运动又是不以人（神）的意志为转移的，它是绝对客观的。
· 此有则彼有，此无则彼无，此生则彼生，此灭则彼灭。世界上的万事万物都是相互关联的。
· 根据以上世界观，佛教找到了人类痛苦和烦恼的根源，那就是“无明”和“我执”。人们总喜欢把无常的世界看作有常的、恒定的、永久的。于是便产生了各种贪欲，贪欲不除，痛苦不止。
· 依照世界是一个整体的观点，凡事都由因、缘、果相互促成，相互产生。
· 世界是轮回的，善恶穷通都在相互转化，相互报应。人要解除痛苦烦恼，必须破除无明和我执，到达“究竟涅槃”。
释迦牟尼正是用这些基本认识，在阐释人生的同时，指出了解脱痛苦和烦恼的“大道”，那就是正确认识世界，理解“十二因缘”，坚决地走上“八正道”的修炼之路。
在没有望远镜的时代，古希腊哲学家猜测地球是宇宙中心。直到今天大爆炸理论出现，人们才意识到宇宙的无限性。然而，释迦牟尼比古希腊哲学家更早地提出了无限宇宙模型。
比如说把所有其他理论中的宇宙都对应为佛教中的“娑婆世界”（其称人类所居住的世界名称），佛教说有“三界”（欲界、色界、无色界）、“六道”（天、人、阿修罗、地狱、饿鬼、畜生）的生命。基督教中只有“一界”（欲界）、“四道”（天、人、地狱、畜生），而现代科学中只有“一界”（欲界）、“二道”（人、畜生）。基督教和现代科学的宇宙模型都可以被看作佛教宇宙模型的一个子集。
佛教说人在“三界六道”中“轮回”，基督教没有轮回，但人死后要么下地狱要么进天堂。现代科学也没有轮回，而且人死后什么也没有，人死如灯灭。但由于现代科学的这种认识，很多异常现象无法解释，如催眠状态下给出的信息、一些特异功能人士展示出的能力。
释迦牟尼也是最早提出人类认识世界、人类的语言文字描述、通过逻辑推理获取新知识具有局限性的人。他提出宇宙是一个整体，人类只能认知这个无限宇宙的一个有限的部分（世界），而且我们所谓的认知也是相对的。自从古希腊人把宇宙分为自然（哲学）和人生（宗教），西方科学家又把自然哲学细化为哲学和科学以后，各种理论都只能处理一个方面。宗教、哲学和科学之间充满着矛盾和冲突，而只有佛教中的哲学、宗教和科学三者是统一的。因此，佛教的这种方法为今后万统论的建立提供了方向。
古代中国文明中的科学主要体现在中国的十三经中。《周易》、《礼记》（含《大学》《中庸》）、《论语》、《孟子》是哲学、教育学经典；《尚书》记录了中国古代早期历史、政治、社会、经济、地理等方面的内容；《诗经》作为中国最早的一部诗歌集，描述了古代的音乐、动植物等；《春秋左传》《春秋公羊传》《春秋榖梁传》作为史书，涉及诸多律法、外交事例；《周礼》是政治学、经济学、农工学经典；《仪礼》《孝经》是修身学、伦理学经典；《尔雅》是训诂学著作。
百家争鸣是中国历史上一个特殊时期的现象，指的是战国时期中国社会上出现了许多不同的思想流派，这些思想流派之间互相争论，形成了百家争鸣的局面。这一时期的思想流派包括儒家、道家、法家、墨家和名家等。这些思想流派之间的争论不仅涉及哲学方面，还涉及政治、经济、军事等诸多领域。这一时期的百家争鸣，不仅丰富了中国文化，而且也为中国历史上接下来的发展奠定了坚实的基础。历史上“百家”中有10个主要的学派，具体如图5.5所示。
图5.5 春秋战国各家思想
注：本图为春秋战国时期对古代中国有显著贡献的10个最具代表性的学派，以及该学派的代表人物、代表作及涉及领域，其中每个圆的大小表示其影响力大小。
儒家
