第一章 1583年的中国科学技术
1583年即万历十一年，当时平淡无奇，今日看来之于晚明却是至为关键。张居正死后不到一年，就被万历帝清算，辛苦所成之“万历新政”立时崩溃，晚明暮色中最后一抹亮光隐去，皇朝衰亡自此几成定局；在北方，努尔哈赤父、祖均被明军所杀，此后他决然走上复仇灭明的*途征**；也正是这一年，利玛窦与罗明坚获得官方许可，正式从南方进驻肇庆开始传教。无疑，张居正的离去以及努尔哈赤的崛起危及了晚明之统治，但传教士的进驻亦为晚明带来了西方不一样的科学技术知识，为晚明整顿内政、抵御外敌提供了契机。在这一充满危险与机遇的历史时刻，晚明能否抓住机会？其实，由于朝廷腐败无能、“重农抑商”思想和科举教育制度等因素牵制，科学技术领域并未获得长足进步，整体视之，较之宋元时期还有下行趋势。
一、晚明社会历史状况
经历“万历新政”之短暂繁荣后，晚明逐渐衰败。究其原因，或言其朝廷腐败、官员无能，或言其闭关锁国、阻碍经济，或言其教育落后、文化奢靡，等等，凡此种种，皆可成立。究竟哪个为主，却难辨别。但是，明朝灭亡起于万历，多成共识，难怪赵翼有云：“明之亡，不亡于崇祯，而亡于万历矣。”[1]
注释
[1]赵翼.廿二史劄记校证：下册.王树民，校证.北京：中华书局，1984：797.
1.*制专**帝国的黄昏
1583年（万历十一年）3月，万历帝决定清算张居正，“追夺官阶，又明年籍其家，子孙惨死”[1]。至死还权倾天下的张居正，不曾想他辛苦带领王朝走向繁荣，尸骨未寒就落得身败名裂、人亡政息的下场。中国历史上，死后被清算的大臣比比皆是，万历帝虽考虑再三才做此决定，但并未想到这极大地动摇了晚明的统治根基。
杀一权臣并没有多了不起，但全面废除“万历新政”却是丧失挽救晚明颓势的败招。1572年，万历帝继位，庙号明神宗。不久，帝师张居正出任首辅，大权独揽，在皇帝、太后的支持下，开始实施酝酿已久的政治改革。亲历嘉靖、隆庆时期的政治混乱，张居正将帝国的病根归结为“皇室骄恣，庶官渎职，吏治因循，边防松弛，财用大匮”[2]，强力从整肃吏制、改革赋役、加强边防三方面对政府进行改革，稳定政局，发展经济，成效颇巨，被认为是只身带领王朝走到最繁荣的时期的人。但是，由于改革几乎为张居正一己之力所成，鲜有权僚支持，后继无人，加之万历帝不仅清算个人，还清算所有改革方案，于是“万历新政”终成昙花一现。
之后，万历帝亲掌大权，摆出励精图治的姿态，但由于官僚集团多有掣肘，到了1586年（万历十四年）就开始厌倦政事。他对官员们的不满，在立储问题上达到顶点。他想立三子朱常洵为太子，但朱常洵非长非嫡，有违礼制，遭到大臣们重重阻拦，此事只好一拖再拖。此事让他心灰意冷，本就无心政事，就此开始怠政生涯，直至去世。张居正已死，无人能劝导皇帝，政事就此荒废。种种史实均表明，此时王朝政治僵化已极，只能按部就班，依礼教而行，个人已经难以撼动。众人以张居正为鉴，身处其中，唯求保全，不思进取，自此王朝覆灭已定，无人能扭转。
万历帝怠于临政，却勤于敛财。[3]张居正死后，很快国库开始入不敷出，加之费资平宁夏、东征援朝、平播州，国家财政亏空严重。为了侈靡享受，不顾户部、工部大臣的干涉，1596年（万历二十四年）开始，皇帝借口增加国家财政，向全国160多个州县派出大量矿监和税吏，横征暴敛，中饱私囊，引起了底层人民的不满。矿监和税吏直接向皇帝负责，不仅欺压百姓，还敲诈勒索官员，朝廷内外怨声载道。1599年（万历二十七年）四月，山东临清抗税，税吏被打死，之后各地纷纷发生反抗矿监、税吏的民变，但矿监、税吏政策一直延续到崇祯帝时期。
有明一朝，*党**争不断，万历帝掌权之后，愈演愈烈。1601年（万历二十九年），历经15年的争论，长子朱常洛终于被立为太子，这加深了万历帝与大臣的隔阂，“他变得完全和他的官员们疏远了”[4]，为之后朝廷内部纷争埋下了祸根。1615年（万历四十三年）五月四日，有人冲入太子寝宫行凶，怀疑是皇帝宠幸的郑贵妃（朱常洵之母）所指使，史称“梃击案”，后不了了之。1620年（万历四十八年），太子朱常洛继位，很快一*不起病**，服用鸿胪寺寺丞李可灼献上的两粒红丸之后不久驾崩，史称“红丸案”，郑贵妃又有嫌疑，后由首铺方从哲担责而结束。派系纷争，真相已不重要，关键是“站队”。之后魏忠贤之祸、东林*党**争，*党**派林立，*党**争迭起，直到明朝灭亡，*党**争问题都未解决。
晚明军事衰败，武官不受重视，*队军**管理混乱，战斗力差。当时著名的“抗倭英雄”戚继光受到张居正的牵连，从蓟州总兵被调至广州总兵。蓟州当时是抵抗满人入侵的重要屏障，广州早已海禁而无事可为，所以看似平调，其实是降职。官员*党**争，文官当权，不重武职，视边防大事若无物，将领任用为利益纷争所左右。后来，熊廷弼被杀，孙承宗被迫辞官，袁崇焕被处死，均反映晚明武备懈怠。戚继光抗倭之时，苦于*队军**没有战斗力，不得不组织新军。后来，明军在与农民起义军、清*队军**的战斗中，往往在人数占优的情况下节节败退，乃是其*队军**战斗力不强之明证。
1583年（万历十一年），辽东大将军李成梁攻打经常侵扰明朝的建州右卫首领阿台，恰巧努尔哈赤的祖父和父亲在阿台寨中，由于被图伦城主尼堪外兰出卖，他们一起被明军所杀。24岁的努尔哈赤发誓*仇报**，但被实力所绊，表面与明朝通好。不久，他杀死了叛徒尼堪外兰并占领了他的城池。5年之后，他基本统治女真各部，迅速崛起，于1616年（万历四十四年）建立后金。1618年（万历四十六年）四月，努尔哈赤以“七大恨”告天，细数明朝各大罪状，其中之一就是杀父杀祖之仇，从此正式举旗反明。
黄仁宇视“万历十五年”为晚明之重要一年，认为“这一年表面上并无重大的动荡，但是对本朝的历史却有它特别重要之处”[5]。以此观之，1583年（万历十一年）乃可称为晚明之特殊一年，若张居正死后不被清算，“万历新政”抑或还可继续，群臣不至纷纷内斗，武官或还握有实权，努尔哈赤或并无反明之心。此乃种种，只能假设，明朝走向衰败乃至灭亡已成史实，回头观之，唯有感慨。
注释
[1]孟森.明史讲义.上海：上海人民出版社，2014：233.
[2]张海英.明史.上海：上海人民出版社，2015：133.
[3]孟森.明清史讲义.北京：中华书局，1981：246.
[4]牟复礼，崔瑞德.剑桥中国明代史.张书生，等译.北京：中国社会科学出版社，1992：500.
[5]黄仁宇.万历十五年：增订本.北京：中华书局，2007：94.
