一、钟鸣鼎食：商周青铜文化
青铜器的使用已被历史与考古学家们公认为是与文字发明、城市出现、礼仪性建筑兴建齐名的古代文明标志性要素。中国早期的阶级社会是与青铜时代相一致的。这一时期，青铜成为制造礼器、工具、用具和武器的重要原料，所以这一时期人们创造的文化又被称之为“青铜文化”。美籍华裔考古学家张光直先生曾指出：已经发现的中国青铜器的数量，相当于世界出土青铜器数量的总和；已经发现的中国青铜器的种类，也是世界出土青铜器种类的总和。中国青铜时代的辉煌延续了1500年，约占整个中国文明发展历程的1/3。
青铜文化在世界各地的发展是不平衡的。中国在公元前2000年左右的龙山文化晚期和齐家文化就出现了小型的青铜器，到公元前5世纪，青铜器被铁器所取代，前后经历了约1500年的时间。其间，大约在西周晚期开始向早期铁器时代过渡。青铜是红铜加锡或铅的合金，其锈呈青绿色，故名，青铜器出现以后很快取代了红铜器，并在很多生产、生活领域里取代了石器。这是因为青铜器具有熔点低，较易冶炼；硬度大；绝少气孔，易铸造等优点，是人类利用的最早金属。
在距今4000年左右的二里头文化遗址，发现有镞、爵、铃、戈、刀、钩等小型青铜器，表明其已进入了青铜时代。商周时期青铜冶炼技艺达到了非常高的水平，不仅有大规模的铸造作坊，能够铸造各式各样的复杂器物，大如司母戊鼎（875公斤），小至数克重的箭簇，而且器物类型复杂，纹饰凝重繁复，数量众多。更重要的是战国时期成书的《周礼·考工记》所载的商周以降的青铜合金比例，即“六齐（剂）”——六种铜锡合金比例的记载是世界的首创，表明当时青铜铸造技术已有了理论指导。
中国的青铜时代在夏、商、西周经历了滥觞期和勃兴期，即第一个高峰；到春秋战国发展至开放和新式期，即第二个高峰；以后逐渐走向衰落。商周时期青铜器的用途可分为工具、礼器、乐器、兵器、车马器等。在礼器内又可分为饪食器、酒器、水器等几类。这一时期的青铜器从制式到纹样都反映了时代的精神风貌。从器形到纹饰给人印象最深的是那虚拟的饕餮纹饰，它凝聚了多种动物纹饰，具有狰狞恐怖的面孔，让人本能地感受到一种神秘、庄严、恐怖、威慑的力量，象征着统治阶级雄踞社会之上的威严、权势和暴力。随着西周末期崇德、疑天思想的兴起，理性的、现实的观念日益滋长，青铜器皿也失去了神圣的光圈和威慑力量，云雷纹、饕餮纹几乎绝迹，到春秋中后期，纹饰、造型开始转向灵巧、多变和实用，中国的青铜时代渐趋终结。
在中国，中原地区的青铜铸造业最发达，其他地区的青铜冶炼铸造遗址及遗物也时有发现。比较重要的发现如四川广汉三星堆遗址出土了大量青铜器物，有青铜兽面、大型人面像、人头像、车形器、青铜树枝、树干、树座、尊等，反映了古代蜀国的祭祀规模和祭祀内容，同时也展示了古代蜀国的青铜文化水平和青铜艺术特点。此外，安徽屯溪和江苏宁镇地区、赣江流域的江西新干大洋洲、湘江流域的湖南宁乡等地也集中出土了大量富有浓郁地方特色的青铜器，成为与中原地区遥相呼应的青铜文化。