孔子是中国古代最重要的哲学家之一，他的思想被称为儒家思想，对中国古代和现代的社会、政治、教育等领域产生了深远影响。孔子的政治思想是一个复杂而又完整的体系。孔子之后，孟轲和荀况分别继承和发扬了孔子思想中的仁政德治和礼治思想，进而形成先秦儒家政治思想的庞大系统。孔子的政治思想经过后世的继承和发扬，成为中国封建社会的正统思想，深刻地影响了当时社会的政治、经济、文化以及中华民族的政治观念，并对东亚、东南亚、欧洲产生了影响。
儒家是中国古代哲学思想流派之一，主张以仁、义、礼、智、信为核心价值观，强调道德修养和社会秩序。儒家认为，道德修养是人类获得幸福的基础，而社会秩序则是道德修养的外在体现。儒家的核心思想是“仁”，认为人的本性是善的，应该尊重自然，遵循自然规律。儒家对中国文化产生了深远的影响，一直影响至今。在汉武帝“罢黜百家，独尊儒术”之后，儒家思想成为中国的核心思想，一直流传到了现在。随着中国逐渐成为东亚文明的中心，儒家思想也影响并流传至周遭国家，构成了它们的文化主流思想、哲理与宗教体系。
道家
老子开创的道家思想强调自然、无为而治等概念，对中国古代哲学和文化产生了重要影响。道家是中国古代哲学思想流派之一，主张以道（指宇宙本源的道理）为核心，强调道德修养和人与自然和谐相处的重要性。道家认为，人与自然是一体的，而且人应该尊重自然，遵循自然规律。道家主张“自然”，认为人应该追求自然状态，并且强调“无为”，即不把人的意志强加于自然。道家对中国历史和文化产生了深远的影响，从道家延伸出的道教是中国的本土宗教。
冯友兰的观点可用于解释司马谈所说的六家思想分类。
儒家者流盖出于文士。墨家者流盖出于武士。道家者流盖出于隐者。名家者流盖出于辩者。阴阳家者流盖出于方士。法家者流盖出于法术之士。
除此之外，纵横家、杂家、农家及小说家对古代中国文明也做出了卓越的贡献。
阴阳家
阴阳家是中国古代哲学思想流派之一，代表人物是邹衍，主张以阴阳理解世间万物的变化。阴阳家认为世界是由阴和阳两种基本物质构成的，这两种物质相互作用、相互转化，推动着世间万物的变化。阴阳家还认为，人类的身体、心理、情感都是由阴阳两种物质构成的，而人的健康状况也取决于阴阳的平衡。阴阳的结合与相互作用产生了一切宇宙现象。该流派对先秦时期的民生、农耕、天文、历法以及战争有着不可替代的作用。与此同时，阴阳体系也构成了中国古代最早的玄术科学。阴阳家的思想对中国传统医学有很大的影响，至今仍广泛流传。
法家
法家是中国古代哲学思想流派之一，主张以法（指政治、经济、军事等方面的制度和规范）为核心，强调维护社会秩序的重要性，代表人物有韩非和商鞅。法家认为，社会秩序是人类生存和发展的基础，而法制是维护社会秩序的重要手段。法家主张“以刑去刑”，以刑罚的威慑力统治人民。
名家
名家是中国古代哲学思想流派之一，代表人物有公孙龙，主张以名（事物的本质）为核心，强调探究事物本质的重要性。名家注重逻辑的严谨，探究事物本质，辨别“实”与“名”的差异。在名家看来，语言不仅能够表达思想和推导过程，也是思辨的对象。
墨家
墨家是中国古代哲学思想流派之一，由墨子创立。墨家主张“君子道”，认为人的本性是混沌不定的，应该通过道德修养来达到自我完善。墨家强调“仁”和“信”，认为人应该以仁爱之心对待他人，并遵守承诺。墨家认为，政治实践应该建立在道德基础上，并强调忠诚。墨子在力学、光学、数学、逻辑学等方面都进行过一定的研究，已经有意识地开展了一些科学观察和实验活动。墨子是手工机械制造的能手，会造车，善造守城器械，熟悉生产技术工艺，有丰富的科学技术知识。《韩非子·外储说》记载，墨子做出的飞鹰飞上高空，几日不落。
纵横家