2.不平衡经济的困境
1583年9月10日，在知府王泮的允准下，利玛窦与罗明坚进入肇庆进行传教。为此，他们努力了几十年。1549年，沙勿略来到日本传教，“在日本的两年中，他体会到中国对天主教在远东传播的重要性。由于倭寇骚扰沿海，明朝实行严厉的海禁政策，受罗马教皇保罗二世及耶稣会会长依纳爵派遣的沙勿略到了广东沿海的岛屿，无法进入广州，1552年12月死于上川岛”[1]。沙勿略的去世并未影响传教士们到中国传教的积极性，相反，他身后留下诸多有关中国的资料，激发了更多传教士到中国传教的兴趣。自沙勿略去世到1583年利玛窦和罗明坚赴肇庆建立第一个传教点，“共有32名耶稣会士、24名方济各会士、2名奥古斯丁会士和1名多明我会士试图到中国定居”[2]，但这些人均未成功。耶稣会士到中国传教如此艰难，主要因为晚明施行闭关禁海，而传教士如此执着，主要因为中国有巨大的吸引力，这种吸引力不仅在于有等待耶稣教化的众生，也因为彼时中国是世界上头号经济强国。明朝对外贸易一直很繁荣，而且一直处于收支盈余状态，巨大的贸易逆差让大量白银流入中国，如此国度对耶稣会士无疑有着巨大的吸引力。
如下观点虽然带有明显的“西方中心论”色彩，但如今已经广为流传：“1500年以前，人类基本上生活在彼此隔绝的地区中。各国种族集团实际上以完全与世隔绝的方式散居各地。直到1500年前后，各种族集团之间才第一次有了直接的交往。从那时起，它们才终于联系在了一起。”[3]实际上，中国的国际贸易很早就已开始，比如与近邻日本的贸易，但直到明朝才与欧洲国家进行频繁且规模较大的贸易往来。最早与中国进行贸易往来的欧洲国家是葡萄牙，交易地在澳门。1578年开始，广州官员才允许非朝贡国进入广州进行贸易，之后，西班牙、荷兰等国也开始与中国进行贸易往来。从16世纪中期到17世纪中期这段时间，由于中国与世界各国开展国际贸易而使全球白银大量流入中国，弗兰克认为当时中国占有了世界白银产量的四分之一至三分之一，而魏斐德则认为，可能有一半美洲的白银最终流入了中国。[4]国际贸易奠定了晚明社会坚实的银本位货币体制，也刺激了东南沿海地区商品经济的蓬勃发展。总而言之，“地理大发现后的全球经济带动了晚明的进出口贸易，源源不断流入中国的白银，不仅提供了一般等价物的银通货，为晚期社会的银本位货币体制奠定了坚实的基础，而且由于生丝、丝绸、棉布、瓷器等商品的出口持续地增长，这种‘外向型’经济极大地刺激了东南沿海地区商品经济的高度成长，以及作为商品集散地的市镇的蓬勃发展”[5]。
然而，明朝建国之初，国家不稳，北遭游牧民族侵袭，东受日本海盗骚扰，于是闭关锁国。在北方，修建长城，加强关防，应对游牧民族威胁的同时，也妨碍了中原与草原的交往。当然，相比海禁政策的严苛，陆地关防是比较容易越过的，因而明朝与北方的交往一直持续。明朝的海禁实施得很彻底，闭关锁国的局面大部分时间都很难被打破。虽然关于明朝是否一直严格执行海禁措施，一直有争论，但可以肯定，海禁一直是明朝的国策，只不过在不同时期执行力度不同而已。加上中国本来的地理环境的作用，即西、北高山沙漠，对边境交往形成了天然的屏障，因而陆地关防和海禁差不多就把整个明朝*锁封**起来。时宽时严的闭关锁国，使得明朝出现的资本主义萌芽并没有获得类似西欧的优良社会环境。
赵宋以降，无论朝代如何更迭，中国经济基本上还是向前发展的。明太祖建国之初，主要经济思想是休养生息，发展农业，扩大生产。经过几十年稳定发展，明朝生产力得到很大提高，到了永乐年间，社会经济极大繁荣，“郑和下西洋”即为最好的佐证。至明朝中期，手工业也得到了很好的发展，如纺织、陶瓷、造纸、印刷等。到了晚明，手工业中出现资本主义萌芽，农业中经营性地主明显增多，促进了商品经济的发展，“使明朝后期将近百年间成为我国封建社会后期商业特别繁荣的时期”[6]。有明一朝，虽然经济得到快速发展以及对外贸易处于顺差状态，大量白银流入中国，但实际上中国的生产力并没有被完全激发出来，而是受到极大的限制，原因有二：其一，中国作为一个农业古国，“重农抑商”的思想深入人心，一时难以改变，从而使很多人并未加入市场经济中；其二，明朝作为一个极为*制专**的朝代，朝廷对经济的发展具有重要影响，时至晚明，官员大力插手工商业，直接影响了晚明经济的发展。
“明前期、中期，封建生产关系、阶级关系和国家经济政策出现了一系列新的进步性变化和调整，有力地推动了生产力的提高和社会经济的发展，这是明万历中期以前社会经济特别是商品经济之所以能够保持发展的生产关系和上层建筑方面的原因。”[7]然而，万历帝清算张居正之后，明朝经济政策开始逆向而行，上行下效，群臣仿效万历帝，压榨工商业，使得社会经济发展受到严重阻碍。彼时，统治阶级对工商业掠夺主要集中于如下方面：
（1）商税沉重。中国封建统治者一向奉行“重农抑商”，朱明亦不例外。以“重本抑末”为名，对商业课以重税，借机渔利。其一，增加税收额度。如袁摈所言，“今立课税之法，比古之税商大重”，“又有古人之所未及焉者”[8]。其二，增加税收种类。“自隆庆以来，凡桥梁、道路、关津私擅抽税，罔利病民，虽累诏察革，不能去也。迨两宫三殿灾，营建费不赀，如开矿增税。而天津店租，广州珠榷，两淮余盐，京口供用，浙江市舶，成都盐茶，重庆名木，湖口、长江船税，荆州店税，宝坻鱼苇及门摊商税、油布杂税，中官遍天下，非领税即领矿，驱胁官吏，务朘削焉。”[9]
（2）官吏压榨。晚明朝廷腐败，官吏横行，纵使莠徒，肆意欺凌商家。据嘉靖《天长县志》记载：“本县游手者众，镇市仅四处，而所谓经济者乃千余人，皆不力稼墙，衣食于市，物价之低昂，惟在其口。而民间之贸易，必与之金，甚至一肩之草，一篮之鱼，必分其值而后售，此天下之所未闻也。”[10]
（3）皇帝掠夺。前面已经提到，万历帝设立矿监和税吏，对工商业打击甚巨。比如对于矿税危害，谷应泰评价道：“当斯时，瓦解土崩，民流政散，其不亡者幸耳。”[11]明朝经济下行，最终让社会财富几乎全部集中在朝廷、皇帝、官员和少数依附于朝廷的大商贾的手上，贫富悬殊，朱门肉臭，民不聊生，朝堂之上又无柱石力挽狂澜，只能坐等*国亡**消息的传来。
整体来看，整个晚明的经济困境并非难以解决，张居正改革的部分成功说明这一困境还是有解决的可能的。但是，从张居正最后的失败到万历帝的怠政以及*党**派之间的继续纷争，说明整个大明帝国已经失去了解决这一困境的基础，如此，他们唯有在失衡的经济发展中等待*国亡**消息的传来。
注释
[1]樊树志.国史概要.上海：复旦大学出版社，2010：319-320.
[2]荣振华.在华耶稣会士列传及书目补编.耿昇，译.北京：中华书局，1995：794.
[3]斯塔夫里阿诺斯.全球通史：1500年以后的世界.吴象婴，梁赤民，译.上海：上海社会科学院出版社，1999：3.
[4]安德烈·贡德·弗兰克.白银资本：重视经济全球化中的东方.刘北成，译.北京：中央编译出版社，2000：202-207.
[5]樊树志.晚明史：上.上海：复旦大学出版社，2003：74.
[6]王毓铨.中国经济通史：明：下.北京：经济日报出版社，2007：504.
[7]王毓铨.中国经济通史：明：上.北京：经济日报出版社，2007：17.
[8]嘉靖.德州志：卷三：杂著志：散文：袁摈《重建德州税课局记》.转引自：王毓铨.中国经济通史：明：下.北京：经济日报出版社，2007：530.
[9]张廷玉，等.明史（5）.长春：吉林人民出版社，2005：1266.
[10]顾炎武.肇域志：第1册.上海：上海古籍出版社，2004：420-421.
[11]谷应泰.明史纪事本末：卷六五.北京：中华书局，1977：1024.