制作青铜器必须经过炼矿、制范、熔铸等几个过程，要铸造一件好的器皿，诚如《荀子·疆国篇》所言，必须“刑范正，金锡美，工冶巧，火齐得”。商周青铜铸造工艺非常发达，青铜器造型丰富。在青铜工艺的创造中，显示了工艺美术的基本装饰原理和美学法则。三条足的鼎，不只是为适应实用的要求，也给人以安定感。青铜工艺除平面的纹样外，还出现了不少立体的雕塑装饰，如盖的钮做成鸟形，觥的盖做成双角兽形，还有的器物整体构造成动物形如鸟尊、牛尊、象尊、双羊尊等。商周青铜装饰艺术的特点还有图案的对称性，主纹与地纹相结合。商周青铜工艺反映了一种神秘、威严、庄重的气氛。春秋战国时期的青铜工艺经历了中国青铜时代的第二个高峰。造型轻巧、形制轻便适用且多样化。除铸纹外，还出现了精细的鎏金纹和刻画纹，并广泛运用了镶嵌、镂刻等装饰技法，即使一些小国工艺水平也相当发达。如北方的中山国、湖北随县的曾国均出土了制作精美的青铜器。镶嵌技术的运用使铜器产生了优美华丽的艺术效果。
二、铁器的推广应用和农业生产技术的发展
（一）铁器的推广
商代时已出现了用陨铁加热锻成的铁刃铜钺，说明商代已初步认识并使用了铁，据文献记载，西周初期可能已经开始使用铁制农具。
到春秋时期，铁制工具大量出现，各诸侯国都普遍使用铁器，冶铁业有了明显进步。在较低温度下还原铁矿石的技术已被掌握，可以炼出较为纯净的铁块，再经锻打，便可制成铁器。表明当时不仅能锻造“熟铁”，还能冶铸“生铁”和制造早期的钢制品，这是冶金史上的一项重大成就。河北燕下都战国墓曾出土淬火农具和钢剑。铁这种新的生产力因素的广泛使用，对加快认识和开发自然、促进社会生产的发展，乃至加速社会变革，都起到了十分重要的作用。自战国中期开始，铁制农具空前广泛流行。铁器的铸造技术上，出现了层叠铸造法。冶铁业的发展为封建生产的勃兴提供了坚实的物质基础。战国时期铁器的使用不仅在七国境内推广普及，而且在边缘地区的巴蜀、新疆、两广也勃勃而兴。
（二）农业生产
农业生产到商周时已达到较高水平，成为当时具有决定性作用的生产部门。这可以从商周甲骨文中众多关于农事的占卜和记录中看出来。当时人们已经开始注意对农田的修整，普遍使用的基本农具是耒耜。商时可能还出现了牛耕，周时较普遍的是三人协力、三耒共耕的耕作方式。
商代的农具仍以石、骨、蚌制成的斧、刀镰等器物为主，此时的农作物有黍、稷、粟、麦（大麦）、来（小麦）、秕、稻、菽（大豆）等，不但南方种稻，北方水源充足的地方也可种稻，《诗经·豳风·七月》中就有“八月剥枣，十月获稻”的诗句。而且粮食产量迅速增加，大量的黍、稷等被用来酿酒，此外，为贮藏剩余的粮食，修建了许多粮窖和仓廪。林木蔬果的生产也很发达，蚕桑业有了新的发展，卜辞里常见圃、囿、果、树、杏、栗，以及蚕、桑、丝、帛等字。
西周时期的农业生产采用休耕制，生产规模扩大，一大批生地被开辟整治成熟田。耕作中开始使用绿肥和制造堆肥，并对防止病虫害有一定的认识，农作物的品种和产量也有了增加。春秋战国时期牛耕已经在许多地区出现。牛不再是宗庙之牺，而成为了畎亩之勤。西周时对水利灌溉有了初步的认识，已在修整过的田地中开挖灌溉用的沟渠，还有遂、沟、洫、浍等类型的小型水利工程的兴建。
春秋时期，随着劳动工具的改进，水利灌溉事业有了更大发展。郑国大夫子驷曾做过兴建田间水利的努力（“为田洫”），但遭到了贵族的强烈反对；后来子产执政，使“田有封洫”，（《左传·襄公三十年》）即一面整顿井田的封疆，一面开挖灌溉沟渠，取得了显著成效。人们赞之曰：“我有田畴，子产殖之。”楚国令尹孙叔敖主持修建了著名的水利工程“芍陂”，至今依然在农业生产中发挥着重要作用。灌溉工具则使用了“桔槔”，改变了过去那种“抱瓮而出灌”的方式，使得“民逸而利多”，（《庄子·天地》）大幅度提高了工作效率。