纵横家，代表人物有鬼谷子、张仪、公孙衍、苏秦，多为策辩之士。他们主张统一天下、安定社会、强化国家权力，并重视政治和军事实力。纵横家认为，社会秩序和政治稳定是国家的基础，而国家的实力是维护社会秩序和政治稳定的重要手段。纵横家主张“兼爱”，即平衡爱憎，并且强调实事求是，不把意志强加于事实。纵横家对中国历史和文化产生了深远的影响。
杂家
杂家是战国末至汉初的哲学学派，代表人物有吕不韦、刘安。杂家也是博采各派思想的综合学派。杂家主张结合儒家、道家、法家、墨家和名家等思想流派的优点，形成一种新的思想体系；还主张求同存异，认为不同的思想流派都有其独特的价值，并且应该结合起来，互相促进。
农家
农家，代表人物为许行。农家是先秦时期反映农业生产和农民思想的学派。它主张以农业生产为核心，强调农业生产对社会经济和国家安全的重要性。农家认为，农业是人类生存和发展的基础，而农业生产是维护社会稳定和保障国家安全的重要手段。农家主张“务实”，认为应该着眼实际，以实际效益为导向，并且强调科学技术在农业生产中的重要作用。农家对中国历史和文化产生了深远的影响。
小说家
小说家，代表人物虞初，著有《虞初周说》。小说家是先秦九流十家之一，采集民间传说议论，借以考察民情风俗。小说家认为，小说是一种艺术形式，可以通过故事情节、人物形象、语言风格等手段来反映社会、文化和人民的生活。小说家以其精彩的小说作品而闻名于世，为中国文学做出了重大贡献。
《易经》是中国阐述天地世间万象变化最古老的典籍。《易经》是中国古代六经之一，也是中国最早的一部关于哲学、道德、政治、天文、占卜等方面的综合性文献。《易经》共有六十四卦，每一卦都有一个卦名、一个卦象和一段卦辞。《易经》以卦象为基础，论述了道德、哲学、政治、天文、占卜等方面的内容，被誉为中国文化的基础。自东周以来，经过孔子的研究和传述，《易经》成为诸子百家学术思想的源泉。
易经八卦图如图5.6所示。八卦主要包括乾卦、兑卦、离卦、震卦、巽卦、坎卦、艮卦、坤卦。《易经》经历了很长时间的传承，其传承如图5.7所示，主要包括先秦易学、两汉易学、晋唐易学、两宋易学、元明易学、清代易学和近代易学。
图5.6 易经八卦图
图5.7 易经的历史传承
中医是中国古代医学的总称，包括中医内科、外科、妇科、儿科、骨伤科等各个分科。中医认为，人体是一个整体，身体和精神应该保持平衡，才能保持健康。中医强调辨证论治，认为不同的疾病应该有不同的治疗方法。它重视预防，强调运用饮食调养、运动调理等方法来保持健康。中医在中国已有数千年的历史，对中国医学产生了深远的影响。
中医源于原始社会。春秋战国时期，中医理论已经基本形成，出现了解剖和医学分科，并开始采用“四诊”方法。中医治疗手段包括砭石、针刺、汤药、艾灸、导引、布气和祝由等。《黄帝内经》是中国传统医学四大经典著作之一，也是我国现存较早的一部医学典籍，是研究人体生理、病理、诊断学、治疗原则和药物学的医学巨著，在理论上建立了中医学上的“阴阳五行”、“脉象”、“藏象”、“经络”、“病因”、“病机”、“病症”、“诊法”、“论治”、“养生学”和“运气学”等学说。后来的中医学和养生学开始用阴阳五行解释人体生理，并出现了“医工”、金针、铜钥匙等工具和方法。中医是以汉族传统医学为基础的医学，是研究人体生理、病理以及疾病诊断和防治的一门学科。图5.8为中医五行学说的图解。