3.理学和心学的衰落
朱元璋建明之初，裁撤丞相，极权于皇帝，又文化*制专**，对文人尤其是儒生采取“胡萝卜加大棒”的两面策略，既禁锢思想又使其为鹰犬。他所用儒士主要有两类：一类曾随其“打天下”，如刘基、宋濂等；另一类经科举或举荐入朝做官，如方孝孺、解缙等。朱元璋时期，思想压制极为严厉，儒生们几无建树，主要承袭宋儒程朱旧说，如宋濂、方孝孺等人，为后来理学复兴打下了基础。
仁、宣以降，开国转为治国，武官政治转为文人政治。朝廷开科取士，重视理学的学术统治地位，理学为科试主要内容。当时主要的理学家有薛萱、吴与弼、曹端等。以薛萱为核心形成的“河东学派”及其弟子创立的“关中之学”，在明代学术史上影响不小。二说均主要是继承“程朱理学”，强调工夫和践履，恢复理学正统，但乏新可陈，很快淡出。吴与弼是与薛萱同时的理学大师，他领导的“崇仁学派”，则推陈出新，创见颇巨。他吸纳朱熹、陆九渊各自思想之长，在强调躬行的同时也强调“静观涵养”，将人心提升至本体位置，形成了新的理论体系，为明代理学向陆王心学的转变奠定了基础。
之后，以朱熹理学为主导的明代学术思想开始向陆九渊的心学思想转化。陈献章是吴与弼的学生，但思想与老师有别，强调心是感知世界万物的枢纽，认为“身居万物中，心在万物上”，“天地我立，万化我出，而宇宙在我矣”[1]，“为学须从*坐静**中养出个端倪来”[2]。胡居仁、娄谅也是吴与弼的弟子，都强调修身养性、向内求心，虽然与陆九渊的心学思想形式上有所区别，但本质上已经很相近。尽管陈献章、胡居仁、娄谅等的思想都是在向心学转化，但彻底的心学，要到王守仁才真正建立。
湛若水和王守仁对心学的发展起到了至关重要的作用，二人皆是亦官亦学，故影响巨大。湛若水也是陈献章的学生，官至南京礼、吏、兵三部尚书，提出了比老师更加明确的心学定义，即“何谓心学？万事万物莫非心也”[3]，并认为：“心也、性也、天也，一体而无二者也”[4]。故而，世间的一切只有被体认后才有意义，因此他肯定了王阳明的“心外无事，心外无物，心外无理”观点。所以，他强调“体认天理”的修养方法，到后期更是强调“随处体认天理”。
王守仁官至南京兵部尚书、都察院左都御史，因军功而被封为新建伯，后又追赠新建侯，死后谥文成。他一开始接受朱熹的思想，但很快发现其局限，认为格物穷理过于繁杂，要成为圣人只能从己心入手。师从娄谅、湛若水之后，他提出了“心即理”的学说，以此来克服朱熹“心理为二”的矛盾。以“心即理”为逻辑起点，王守仁构建了自己的心学体系。他认为，人是万物存在的意义，心是世界最高本体，既有物质性也有精神性。他提出“致良知”，强调“格心致知”——“天下之物本无可格者，其格物之功只在身心上做”[5]。在“心即理”“致良知”的基础上，他提出了“知行合一”的思想，即“行之明觉精察处便是知，知之真切笃实处便是行。若行而不能精察明觉，便是冥行，便是学而不思则罔，所以必须说个知。知而不能真切笃实，便是妄想，便是思而不学则殆，所以必须说个行”[6]。王守仁的思想当时就为世所推崇，明中叶后，代替朱熹理学成为明朝学术的核心。
王守仁死后，弟子们对其思想的阐释不同，导致“王学”思想开始走向分化及衰落。其中影响最大的是“泰州学派”，代表人物王艮虽是王守仁的弟子，但其“时时不满其师说”，“往往驾师说上之”[7]。他最大的发展就是将所有的道德实践活动做了本能式的阐释，这使心学向现实生活靠近，也迈出了理欲之防崩溃的第一步。王守仁的另一弟子王畿将王学思想空无化，认为“良知知是知非，其实无是无非，无者万有之基”[8]。之后，罗汝芳用“体仁”的修养方法代替“制欲”的修养方法，体现了浓厚的人道主义情怀，也为个*欲人**望迸发提供了基础。何心隐则提出了与儒家正统相反的“育欲”思想，认为张扬个人本能欲望，追求物欲并无不妥，宋明理学的理欲之防至此完全被冲破。
泰州学派的最大异端当属李贽。他的异端思想主要表现在：（1）“穿衣吃饭，即是人伦物理；除却穿衣吃饭，无伦物矣”[9]。（2）不以孔子之是非为是非，他说：“夫天生一人，自有一人之用，不待取给于孔子而后足也。若必待取足于孔子，则千古以前无孔子，终不得为人乎？”[10]（3）提出“童心说”，强调重视个人私心。他认为：“夫童心者，真心也。若以童心为不可，是以真心为不可也。夫童心者，绝假纯真，最初一念之本心也。”[11]于是，“朱学”与“王学”强调伦理道德的虚伪一面被李贽一一揭露。在心学内部否定“王学”的同时，其他学派也在批判“王学”思想，如创建于晚明时期的东林学派、蕺山学派。在此背景下，心学结束了其一家独大的学术统治局面，和理学一道逐渐走向没落。
王门后学的虚无主义、非理性主义和空谈学风，对社会主流道德观、价值观等产生了严重影响，当世一些有识之士开始对此进行反思。在所有反思中，以经世致用为主旨的实学思潮影响较大。明朝中后期，在批判宋明理学过程中，从封建社会的母体中逐渐产生了一股提倡经世致用的实学思潮，主要表现为两个方面，其一，针对心学的“空谈心性”，提出“经世致用”；其二，针对理学的“束书不观”，提出回归儒家原典。其中，最主要的代表有黄宗羲、顾炎武、方以智、王夫之四人。黄宗羲倡导经世致用的学风，撰写《明儒学案》《宋元学案》等著作，总结了宋明理学思想；方以智通过对儒学思想及物理、天文、医学等实用学科进行学习与研究，提出“质测即藏通几”和“通几护质测之穷”的学说；顾炎武通过批判宋明理学思想，提出“以复古作维新”的观点，以促进“经世致用”实学的发展；王夫之则在批判宋明理学的基础上通过学习天文、历算等学科，建立了独树一帜的唯物主义体系。
实学思潮的出现及其发展，以及西方科学思想的传入，无疑为晚明科学的发展提供了机会。但是，忽视科学发展的思想与*国亡**的压力，使得晚明未能抓住与国外共同发展科学的最好机会，之后，古代中国与西方国家在科学上开始拉开距离。
注释
[1]陈献章.陈献章集：卷二.北京：中华书局，1987：217.
[2]同①133.
[3]湛若水.湛甘泉先生文集：卷二十//四库全书存目丛书：第57册.济南：齐鲁书社，1997：57.
[4]同①65.
[5]王守仁.王阳明全集.吴光，等编校.简体版.上海：上海古籍出版社，2011：105.
[6]同③176.
[7]张廷玉，等.明史（6）：卷二百八十三：列传第一百七十一.中华书局编辑部，编.“二十四史”（简体字本）.北京：中华书局，2000：4862.
[8]黄宗羲.明儒学案：卷十二.沈芝盈，点校.北京：中华书局.1985：255.
[9]李贽.焚书 续焚书：卷一.北京：中华书局，1975：4.
[10]同①16.
[11]李贽.焚书 续焚书：卷三.北京：中华书局，1975：98.
4.科举教育体制对科学的忽略
科举制度指隋以后各封建王朝设科考试来选拔官吏的制度，自605年（隋朝大业元年）开始实行，一直延续到1905年（清朝光绪三十一年），共经历了1300多年的历史。元朝并不重视科举制度，但明太祖朱元璋建国后一改元朝对科举制度的态度，一是建国初期朝廷急需人才，一是希望通过严格的教育制度来达到巩固其统治的目的。
1370年（洪武三年）朱元璋发布开科取士的诏令：“今朕统一华夷，方与斯民共享升平之治。所虑官非其人，有殃吾民，愿得贤人君子而用之。自今年八月为始，特设科举，以起怀材抱道之士，务在经明行修，博通古今，文质得中，名实相称。其中选者，朕将亲策于廷，观其学识，第其高下而任之以官。果有才学出众者，待以显擢，使中外文臣，皆由科举而选，非科举者毋得与官。彼游食奔竞之徒，自然易行。於戏！设科取士，期必得于全材；任官惟贤，庶可在于治道。”[1]然而，科举考试实行之后，朱元璋发现所招之人并无实际之学，于是一气之下停止科举考试。通过十年的改革与准备，科举考试才重新开始实行，“科目者，沿唐、宋之旧，而稍变其试士之法，专取四子书及《易》、《书》、《诗》、《春秋》、《礼记》五经命题试士。盖太祖与刘基所定。其文略仿宋经义，然代古人语气为之，体用排偶，谓之八股，通谓之制义”[2]。
科举制度在历史上一直聚讼纷纭，各方皆有合理之处。宋代陆九渊曾辩护道：“人才之不足，或者归咎于科举，以为教之以课试之文章，非独不足以成天下之材，反从而困苦毁坏之。科举固非古，然观其课试之文章，则圣人之经，前代之史，道德仁义之宗，治乱兴亡得丧之故，皆粹然于其中，则其与古之所谓‘学古入官’，‘学而优则仕’者何异？困苦毁坏之说，其信然乎不也。”[3]而五代王定保则认为，科举是“有其才者，靡捐于瓮牖绳枢，无其才者，讵系于王公子孙”[4]。因而，审度科举，需全面的视角，对此，有学者指出：“近代以来，不少人完全否定科举考试的积极意义，认为科举考试不能造就人才。那些未曾全面深入研究过历代科举考试情形的人这样说，是信口开河；若认真研究过的人也这样说，则是片面与偏激。”[5]
纵观历史，对科举制度的批判一直存在，且不乏名家。顾炎武认为，“八股之害，等于焚书，而败坏人材，有甚于咸阳之郊所坑者但四百六十余人也”[6]。而康有为则认为，“诸生荒弃群经，惟读《四书》；谢绝学问，惟事八股。于是二千年之文学扫地无用，束阁不读矣。渐乃忘为经义，惟以声调为高歌；岂知圣言，几类俳优之曲本。东涂西抹，自童年而咿唔摹仿；妃青俪白，迄白首而按节吟哦。既因陋而就简，咸闭聪而黜明”[7]。康有为的批评无疑是直击要害的：若一生谢绝学问、惟事八股，除了四书五经其他的书一概不看，连诸如儒家其他经典、史书（《史记》《汉书》等）一律不读，医学、数学、地理学、物理学等自然科学学科的书目就更不在其中，如此培养出的人知识结构单一、实践能力极差，如何治理天下？