战国时代水利灌溉事业取得了较大发展。堤防的修建规模更大、更加坚固，齐、赵、魏三国相继在黄河沿岸修建长堤抵御洪水。以筑堤闻名的水利专家魏相白圭在实践中就认识到了“千里之堤，以蝼蚁之穴溃”。魏国开凿了连接黄河与淮河、围绕大梁城的“鸿沟”，在黄淮平原上形成了一个以鸿沟为主干、以自然河流为分支的完整的运河网络系统。秦蜀郡首李冰修建的都江堰位于成都平原的岷江中游，是一个防洪、灌溉、航运综合水利工程。李冰采用的是中流作堰的方法，将岷江水一分为二，使成都平原从此成为旱涝保收的“天府之国”。在关中，韩国派水工郑国到秦国设计引泾水入洛水的工程，以作“疲秦”之计，秦国“将计就计”花费十年之工完成了这一工程，这就是著名的“郑国渠”，它长近300华里，灌溉面积达40000多顷，水中的淤泥使含卤性的土壤得以改善，促进了农业生产的发展。
（一）陶瓷
河南偃师二里头遗址出土的夏代陶器以泥制灰陶和夹砂灰陶为主。商代的陶器烧制业有较大发展，出现了专门为王公贵族烧制精美陶器的作坊。最具代表性、工艺水平最高的陶器，是采用高岭土（瓷土）烧制的刻纹白陶和印纹硬陶。白陶质地硬，表面有饕餮纹、夔纹、云雷纹和曲折纹等精美的花纹图案。烧成温度约在1000℃左右，其形制和纹饰都仿照青铜器皿，是和青铜器同样名贵的工艺品，主要出土地是安阳殷墟。印纹硬陶的特点是质地坚硬，无明显的吸水性，敲击声清脆，表面拍印有以几何形图案为主的纹饰，烧成的温度也在千度以上。由于所含铁量较高，颜色多呈紫褐色、红灰褐色，纹饰常见有云雷纹、叶脉纹、方格纹、曲折纹和回纹等。几何印纹陶主要分布在长江以南和东南沿海一代，黄河中下游地区发现较少，使用的时间跨度从商代一直到战国秦汉之际。
原始瓷器的出现在我国陶瓷发展史上具有划时代的意义，它是中华民族对人类文明的又一重大贡献。在河南郑州、江西清江吴城、安徽屯溪、湖北黄陂盘龙城等地，都出土了用瓷土制胎烧制的原始瓷器。这些原始瓷器烧制的火候在1000℃以上，器身表面涂有一层薄釉，釉色多青绿，敲击有金属声；胎质灰白，质地紧密，吸水性弱，已经具备了瓷器的基本特点。西周原始瓷器以皖南、苏南和浙江等南方地区最为典型，如安徽屯溪西周土墩墓共出土文物102件，内有原始瓷器71件，计有碗、豆、罐、尊、盘、盂等，表面施有光泽的青绿色或豆绿色的釉层，工艺上达到了比较成熟的地步。战国以后，进入早期青瓷阶段，其特点是成型方法由原来的泥条盘筑变为拉坯成型，器壁厚薄均匀，器形规整，胎质坚硬，造型多仿照当时的青铜器。
（二）漆器
距今7000多年的余杭河姆渡新石器时代遗址曾出土了一件刷有红漆的木漆碗。到商代，髹漆工艺除用于小件器物上外，还被用在大型木棺椁、车具等器物之上。河北西村商代遗址发现了几十片漆器的残片，有的在花纹中间还镶嵌了绿松石，或贴以金箔，这种金箔，厚不到0.1厘米，可见当时的制漆水平及相应发展的各种镶嵌装饰技术已经达到了相当的水准。制作技巧上，已经出现雕花和镶嵌绿松石、玉石或螺钿工艺。到战国中期后，饮食器具、日用容器、乐器、武器乃至棺木，都出现了髹漆，漆器制造业已成为一个独立的手工业部门。漆器有多种类型，大多是木胎，也有竹胎、夹苎胎（也称“脱胎”，先用木或泥做成器物的胎模，然后用麻布或丝绸一层一层地粘附于胎模上，再涂上厚厚的漆汁，等麻布或丝绸干实后去掉胎模，就成了脱胎。它质薄体轻，结实耐用，是我国漆器工艺中的独特创造）。(www.xing528.com)