中医的基本思想是，人是一个小宇宙，人体与天道的运行有相似的规律。因此，中医学以阴阳五行作为理论基础，将人体看成气、形、神的统一体。它通过“望、闻、问、切”四诊合参的方法，探求病因、病性、病位，分析病机及人体内五脏六腑、经络关节、气血津液的变化，判断邪正消长，进而得出病名，归纳出证型。它以辨证论治为原则，制定“汗、吐、下、和、温、清、补、消”等治法，使用中药、针灸、推拿、按摩、拔罐、气功、食疗等多种治疗手段，使人体达到阴阳调和而康复。
中医形成了十二大学派（流派）。一、医经学派，《黄帝内经》是所有中医学派的理论之源；二、经方学派；三、伤寒学派；四、河间学派，它在发展的过程中又衍生出攻邪学派和滋阴学派；五、攻邪学派；六、滋阴学派；七、易水学派，形成了脾胃学派和温补学派；八、脾胃学派；九、温补学派；十、温病学派，由伤寒学派与河间学派所派生；十一、汇通学派；十二、火神派，大致就是从伤寒学派和温补学派的理论中衍变和发展起来的。
图5.8 中医五行学说图解
中国有着与西方国家不同的科技传统。古代中国为世界贡献了诸多发明创造，而且在哲学、天文、数学、医药、机械、冶金、陶瓷、纺织、建筑等众多方面发展出了独具特色的先进成果。中国古代创新的智慧成果和科学技术包括造纸术、指南针、火药、印刷术四大发明，对中国古代政治、经济、文化的发展产生了巨大的推动作用，经各种途径传至西方，对世界文明发展史产生了巨大的影响。
中国的造纸术是由东汉时期的蔡伦发明的，但也有考古证据表明，蔡伦只是改进了造纸术，并且将其大规模投入商业使用。据古书记载，蔡伦确立的造纸流程，是将桑树树皮、麻纤维、旧亚麻布和渔网的混合物加水煮烂，搅拌成泥，然后放入带芦苇织成的底垫的平板木筛捞取纸浆。这样可以在稍后抖掉水分，摊在阳光下晒干，生产出光滑、强韧的纸张。造纸术后来通过压制过滤、精炼和抛光的方式得到改进，这种方式可以制造出用来写字的高质量纸张。造纸术对知识的保存和信息的流通产生了巨大的影响。
古代中国四大发明之一的指南针的起源可以追溯到战国时期，它是一种广泛用于航海的指示方向的工具。古时候，它对贸易、战争和文化交流产生了深远的影响。宋朝早期，出现了一种带有磁针的指南针，小针的一端指向南方，另一端指向北方。在北宋时期，指南针被带到了阿拉伯国家和欧洲地区。
在指南针出现之前，人们依靠太阳、月亮和极星的位置来判断方向。天气阴沉或恶劣时，出行辨别方向就会变得困难。指南针出现后，人们可以轻松地在大洋上航行和探索新的地区，指南针也促进了新大陆的发现和航海业的发展。
火药是在约9世纪由中国炼丹师发明的，当时许多炼丹师致力于研究如何炼成长生不老的灵丹妙药，意外配出了火药。宋朝时，中国各种火药配方中的硝酸盐含量在27%～50%。明朝时，《火龙经》中详细描述了火药在军事中的应用。此时火药的爆炸潜力得到了充分挖掘，火药配方中的硝酸盐含量已上升到12%～91%。当时，中国人已经发明了如何用这种含硝酸盐的火药填充空心壳体来制造爆炸弹。
唐朝出现了雕版印刷术，主要用于印刷纺织品和复制佛教经典。雕版印刷术比其他的印刷术要先进几个世纪，它在14世纪或更早时期通过中亚传到了欧洲。中国的印刷技术在11世纪得到了进一步发展，北宋的毕昇发明了活字印刷术。如果要组装成千上万个单独的字模来印刷一本或几本书，活字印刷术无疑是低效且枯燥的，但如果用于印刷成千上万本书，这种方法就是极其高效和快速的。这种技术的优势在于，它可以快速地更换字型，并且可以使用各种不同的字体和字号来印刷文字。活字印刷术可以用来印刷书籍、报纸、杂志和其他文字资料。在16世纪，活字印刷术被带到欧洲，并在那里产生了巨大的影响。活字印刷术的发明是人类历史上的重大突破，它改变了人类传播信息的方式，为文学艺术的发展和人类文明的进步做出了巨大贡献。