晚明之时，中国首次接触西方科学，起步与西方相差不远，有机会并驾齐驱，然最终错失良机，落后于先进，细心审之，极重科举制乃最大祸根之一。吴晗有言：“明清两代五六百年间的科举制度，在中国文化、学术发展的历史上作了大孽，束缚了人们的聪明才智，阻碍了科学的发展，压制了思想，使人脱离实际，脱离生产，专读死书，专学八股，专写空话，害尽了人，也害死了人，罪状数不完，也说不完。”[8]概而言之，科举制度对于科学之消极影响具体如下：
首先，知识类型单一带来的消极影响。在科举教育制度下，人们接受的知识均与科举考试相关，这使得学生的知识面极其单一，除了与科举考试相关的内容外，他们一无所知或知之甚少。由于科举的巨大压力，人们根本无暇顾及其他学科的知识，而此时，教育机构又未提供学习其他学科的知识之可能，这就只能让学生一再错过学习其他知识的机会，从而把一生时间都花费在科举考试上。人都有学习上的惰性，都习惯学习与已有知识相关的知识，对于跨度较大的知识学习都有畏惧心理，从而很少主动去学习和关注不相关学科的知识。科学作为一门与科举考试不同的学科，其知识体系、思维方式、学习方法与科举考试完全不同，这使得一生只接受了科举教育的学生面对它时总是充满畏惧和排斥，这就大大减弱了他们学习科学技术的动力。知识类型单一除了会影响接受科举考试教育的学生学习科学知识的动力外，还会影响其在科学方面的创造力，科学毕竟不像科举那样有着具体答案和标准，而是在现有基础上去创造性地发现新的理论，如果没有多样性的知识储备，很难在科学上有所突破。
其次，价值取向单一带来的消极影响。科试唯举，别无出路，所谓“学而优则仕”灌输给举子乃至整个社会一种强烈的价值取向。以此为指南，人们看轻其他职业，唯有做官好，每一个人进入学校学习的目的就是为了考中科举，至于其他的目的要不根本没有考虑过，要不就是这些目的的实现首先是以考中科举为前提的，只有考中科举之后才会去为了这些目的而奋斗。所谓“为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平”[9]，不过是冠冕堂皇的说辞！单一的价值取向，让探索世界之本质的科学失去了价值，这会使人们产生一种错觉，即科学研究是一种不务正业的活动或职业，只有未考中科举的人才会去从事。那些考中了科举的人一般也不会去从事科学探索，因为这会让人认作不务正业、不关心朝政等。科举制度的价值导向单一化的危害还不限于此，它最大的危害在于，朝廷、社会不重视科学所取得的成就，使得很多有志于科学探索的人所获得的成就被束之高阁，严重阻碍科学成果的传播，大大影响了科学的发展。
最后，教育方法单一带来的消极影响。科举考试以四书五经为教材，以八股文体为标准，使得教育机构的教育单一化，即背诵四书五经、熟练八股文体即可。这种以背诵为主的学习方法与科学探索的方法完全不同。一是，科学探索强调创造性，这在科举考试教育中是没有的，人们强调更多的是如何更好地理解和遵循四书五经的答案，一旦创造性地给出科举考*答案试**就意味着落榜，甚者还会被判刑坐牢。二是，科学探索强调与现实自然界的一致性，而科举考试教育强调的是与古代经典的一致性，使得接受过科举教育的人们习惯性地脱离现实社会，他们的思考与讨论都是形而上的，很难具体落实到实际生活中。在经历了严格的科举考试教育之后，人们很难理解科学探索的方法及其思维方式，这大大影响了他们对科学的理解，进而会影响他们对科学探索的积极性。尽管科举选拔人才制度在历史上曾经起过积极作用，但随着近代知识的变革和增长，由于对科学的忽略，近代以来这一制度愈来愈严重地阻碍了中国科学技术的发展。
综上所述，科举制度具有两面性，但在晚明之际，整体上阻碍了当时科学技术的发展，使得我国晚明之后在科学领域一直扮演追赶者的角色。当然，我们并不能因此就否定掉科举制度的可取之处。但是，仅就科学技术发展的角度来看，科举对于科学技术发展的阻碍则是致命的，可以说只见其害、难见其利。
注释
[1]明太祖实录：卷五一二//龚笃清.明代八股文史探.长沙：湖南人民出版社，2006：137.
[2]张廷玉，等.明史（4）.长春：吉林人民出版社，2005：1083.
[3]陆九渊.陆九渊集：卷二十四.北京：中华书局，1980：297-298.
[4]王定保.唐摭言：卷三.西安：三秦出版社，2011：53.
[5]周腊生.宋代状元奇谈·宋代状元谱.北京：紫禁城出版社，1999：4.
[6]顾炎武.日知录：卷十六.周苏平，陈国庆，点注.兰州：甘肃民族出版社，1997：733.
[7]康有为.请废八股试帖楷法试士改用策论折//王凯符.八股文概说.北京：中华书局，2002：63.
[8]吴晗.明代科举情况和绅士特权//吴晗.灯下集.北京：三联书店，1960：94.
[9]朱熹.近思录.吕祖谦，编.郑州：中州古籍出版社，2008：453.
5.小说与奢靡的文化生活
中国文学历朝各具特色，诸如唐诗、宋词、元曲，明朝则小说最盛。小说经历先秦两汉、魏晋南北朝的积累与沉淀，到唐朝成形，明朝其发展臻于顶峰。钱大昕指出，“古有儒、释、道三教，自明以来，又多一教曰小说。小说演义之书，未尝自以为教也，而士大夫、农、工、商、贾无不习闻之，以至儿童妇女不识字者，亦皆闻而如见之，是其教较之儒、释、道而更广也”[1]。据此可知，小说已成明朝的主要文化形式。
明朝为小说风靡一时提供了良好条件，主要包括：（1）政策宽松。仁、宣以降，文化渐渐自由。正德之后，政文合一，观念转变，为小说的发展提供了宽松的政治环境。（2）商业繁荣。随着商品化的推进，世人重利，金钱至上，《二刻拍案惊奇》记载：“凡是商人归家，外而宗族朋友，内而妻妾家属，只看你所得归来的利息多少为轻重。得利多的尽皆受敬趋奉；得利少的，尽皆轻薄鄙笑。”[2]彼时，文化亦被商品化。（3）思想解放。心学成为社会的主流思想，人们追求个体自由，社会肯定追求物质利益与功利主义的合理性。明人谢肇淛说，“今时娼妓布满天下，其大都会之地动以千百计，其他穷州僻邑，在在有之”[3]。（4）科技发展。晚明时造纸术和印刷术已经很发达，为小说的广泛传播提供了技术支持。当时从事造纸业的很多，“衢之常山、开化等县，人以造纸为业”[4]，并广开书坊、印肆，小说杂书如《西厢记》之类，流传之久，遂以泛滥[5]。
晚明小说有两个特点，一是通俗易懂，对此，冯梦龙在其小说《警世通言》中就有总结，“话须通俗方传远，语必关风始动人”[6]；二是描摹现实，冯天瑜先生在《明清文化史散论》中认为，到明代中晚期，中国古典小说从英雄小说、神魔小说和讲史小说向描绘世俗社会的世情小说转变[7]；《水浒传》、“三言”、“二拍”等就是很好的例子。施耐庵的《水浒传》写的是人民在腐败朝廷的统治下如何反抗的，其书在嘉靖年间就已在民间广为传播。“三言”“二拍”则主要表达底层市民阶层的生活和心理，主要以爱情、友情为题材。“三言”中与爱情相关的小说有56篇，与友情相关的小说有23篇，共占总篇数的三分之二。而在“两拍”中，与爱情相关的小说有35篇，与友情相关的小说有22篇，共占总篇数的四分之三。除此之外，“三言”“二拍”中还涉及对腐败无能官吏的揭露和批判，很好反映了现实生活，深受大众喜爱。
色情题材小说是明朝一大特点，最著名者当属《*瓶金**梅》，此外，还有《玉娇梨》《绣榻野史》《双峰记》《宜春香质》等。这反映了当时奢靡已极的世俗生活。晚明的奢靡文化主要表现在两个方面：（1）奢侈的生活风气。奢侈之风遍及生活各个方面，如服饰，“豪富之家，有衣珍珠半臂者”[8]；又如饮食，《*瓶金**梅》里描述饮食非常细致，出现的主食就有五六十种，菜肴不下二百，瓜果不下三十，各种酒类二十余种；再如建筑，“当时人家房舍，富者不过工字八间，或窑圈四围，十室而已。今重堂窈寝，回廊层台，园亭池馆，金晕碧相，不可名状矣”[9]。有人指出：“奢靡之风，在晚明社会的娱乐文化的消费与各种节日的铺张上面，体现得最为充分。名宦富贾，不仅穷灯红酒绿之欲，且尽丝竹管弦之乐，因此女乐声伎、歌儿狎客，盛极一时。富贵者不问国家之兴亡，不知百姓之饥苦，纵宴游之乐，炫耳目之观，真可谓骄奢淫佚，醉生梦死。”[10]（2）糜烂的两*生活性**。皇帝官员淫乱，如沈德符在《万历野获编》卷21中的描述：“至宪宗朝，万安居外，万妃居内，士习遂大坏。万以*药媚**进御，御史倪进贤又以药进万，至都御史李实、给事中张善俱献房中秘方，得从废籍复官。以谏诤风纪之臣，争谈秽媟，一时风尚可知矣。”[11]除了官吏糜烂，文人雅士也参与其中，拥妓狎娼之风尤盛。此外，晚明同性恋嫖宿盛行，《二刻拍案惊奇》卷十七中如此写道：“而今世界盛行男色，久已颠倒阴阳，那见得两男便嫁娶不得？”[12]
毋庸置疑，晚明奢靡某种程度上促进了当时经济的发展，但其负面作用不可小觑。首先，奢侈品市场繁荣，一定程度上阻碍了农业发展。当时就有人疾呼：“夫农桑天下之本业也，工作淫巧，不过末业，世皆舍本而趋末，是必有为之倡导者，非所以御轻重而制缓急也。”[13]其次，人们纵欲，大多不思进取。于是乎，“燕云只有四种人多：阉竖多于缙绅，妇女多于男子，娼伎多于良家，乞丐多于商贾”[14]。最后，奢侈之风助长政治腐败。为了享乐，官商往往勾结，欺压百姓，败坏政治。
单就文化而言，明朝小说无疑贡献卓著，而彼时糜烂的生活环境亦“功不可没”。然奢靡之生活风气并非长久之态，因而，明亡之后小说盛景不再。
注释
[1]钱大昕.潜研堂文集：卷十七.陈文和，点校.南京：江苏古籍出版社，1997：272.