髹漆不但可以增强器物的防腐性能，还可以美化器物。其中楚国的漆器工艺在列国中独树一帜，成就最高，可视为春秋战国漆器的代表。如湖北江陵望山一号楚墓出土了大批漆器，其中一件彩绘漆器木雕小座屏，在宽51.8厘米、通高15厘米的座屏上，以透雕与浮雕相结合的艺术手法，雕出了凤、龙、鹿、蛙、蛇等动物51个，形象逼真，栩栩如生，整体匀称而富于变化，构思十分巧妙，是同类漆器中的代表作品。漆制镇墓兽是楚国的独特器物，兽作跪坐状，兽头上有鹿角，眼圆而大，瞪目，张口，吐舌，遍体髹漆，彩绘有鳞状纹饰。当时，除政府有官营漆器制造外，私营手工业作坊也进行商业性生产，漆器已成为商品交易的对象了。
四、天文历法的进步与丰富的地学知识
（一）天文历法
农业民族对天文历法一向都非常重视，因为这关系到他们的切身利益。实际上，在农业发明之前，人们在狩猎、采集和迁徙过程中就观察了许多天象，发现了许多带有规律性的如日出日落、月有圆缺、气候有寒暑交替等自然现象，积累了最初步的天文历法知识。农业逐渐发展，天文历法知识更向深度广度拓展，古籍中有庖牺氏“仰则观象于天，俯则观法于地”（《易·系辞》）的记载，也有容成用历、羲和作占日、常仪作占月、后益作占岁的种种传说，这些都说明了我国很早就有了熟悉天文制定历法的专职人员。
春秋鲁国太史援引《夏书》“辰不集于房”（《左传·昭公十七年》）的记载，意思是说在某年某月朔日发生在房宿位置上的一次日食，这被公认为是世界上最早的日食记录。又如《竹书纪年》称夏桀十年“夜中星陨如雨”，如果记载属实，就意味着最迟不过夏末我国就有了流星雨的观测记录。夏代末期的君主都以天干为名：孔甲、胤甲、履癸（桀）等，可见当时以天干作序数已较为普遍。夏代的历法有了新进展，出现了备受后人称赞的我国最早的历法——“夏历”。关于夏历，《史记·历书》曰：“夏正以正月。”即以正月以岁首，根据北斗星旋转斗柄所指的方位来确定月份。汉人编辑的《大戴礼记》中收有《夏小正》，这是一篇谈农时的文章，也是我国最古老的一篇述农之文，其中提到了干支以及天上星象与季节的关系，还有草木鱼虫的生长与四时农作物相宜的内容。据考证《夏小正》是周人追记而成，颇能代表夏代的历法水平，有较高的可信度。
商代十分重视天象的观察，殷墟卜辞有许多关于天象的记录。除常见的风、雨、雷、云、启（天晴）、易（多云，阴天）、晦（阴沉欲雨）等外，还有日食、月食、新星、彗星等的记载。商代历法是一种阴阳合历，出现了闰月和大小月之别，大月30天，小月29天，而把太阳历与太阴历相差的天数合并到一月时，就在这一年的年终增加一个第13月，称之为“归余于终”，这是闰月设置的开始。同时用干支记日，60天周而复始。
周代有关星座的记载很多。以二十八个星座作为标志，即二十八宿，并以此来确定天体和天象的位置，后来的《甘石星经》就是在此基础上编写而成的。我国还有最早的有确切日期的日食记载，《诗经·小雅·十月之交》：“十月之交，朔月辛卯，日有食之，亦孔之丑。”发生的时间是周幽王六年十月初一日，即公元前776年9月6日。此时已开始用我国最早的天文观察仪器——土圭，来测量日影以确定时节。《春秋》一书对日月食的记录非常翔实，在242年间，记录日食37次，其中有35次已证明是准确的。最早的一次是鲁隐公三年二月己巳日（公元前720年2月22日）的日全食，比西方的记录早了135年。《春秋》鲁文公十四年（公元前613年）秋七月记“有星孛入于北斗”，天文学家公认这是世界上有关“哈雷彗星”的最早记录，比欧洲的记载早了670多年。