[2]凌濛初.二刻拍案惊奇：下：卷十七.北京：华夏出版社，2012：453.
[3]谢肇淛.五杂俎：卷八.上海：上海书店出版社，2001：157.“今时”指万历时。——笔者注
[4]陆容.菽园杂记：卷十三.北京：中华书局，1985：157.
[5]叶盛.水东日记：卷二十一.北京：中华书局，1980：214.
[6]冯梦龙.警世通言：卷十二.北京：华夏出版社，2013：110.
[7]冯天瑜.明清文化史散论.武汉：华中工学院出版社，1984：117.
[8]谢肇淛.五杂俎：卷十二.上海：上海书店出版社，2001：250.
[9]何乔远.名山藏：卷一百零二//刘森林.大运河——环境 人居 历史.上海：上海大学出版社，2015：57.
[10]暴鸿昌.论晚明社会的奢靡之风.明史研究，1993（3）：85.
[11]沈德符.万历野获编：卷二十一：士人无赖.北京：文化艺术出版社，1998.
[12]凌濛初.二刻拍案惊奇：上：卷十七.北京：华夏出版社，2012：221.
[13]张瀚.松窗梦语：卷四.盛冬铃，点校.北京：中华书局，1985：79.
[14]谢肇淛.五杂俎：卷三.上海：上海书店出版社，2001：43.
二、科技大家的中土特点
回溯中国科技发展史，虽然在宋元高峰之后，明朝科技发展水平有所下降，但在许多领域，特别是在实用技术和工程方面，诸如航海、纺织、冶金等，仍然领先于世界。明朝科技发展有一大特点，即对前人的成就进行总结，并将其继续推进，用以指导实践，因而产生了数本总结性巨著，如李时珍的《本草纲目》、朱载堉的《乐律全书》、徐光启的《农政全书》、徐霞客的《徐霞客游记》、宋应星的《天工开物》等，在科技史上留下了不可磨灭的痕迹。
1.航海家：郑和
郑和（1371—1434），原姓“马”，回族，云南昆阳（今晋宁）人，小名三保，明朝著名航海家。他生于伊斯兰教世家，从小受到良好教育，在朱元璋统一云南后，入宫做了太监，后得到燕王朱棣重用。在明成祖朱棣夺取帝位的过程中，郑和多次立功，朱棣称帝后其被任命为内官监太监，1404年（永乐二年）被赐姓“郑”。
郑和因奉帝命率船队七下西洋，从而名扬天下。他之所以被选为出使西洋的正使，与当时回回掌握了先进航海技术和精确海程记载有关。元代时期的回回，传承了唐宋时代回回的航海技术，因此他们拥有较高水平的航海技术和经验。郑和乃回回，加之能力胆识为朱棣赏识，成为首当之选。
1405年（永乐三年六月），郑和从南直隶太仓州的刘家港（今浏河镇）开始第一次西洋之行，于1407年（永乐五年）秋返国。此行随员共27000余人，船只62艘，最大的船长44丈、宽18丈，可纳1000余人，被认为是当时世界上最大的船，船上配有航海图、罗盘针等，俱为当时世界上最先进航海设备。之后，郑和又率船队，于1407—1409年、1409—1411年、1413—1415年、1417—1419年、1421—1422年、1431—1433年六次下西洋。郑和船队抵达过亚、非两洲30多个国家，主要有今越南中南部、柬埔寨、泰国、马六甲、文莱、斯里兰卡、马尔代夫等。郑和船队是第一支抵达赤道非洲的外来船队，开启了中国与非洲东海岸的直接联系。船队与所到国家进行贸易，用所载的瓷器、铁器、丝绸、茶叶及金银换回了他国的香料、宝石、象牙等。郑和的第一次航行，比哥伦布首航美洲早87年，比迪亚士发现好望角早83年，比达·伽马开辟东方新航线早93年，比麦哲伦首次到达菲律宾早116年。郑和还绘制了《郑和航海图》，这是中国第一部航海地图。因而，“郑和下西洋”对于世界航海史意义重大。
彼时，郑和能进行如此长距离航行，除了政治稳定和经济繁荣之外，发达的造船技术必不可少。中国自古就是造船强国，早在秦汉就达到了第一个造船史的高峰，汉代航海家已经有远达印度和锡兰的航行记录。及至唐代，开始与波斯、阿拉伯等地频繁通航。由于中国船体积大且牢固，唐末五代时期，阿拉伯商人东航者皆乘中国船。在罗盘等航海技术的促进下，中国造船业在唐宋又迎来了一个高峰。中国古代航海技术，包括罗盘的使用、计程法、牵星术、针路和海图等，直到明代仍然保持着领先世界的水平。[1]因此，元明在唐宋之后，一方面拥有建造大船的物质技术基础，另一方面明朝廷又实施“耀兵”、“示富”、出使西洋的政策，这都使得郑和四十四丈大型宝船的出现成为必然。
“郑和下西洋”对于明朝发展同样具有重要价值，主要包括如下方面：
（1）建立了与亚非各国的和平关系，实现各方和平发展。秦汉以降，中国各朝代大多奉行“和平共处”，明朝也是如此。朱棣派郑和下西洋，既宣示国威，更要借此进行国际贸易，加强与周边国家的和平共处。
（2）促进了与亚非各国的贸易关系，刺激国内经济发展。朱棣时期，明朝经济已经很繁荣，向外发展贸易时机已到。郑和船队带去明朝盛产的丝绸、茶叶、陶瓷等，换回“明月之珠、鸦鸦之石，沉南、龙速之香，麟狮、孔翠之奇，梅脑、薇露之珍，珊瑚、瑶琨之美，皆充舶而归”[2]。“郑和下西洋”产生的经济效益不仅仅局限于国家，很多民众亦因此发财致富，如严从简所言：“自永乐改元，遣使四出，招谕海番，贡献毕至，奇货重宝前代所希，充溢库市，贫民承令博买，或多致富，而国用亦羡裕矣。”[3]
（3）促进了与亚非各国的文化交流，增进了对国外的了解。当时，在世界范围内，中国文明程度较高，郑和出使任务之一，就是推广中国文化。如朱棣所谕：“朕丕承鸿基，免绍先志，罔敢或怠。抚辑内外，悉俾生遂，夙夜兢惕，惟恐弗逮。恒遣使宣教化于海外诸番国，导以礼义，变其夷习。”[4]郑和则不辱使命，很好地完成了任务。与此同时，郑和船队也从国外学到大量知识，尤其是地理知识。在出使过程中，郑和对各国的地理知识都做了详细的记载。随行人员的著作，如马欢的《瀛涯胜览》、费信的《星槎胜览》、巩珍的《西洋番国志》，翔实而生动地记录了途经国家的地理位置、名胜古迹、风土人情、宗教信仰、生物品种等。
郑和七下西洋之壮举，在世界航海史上留下了光辉的一笔，历史学家吴晗认为：“可以说郑和是历史上最早的、最伟大的、最有成绩的航海家。”[5]但遗憾的是，郑和之后，明朝再无远航之例，航海技术日渐衰弱。
注释
[1]汪建平，闻人军.中国科学技术史纲.修订版.武汉：武汉大学出版社，2012：393.
[2]黄省曾.西洋朝贡典录：序.北京：中华书局，1991：1.
[3]严从简.殊域周咨录：卷九.北京：中华书局，1993：324.
[4]朱棣.御制弘仁普济天妃宫碑记//郑鹤声，郑一钧.郑和下西洋资料汇编：下.济南：齐鲁书社，1989：430.
[5]吴晗.明史简述.北京：中华书局，1980：79.