战国时期，对天体运行有了进一步的研究，出现了许多专门观测星象、研究天文的学者和著作，著名的如齐国的甘德著《天文星占》8卷，魏国的石申著《天文》8卷，后人把这两部著作合为一部，叫《甘石星经》。他们观测了金、木、水、火、土五个行星的运行，发现了这五个行星出没的规律。我国科学家席泽宗研究证明：甘德已发现木星的三号卫星，比意大利伽利略和德国麦依耳的同一发现早近2000年。甘德、石申测定的恒星记录，是世界上最早的恒星表。书中记有120颗恒星的位置，以现在的观察结果看，还是比较准确的。它比欧洲第一个恒星表希腊伊巴谷的星表早约200年。
战国时的历法确定，一年为365日又1/4日。为了调整年与月的差距，已采用19年7个闰月的置闰方法，这就是后来所谓的“四分历”。这时历法上的最新成就是“月令”的出现，人们已经测知一年有二十四节气，并知道根据气节的变化来安排农业生产。
（二）地理学知识
传说大禹治水时，曾“左准绳，右规矩，载四时，以开九州，通九道，陂九泽，度九山”且“相地宜所有以贡”，这里的“准”是测量方向与物体水平距离的工具；“绳”是测量长度的辅助工具；“规”则是绘圆的工具；“矩”是曲折成直角，用以绘垂直线的工具。从这些工具的分工可以看出，在与洪水作斗争的过程中，人们对地理环境的认识能力、对地理地势的观察和测绘能力已达到了一个相当高的水平。
商周时期，“地理”的概念业已出现，《周易·系辞》记载“弥纶天地之道，仰以观于天文，俯以察于地理”，这个概念的内涵中已经包含有对地理、地形以及分布规律的认识。这是古人在地理学认识上的一大进步。
《尚书·禹贡》是一篇古老的区域地理著作。《禹贡》以天然的江、河、湖、海为界线，将全国的地理概貌划分为冀州、兖州、青州、徐州、扬州、荆州、豫州、梁州和雍州等九大区域，这就是将华夏称之为“九州”的原因，它对几千年来中国的传统地理观念和民族心理都产生了深远的影响。《禹贡》一书对当时人们所能认识到的疆域内的地理地貌、经济区域划分、水陆交通网络等作了全面系统的总结，从中传递出一种朴素的大一统政治理念。《山海经》可谓是一部“旷世奇书”，全书3.1万多字，记载了古代的地理、历史、神话、民族、动植物、矿产、医药、宗教等诸多内容，其中不乏看似荒诞不经的奇闻逸事。全书共记载山460座、河流260多条，同时记录了112种动物和140多种植物以及大量的矿产资源，称得上是一部古代自然资源方面的百科全书式的著作。
五、医学等科技成就
春秋战国时期，生产力水平显著提高，思想界的解放、列国间战争的需要等都为自然科学的发展提供了动力和条件，所以自然科学取得了显著的进步。
（一）医学
古人在与疾病作斗争的长期实践中，丰富和发展了古代的医药学。《周礼》上有食医、疾医（内科）、疡医（外科）、兽医等我国最早的医学分科的记载，已经初步形成了中医的理论基础。同时还提出要注意饮食和清洁卫生，有了预防疾病的观念。这些都反映了西周时期医学的发展已为我国传统医学的前进开辟了广阔的道路。