2.医药学家：李时珍
李时珍（1518—1593），字东璧，号濒湖，湖广蕲州（今湖北省蕲春县蕲州镇）人，明代著名医学家、药学家、文学家。他生于医学世家，祖父、父亲均为当地名医，从小就受到很好的医学教育。他14岁考上秀才，但历经9年，3次乡试均落榜，于是从医。他从小喜爱读书，医书尤甚，为日后撰写《本草纲目》夯下坚实的基础。除《本草纲目》，他还整理和撰写了《濒湖脉学》《奇经八脉考》《三焦客难》《命门考》《五脏图论》《濒湖医案》《天傀论》《脉学四言举要便读》《李濒湖氏时珍脉诗》《痘科》11种著作，但大多已遗失，其中目前存世的仅有《濒湖脉学》和《奇经八脉考》两种，而《本草纲目》为其影响最大之著作。
1552年（嘉靖三十一年），李时珍开始撰写《本草纲目》，历经27年才正式完稿。前16年他主要收集资料，后11年主要撰写和修订该书。《本草纲目》全书190余万字，共52卷，共集药物1892种，附药方11096种，插图1160幅，不仅保存前人资料，还纠正其中诸多错误，是对之前药物学的一次全面总结。李时珍写道：“医家本草，自神农所传止三百六十五种……然品数既烦，名称多杂，或一物而析为二三，或二物而混为一品，时珍病之。乃穷搜博采，芟烦补阙，历三十年，阅书八百余家，稿三易而成书，曰《本草纲目》。”[1]《本草纲目》在李时珍生前并未出版，1596年（万历二十四年）出版时，他已去世3年。
《濒湖脉学》是李时珍有幸存世的另一著作，它虽没有《本草纲目》影响大，但对中医脉学发展意义重大。李时珍之前，中国已有多部脉学著作，但都存在各种各样的瑕疵和错误，在李时珍看来都不尽如人意，故决定写一本脉学著作。在其父李言闻的《四诊发明》一书基础上，李时珍于1564年（嘉靖四十三年）撰成《濒湖脉学》一卷，分《四言诀》与《七言诀》两个部分，《四言诀》是一般综述，《七言诀》描述各种脉的形状、主病等内容。此书语言通俗生动，故问世之后深受欢迎，之后的脉书大多以此书为蓝本。
概括来看，李时珍对于后世的贡献主要集中于如下方面：
（1）本草学领域的贡献。这是他贡献最大的领域。其一，建立新的本草分类体系。之前本草分类都是以上、中、下三品分类，如汉代的《神农本草经》。李时珍自创本草分类方法，即“物以类聚，目随纲举”。《本草纲目》药物以十六部为纲、六十类为目，结构有序，检索方便。其二，发展药物学的内容。通过研究，李时珍发现很多药物的记载有误，于是将错误信息列出来，进行分析、纠正，《本草纲目》共列“正误”70余项。他还补充新药374种，新增单方、验方8000余副。其三，批判“长生不老”之药与“炼丹成仙之术”。永乐年间开始，道教开始宣扬服食某些丹药可以长生不死，一时炼丹风气兴起。李时珍指出其危险性，他说：“言丹砂化为圣金，服之升仙……其说盖自秦皇、汉武时方士传流而来，岂知血肉之躯，水谷为赖，可能堪此金石重坠之物久在肠胃乎？求生而丧生，可谓愚也矣。”[2]
（2）自然科学领域的贡献。《本草纲目》内容广泛，“虽名医书，实该物理”[3]。《本草纲目》记载植物五部二十八类，即草部八类、谷部三类、菜部五类、果部六类、木部六类，每一种植物的产地、生长环境、成熟季节、培育方法、病虫防治等，均有详尽记载。书中亦有大量动物记载，共记载462种动物及其形态、生理特征、繁殖情况、经济价值、药物价值等，被视为当时世界最完备的动物学著作。该书还记载大量农学资料，以及矿物质资料，是当时中国比较齐全的矿物学书籍。
（3）脉学领域的贡献。一方面，《濒湖脉学》简明扼要，通俗形象，音韵协调，易读易记，切合临床，流传颇广，促进了脉学知识的传播与发展。另一方面，它扩展了脉学理论知识。李时珍认为，“《脉经》论脉，止有二十四种，无长短二脉，《脉诀》论脉，亦有二十四种，增长短而去数散皆非也”[4]。于是，他增加长、短、牢三部脉，还给出辨别脉体与脉象的方法，对脉学贡献巨大。
李时珍贡献卓著，在国内外都有着巨大的影响。在国内，《本草纲目》已经被刻印30余次，一直是中国医药学发展的重要指南，李时珍被郭沫若称之为“医中之圣”。在国外，《本草纲目》于1607年首次传入日本，之后传入朝鲜、越南等近邻国家，17、18世纪经传教士传到欧洲，目前已有德、法、英、拉丁、俄等不同语言的译本。李约瑟认为：“毫无疑问，明代的伟大的科学成就是李时珍那部攀登到本草著作之顶峰的《本草纲目》……李时珍达到了与伽利略、维萨里的科学活动所隔绝的任何科学家所不能达的最高水平。”[5]
注释
[1]张廷玉，等.明史（6）.长沙：岳麓书社，1996：4350.
[2]李时珍.本草纲目（校点本）：上册.北京：人民卫生出版社，1975：518.
[3]李建元.进本草纲目疏//汪建平，闻人军.中国科学技术史纲.修订版.武汉：武汉大学出版社，2012：375.
[4]柳长华.李时珍医学全书.北京：中国中医药出版社，1999：1662.
[5]李约瑟.中国科学技术史：第一卷·导论.北京：科学出版社，1990：151.
3.音律学家：朱载堉
朱载堉（1536—1612），字伯勤，号句曲山人，安徽凤阳人，明代著名声乐家、艺术家、数学家、历史学家。他是明太祖朱元璋第八世孙，其父郑恭王朱厚烷精通音律。朱载堉从小就学习能力极强，据方志记载：“载儿时即悟先天学。稍长，无师授，辄能累黍定黄钟，演为象法、算经、审律、制器、音协、节和，妙若神解。”[1]他喜爱读书，阅读广博，比如“读《性理大全》，见宋儒邵雍《皇极经世书》、朱熹《易学启蒙》、蔡元定父子《律吕新书》、《洪范皇极内篇》等”[2]，为日后研究打下很好基础。他在诸多领域均颇有天赋，尤其着意在数学方面的能力。他说，“余为人无所长，惟算术是好，因其所好，而益穷之，以求至乎其极”[3]。
虽然贵为王子，但朱载堉的一生并不顺利，他3岁便丧母。1548年（嘉靖二十七年），他父亲因不满嘉靖帝荒废朝政，上疏劝谏，开罪于皇帝，在其祖叔父的挑拨下被世宗囚禁，朱载堉亦不得不搬出王宫，清贫度日。1570年（隆庆四年），他父亲被释放，恢复了王位。1591年（万历十九年），他父亲去世，他执意让爵，经过15年7次上疏之后，万历帝终于在1606年（万历三十四年）同意了他的请求，将王位让与当年陷害父亲入狱的祖叔父之孙，神宗夸奖他：“载堉恳辞王爵，让国高风，千古罕见，朕嘉尚不已。”[4]之后，朱载堉便搬出王宫，过着清静的生活，直至去世。
朱载堉一生致力于学术，成就涵盖诸多领域，是中国少有的百科全书式的人物。他一生著述共18种，其中以《乐律全书》影响最大。《乐律全书》收录了14种书籍，计47卷，包括《灵星小舞谱》1卷、《二佾缀兆谱》1卷、《小舞乡乐谱》1卷、《六代小舞谱》1卷、《乡饮诗乐谱》6卷、《旋宫合乐谱》1卷、《操缦古乐谱》1卷、《万年历备考》3卷、《圣寿万年历》2卷、《律历融通》4卷、《律吕精义》20卷、《算学新说》1卷、《乐学新说》1卷和《律学新说》4卷。另有17种，都直接或间接与音乐、艺术相关，即《律吕质疑辨惑》1卷、《律吕正论》4卷、《嘉量算经》4卷、《瑟谱》10卷、《古周髀算经图解》1卷、《圆方勾股图解》1卷、《乐和声大成乐舞图说》1卷、《先人图正误》1卷、《古乐谱图》20卷、《韵学新说》3卷、《古今韵学得失论》1卷，以及卷数不详的《瑟铭解疏》、《切韵指南》、《金刚心经注》、《礼记类编》、《毛诗韵府》和《算经秬秠详考》。
朱载堉对音律贡献甚大，被后人称为“律圣”。1581年，朱载堉完成十二平均律的理论工作，提出了计算方法。1584年，他在《律学新说》中对十二平均律进行详细描述。十二平均律指将八度规定为音律的比例，又将八度分为十二个相等的半音，且保证任意两个相邻半音直接的音程值为2的1/12次方。朱载堉是世界上第一个提出十二平均律的人，比法国音乐理论家梅尔生提出相同理论早了半个多世纪。十二平均律完全解决了中国乐律史上的十二律旋宫问题，而德国音乐家巴赫制造出世界第一台钢琴就是根据该理论制造出来的，目前世界上仍有百分之九十左右的乐器根据该理论设计。
在乐器方面，朱载堉也做出了重要贡献。他将十二平均律运用到指导乐器的设计与制造中，“制造了世界上第一件按照十二平均律理论发音的乐器——弦准，制造和考辨了包括律管在内的种种乐器，探讨了它们的发音规律和物理功能，研究了音乐史、乐器史”[5]。他认为，乐器的本质是乐律，在新的生律方法指导下，他对乐器分类、乐器形状、乐器材料、乐器制造等进行研究，提出了诸多创造性思想和指导性理论。此外，他还论述了乐器等级问题，认为乐器之间并无贵贱之分，只有乐器音量、音色区别，不同场合使用不同乐器只是根据其乐器特点来决定，而不是贵贱之分的问题。
朱载堉在中国舞蹈史上的贡献是开创性的。今人认为，“是朱载堉第一个建立起了‘舞学’，把舞蹈作为一门艺术、一门社会科学提到了议事日程上。他在《律吕精义·外篇》中，从舞蹈的社会功能到艺术功能、从舞蹈的内部结构到外部形态、从舞蹈教育到舞蹈表演，都一一进行了论述，并提出了一系列很有意义的命题。可以说，朱载靖的《律吕精义·外篇》之舞蹈部分是中国历史上第一部较完整的舞蹈学著作”[6]。概括地说，他的舞蹈学贡献包括三方面：（1）建立舞蹈理论框架。在《论舞学不可废》中，他创建了一个舞蹈学科的论纲，并介绍舞蹈的基础动作和训练方法。（2）论述舞蹈的“体”“用”学说。他提出，舞蹈的本质是人内心情感与外部事物“碰撞”而发生的一种不由自主的行为，舞蹈的功能在于陶冶人们的情操、规范人们的行为等。（3）提出舞蹈教育体系。他阐释了舞蹈教育理念和舞蹈培养体系，以及如何编写舞蹈教材的问题。
在自然科学领域，朱载堉也颇有成就。在数学方面，他最早提出了“已知等比数列的首项、末项和项数而求解等比数列其他各项”的方法，以及不同进位数的换算方法和九进制、十进制的换算方法，第一个运用珠算进行开方计算，最早提出了一套关于开方的珠算口诀。除了数学研究，还研究了计量学与度量衡演变史，精确测定了水银的密度，成功创立了确定回归年长度的古今变化的新公式，比古人更准确地确定了北京的纬度和磁偏角。
当时，朱载堉的成就并不被世人重视。当他将“十二平均律”献与宫廷，明神宗将之束之高阁。“顺治间《怀庆府志》卷七说，关于朱载堉的著作，‘索解人不得’。乾隆皇帝御制《律吕正义》续编认为，朱载堉在其乐律研究中，托名周公以立黄钟还原的理论，是‘饰其词以自文，假其名以欺世’。”[7]但是，当他的成就于19世纪20年代初传到国外，得到了包括赫尔姆霍茨、黎曼、李约瑟、山口庄司、中根璋等人的一片赞誉。此后，国内才开始重视朱载堉的贡献。
注释
[1]赵向东，吴付来.中华文化五千年：明清卷.北京：华夏出版社，1996：73.
[2]朱载堉.圣寿万年历//刘芊.礼乐余响——朱载堉与儒家乐教.北京：*物文**出版社，2015：30.
[3]朱载堉.律学新说.冯文慈，点注.北京：人民音乐出版社，1986：277.
[4]明神宗实录：卷四百二十一//明实录.台湾：“中央研究院”历史语言研究所校印本，1962：7971.
[5]戴念祖.朱载堉的生平和著作.中国科技史料，1987，8（5）：43.
[6]袁禾.朱载堉的舞学思想.北京舞蹈学院学报，1992（1）：20.
[7]王军.享誉世界的中国古代杰出音乐家——朱载堉.中国音乐，2006（1）：65.
4.舆地学家：徐霞客
徐霞客（1587—1641），名弘祖，字振之，号霞客，南直隶江阴（今江苏江阴）人，是明朝著名的地理学家。他生于工商家庭，从小生活富裕，受到良好教育。其父徐有勉喜爱大自然，不爱结交官宦，对儿子影响很大。19岁时，父亲去世，徐霞客遂放弃功名，一心探索自然。其母非常支持他的选择，鼓励他：“‘志在四方，男子事也。……岂令儿以藩中雉、辕下驹坐困为？’遂为制远游冠，以壮其行色。”[1]徐霞客所有成就都收录在巨著《徐霞客游记》里，该书共十卷，李约瑟评价它：“读来并不像是十七世纪的学者所写的东西，倒像是一位二十世纪的野外勘测家所写的考察记录。”[2]
1608年（万历三十六年），21岁的徐霞客开始第一次旅行。在之后的30多年中，他走遍中国下述19个省市，即今北京、天津、上海、江苏、浙江、安徽、山东、河北、山西、陕西、河南、湖北、湖南、江西、福建、广东、广西、云南、贵州，行程数万里。以1636年（崇祯九年）为界，前期他的出游地无论远近都交通方便，且时间都有间隔，出行时间不长，主要目的为搜奇访胜，学术上未有多大建树，留下的游记共有17篇，只占其所有游记的十分之一左右。1636年（崇祯九年），他开始西南之行，这是他历时最长、行程最长的一次旅行，亦是最后一次旅行。他自江苏始，经今上海、浙江、江西、湖南、广西、贵州到云南，归途中又过湖北、安徽，1640年（崇祯十三年）途经安徽时积劳成疾，已不能走路，在丽江知府的帮助下才回到家中，于1641年（崇祯十四年）初在家中去世。这次游历重点是广西和云南，关于两地的介绍占到了其游记的四分之三。
徐霞客去世时，《徐霞客游记》尚未出版。1645年，入关清军南下，江南生灵涂炭，徐霞客老家江阴也遭侵犯，徐霞客游记手稿随之散失。后经多人尤其是他儿子李寄和族孙徐镇，多方搜求和整理，最后于1776年（清乾隆四十一年）付梓，被后世视为定本。1976年，北京图书馆发现了《徐霞客西游记》旧抄本五册，其中有初编者季孟良于1642年（崇祯十五年）的题字，共23万余字，补充、完善了徐霞客游记的内容。
徐霞客对中国乃至世界地理学贡献卓著，“开辟了有系统的观察自然、描述自然的新方向”[3]，尤其对于中国人而言，开创了以实地考察探索自然而不仅是研读前人资料的新传统。具体来说，他在地理学的成就主要如下：
（1）关于石灰岩地貌的研究。中国早有关于石灰岩的记载，但真正对石灰岩地貌做系统考察是从徐霞客开始的。他详细考察了从湖南到滇东数千里石灰岩溶蚀地貌的分布状况、类型和特征，对各地差异及成因加以系统记述和研究，并给出科学说明；对峰林、岩洞、天生桥、盘洼、普井、天池等各种岩溶现象加以定名，并作详细记录。这些都是中国乃至全世界最早有关石灰岩地貌的记录，比欧洲的爱士培尔关于石灰岩地貌的记录早了150多年，比罗曼对石灰岩地貌做系统分类早了200多年。
（2）关于山川源流的考察。长江起源问题，从《禹贡》开始，中国人一直以岷山为长江源，明代罗洪先编的《广舆图》中仍坚持此说，徐霞客对此表示怀疑。他亲自实地考察长江源头，提出金沙江才是长江起源，这对推动地理学的发展意义重大。他在实地考察长江起源过程中，还阐释了流水侵蚀原理，这比西方最早提出该观点的英国地理学家郝登早出了一百多年。在《盘江考》中，他还指出《大明一统志》中以明月所、火烧铺二水为南、北盘江源的错误。此外，他还指出了关于云南澜沧江、潞江、礼社江、龙川江、麓川江等一些记录错误，经过实地考察后他给出了正确答案。
（3）关于火山的研究。1639年在滇西考察期间，徐霞客详细记录了腾冲火山的地热，翔实记载和分析了老鹰山火山爆发情况，为后人研究腾冲火山活动留下了重要资料。他详细而形象地描述了硫磺塘村水热爆炸坑中沸泉喷出水汽的宏伟景观，采用沸泉、温泉等术语描述水温与喷溢方式，发现与描述了喷气孔、泉华的成分与泉华堆积的形态（石芝菌），记述喷气孔的结构与形态，提出“喷若发机”“热源地下”的观点，还记述了民间利用地热的情况和养硝酿磺的工艺过程，这无疑是一次超越时代的科学考察。
除了地理学之外，徐霞客还有诸多科学成就。通过大量实地调研，他发现了植物与气候的关系，认为高山中由于风大、气温低，所以一般只有荒草，没有树木，还认为海拔高与纬度高都会影响植物开花和成熟，这些观点比德国地理学家亚历山大·冯·洪堡提出类似观点早了200多年。对于所经之地，他都会把当地村名、山名、河名等记录下来，均会问清楚名字的来源，为后世研究地名提供了宝贵的资料。在《徐霞客游记》中，涉及很多少数民族地区、村落、经济作物的记载，为后世相关研究提供了翔实的资料。此外，人们还从文学、历史学等方面去挖掘《徐霞客游记》的价值。
注释
[1]陈函辉.徐霞客墓志铭//漆绪邦.中国散文通史：下.增订本.北京：首都师范大学出版社，2014：192.
[2]李约瑟.中国科学技术史：第五卷：第1分册.北京：科学出版社，1975：62.转引自：张全明，张翼之.中国历史地理论纲.武汉：华中师范大学出版社，1995：344.
[3]候仁之.中国古代地理名著选读：第一辑.北京：科学出版社，1959：12.