春秋时已知切脉、望色、听声、写（观）形等方法。（《史记·扁鹊传》）著名的医生有医缓、医和两人。两人俱为秦国人。医缓曾为晋景公治病，诊断发现景公已是“病入膏肓”，指出“（药物）攻之不可，达之不及”。（《左传·成公十年》）不久，景公果然不治身亡。医和为晋平公治病，诊断认为，平公的重病不是饮食引起，也不是鬼怪缠身，而是贪恋女色、纵欲过度的结果，已经无药可救了，结果被他言中。医缓与医和都被誉为“良医”。医和指出阴、阳、风、雨、晦、明六气的不调和是招致疾病的原因。（《左传·昭公元年》）这一理论后来发展成为风、寒、暑、湿、燥、火六气，成为医学名著《内经·素问》的重要依据之一。此外还有齐国人扁鹊，是战国之际的名医，他不仅精通内科，而且熟悉妇科、小儿科、五官科，有关他的医疗事迹一直为后人所传诵。
战国时医生已懂得人体解剖的基本知识，知道内脏、血管和血液循环的情况。治病已有较多的分科，如内科、外科、妇科、小儿科等。诊断方法已懂得望、闻、问、切。医疗器械有“针”、“石”、“熨”等。留传下来的有《黄帝内经》中的《素问》和《灵枢经》等医学专著，从马王堆汉墓中出土的《足臂十一脉灸经》、《阴阳十一脉灸经》、《脉法》等都大体成于战国时代。
（二）数学、物理学
数学方面，早在商代的时候，人们已经采用了十进位制。商代的陶文和甲骨文中，记有一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万等13个数字。虽然计数文字的形状和写法随着时代的不同而有所变化，但这种计数方式一直沿用至今。十进位制计数法是古代世界中最先进、最科学的计数法，对世界科学和文化的发展有着不可估量的作用。商周时期，四则运算已经出现在人们的日常生活当中，到春秋战国时期整数和分数的四则运算已相当完备。春秋时期已出现正整数乘法口诀“九九歌”，这是古代数学普及和发展的基础之一，《管子》、《荀子》等著作中都有运用九九诀的例句。与此同时，人们发明了特有的计算工具和方法，即用“算筹”进行计算。“筹”是一些粗细、长短一致的小棍子，以木、竹或骨制成，以筹进行计算，即为“筹算”。此时人们已能较熟练地运用数学知识进行土地测量、城市建设、赋役征收和其他计算。在实际生产中，数学知识的运用更为广泛，战国时期人们在制造农具、车辆和兵器等实践中已有了角度的概念，《考工记》中就有多种角度的名称。《墨子》中已经出现了点、线、面、方、圆等几何概念。
战国时期人们发现了光是沿直线传播的。《墨子》对光的“直进律”作了精辟的分析，并解释了光穿过小孔成影为倒立的影像原理。（《墨子·经说下》）墨子已经认识到：力×力臂=重×重臂的杠杆原理。此外，对“力”、“运动”、“静止”、“时空”等概念也有精辟的论述。战国末年，在长期的生产劳动实践中，人们发现了磁石的指南性，并且利用磁石的这一特性制成了一种正方向、定南北的仪器，称为“司南”。据考证，司南的形状如同一把汤匙，有一根长柄和光滑的圆底，放置在刻有方位的盘子中。将柄轻轻一转，静止时长柄所指的方向便是南方。这是世界上最早的指南仪器，后来逐步发展成指南针。
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