5.工程技术学家：宋应星
宋应星（1587—约1666），字长庚，祖籍江西奉新，明代著名科学家、技术专家。他的曾祖父宋景曾官至三部尚书，于1547年（嘉靖二十六年）去世，祖父宋承庆悲伤过度，半年后随之离世，此时他的父亲宋国霖才20岁。宋国霖多次科举，皆名落孙山。虽然宋应星雄心勃勃，但15年6次科举考试他均落榜。1634年（崇祯七年），他开始在袁州府任分宜县学教谕，一共任职4年，他大部分著作都是在这一期间撰写而成。1638年（崇祯十一年），宋应星在吏部考核中被评为优，被提拔为正七品的福建汀州府推官。1643年（崇祯十六年），他再次被提拔为安徽亳州知州，但一年之后李自成攻入北京，明朝灭亡，他便辞官回家，之后一直过着隐居的生活，直至康熙初年去世。
宋应星异常博学，史载著作极多，目前所知的有《画音归正》《原耗》《杂色文》《美利笺》《春秋戎狄解》《野议》《论气》《谈天》《思怜诗》《天工开物》10种。但是，《画音归正》《原耗》《杂色文》《美利笺》《春秋戎狄解》都已遗失，关于《原耗》与《春秋戎狄解》的内容还有记载，《原耗》是一本随笔，其内容涵盖铨选、赋役、兵讼、绵葛、冠帻等；《春秋戎狄解》则表达了他对清的一些看法。《野议》《论气》《谈天》《思怜诗》等著作是在新中国成立后才发现的，这些著作于崇祯年间刻印，现藏于江西省图书馆。《野议》为宋应星对宋明政治的一些评论，《论气》《谈天》主要是关于自然哲学的一些论述，《思怜诗》则是宋应星的一些人生观观点的表达，包括思美和怜愚两组诗。
《天工开物》是宋应星的代表作，又名《天工开物卷》，由他的朋友涂伯聚于1637年（崇祯十年）资助刻印，共三卷，主要包括《乃粒》《乃服》《彰施》《粹精》《作咸》《甘嗜》《陶埏》《冶铸》《舟车》《锤锻》《燔石》《膏液》《杀青》《五金》《佳兵》《丹青》《曲糵》《珠玉》18章，书中有插图123幅。上卷主要介绍谷物豆麻、蚕丝、棉苎的种植和制作方法，以及制盐、制糖等的相关方法；中卷主要介绍金属锻造、石灰烧制、造纸、榨油、陶瓷制作、车辆制造等方法；下卷主要介绍金属矿物质的冶炼、珠玉加工、兵器制作等方法。在序言中，宋应星写道：“丐大业文人，弃掷案头！此书于功名进取毫不相关也。”[1]《天工开物》孤本被宁波藏书家李庆城收藏，于1952年捐给北京图书馆，目前该书在市面上已有十多个版本。明清时它并不受国人重视，但通过民间流传到日本、法国后却大受欢迎，目前该书共有法、日、美、德、意、俄等译本。
在《天工开物》中，宋应星几乎论及了当时农业和手工业的各个领域，并且将两者结合起来，构成了一个科学技术体系。[2]总的来说，他的科技贡献主要包括如下方面：
（1）养蚕技术。中国是养蚕古国，是世界上最早植桑养蚕的国家。在《天工开物》中，宋应星对中国养蚕技术做了一个系统的总结，特别是对蚕的杂交方法与疾病防治做了详细记载，这在世界上是最早的，比欧洲早了100多年。其中还记载了一种蚕的软化病，颇有益于中国养蚕事业发展。
（2）纺织技术。中国山羊绒织作可以追溯到唐宋，但关于其织作技术却一直没有记载，《天工开物》中记载了名为孤古绒的织作技术，是中国山羊绒织作技术最早的记载。宋应星还记载了名为提花机的纺织机器，它设计巧妙，一直沿用到抗战时期才被替代，在当时是世界上最先进的纺织技术。
（3）采煤技术。中国是世界上最早开采煤炭的国家，古代中国的采煤技术一直领先于世界。在《天工开物》中，记载了一种用巨竹排除煤炭中的瓦斯的方法，同时还对煤进行了分类，均为世界上最早的记录。
（4）炼钢技术。《天工开物》对炒钢、焖钢技术进行了详尽的记录，为中国首次。炒钢法约在西汉时期就已发明，但一直并无记载，《天工开物》不但记载，还进行了改进，相对于同时代的欧洲，要成熟得多。焖钢法最晚发明于东周，同样一直未有记载，《天工开物》记载的方法远比同时期欧洲卓越。以此看来，明末时中国的炼钢技术在世界处于领先地位。
（5）炼锌技术。中国是第一个炼锌的国家，《天工开物》里的《五金·倭铅》有详尽记载，这是中国同时也是世界首次记载炼锌技术。直到16世纪，欧洲人才知道锌是一种金属，17世纪中期才知道锌可以从炉甘石中炼出，但技术上一直无法实现，直到18世纪30年代英国人才从中国学到该技术，从而开启了欧洲的炼锌史。
（6）铸造技术。中国是使用熔模铸造最早的国家，《天工开物》卷八《冶铸·钟》如此记载：“凡造万钧钟与铸鼎法同，掘坑深丈几尺，燥筑其中如房舍，埏泥作模骨，用石灰、三和土筑，不使有丝毫隙拆。干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸。油蜡分两：油居什八，蜡居什二，其上高蔽抵晴雨。（夏月不可为，油不冻结。）油蜡墁定，然后雕镂书文、物象，丝发成就。然后舂筛绝细土与炭末为泥，涂墁以渐而加厚至数寸，使其内外透体干坚，外施火力炙化其中油蜡，从口上孔隙熔流净尽，则其中空处即钟鼎托体之区也。”[3]这是中国第一次比较详尽地记录熔模铸造的过程。
（7）种植甘蔗及甘蔗制糖。中国种植甘蔗和甘蔗制糖的记载早已有之，但《天工开物》中的记载在历史上最为详尽，比宋朝王灼在《糖霜谱》中的记录详尽得多。书中提出的“育苗移秧”、精耕细作技术是当时世界最高效的种植甘蔗的技术，提出的用石灰澄清法处理蔗汁是当时世界最经济实惠的方法。
（8）磷肥的使用。在《天工开物》的《乃粒》卷中，宋应星比较了不同植物残渣的施肥效果，“胡麻、莱兼子为上，芸苔次之，大眼桐又次之，樟、柏、棉花又次之”[4]，这与目前肥料中氮、磷、钾等含量的高低相同，这说明当时中国人就已经掌握了使用磷肥改良土壤的知识，这是中国最早的记录。
（9）物种变异思想。在《天工开物》中，宋应星通过对水稻的观察认识到，环境条件会影响到物种的变异，虽然并未明确提出，但已表现出肯定物种变异的见解，比德国生物学家卡·弗·伏尔弗提出相似观点早了100多年。
（10）物质守恒思想。在《天工开物》的《丹青·朱》卷中，宋应星阐述了质量守恒的思想，当然他并未明确提出该术语，这一思想最后由法国化学家拉瓦锡（Antoine-Laurent de Lavoisier）提出，不过那已经是18世纪下半叶了，宋应星的认识比拉瓦锡早了差不多100年，遗憾的是不成体系。
《天工开物》涵盖了工农业共30多个不同类别的技术，被视为“中国技术的百科全书”，日本科学史家数内清称之为“中国技术书的代表作”[5]，李约瑟博士评价其为“中国的狄德罗——宋应星写作的17世纪早期的重要工业技术著作”[6]。
注释
[1]宋应星.天工开物.钟广言，注释.广州：广东人民出版社，1976：序4.
[2]李以章，雷毅.论宋应星的科学成就.华中师范大学学报（自然科学版），1988，22（3）：361.
[3]宋应星.天工开物.钟广言，注释.广州：广东人民出版社，1976：213-215.
[4]宋应星.天工开物.钟广言，注释.广州：广东人民出版社，1976：17.
[5]数内清，等.天工开物研究论文集.章雄，吴杰，译.北京：商务印书馆，1959：12.
[6]Joseph Needham.Science and Civilisation in China.Cambridge：Cambridge University Press，1954：12.转引自：汪建平，闻人军.中国科学技术史纲.修订版.武汉：武汉大学出版社，2012：424.
三、晚明科技发展态势
晚明是中国科技发展史上非常关键的时期。宋元高峰之后，明朝科技发展开始失去锐气，走在下坡路上，但与世界各国相比仍然此长彼短、各有千秋，而且，利玛窦等人在明末来中土传教，一并传入欧洲新科技，有些中国士大夫，比如徐光启，也已迅速吸收这些新科技。持平而论，撇开气势不说，当时中、欧在现代科技的总体水平方面还是大致站在同一起跑线上。然而，100年之后，西欧科技迅猛发展，中国却趋于衰败，被欧洲人远远抛在后面。此属后话，暂且不表。仅就彼时明朝科技而言，仍是臻于高点，很多有影响的科技成就都出现于晚明。
1.历算和声学
明代在数学方面取得过一些不错的成就，但这些成就都偏向于应用方面，且很多成就都没有严格的推理、论证。其中卓著者有1450年吴敬撰写的《九章算法比类大全》，该书主要介绍筹算法；1606年，徐光启与利玛窦合作翻译了《几何原本》，将欧洲几何知识引入中国；1613年，李之藻根据《实用算术概论》与《算法统宗》编译成《同文算指》。在天文学方面，1607年，李之藻撰写了天文学著作《浑盖通宪图说》，该书的主要内容是以西方的天文观来阐释浑天说；1617年，张燮撰写了关于海洋气候的专著《东西洋考》；1634年建造、安装了首台天文望远镜。
明朝建国之后，一直沿用前朝之历法，历算方面并未取得实质性进步。1629年6月21日（崇祯二年五月朔日），钦天监预报日食再次出错，此次错误改变了晚明历算。面对皇帝震怒，监官戈丰年等回答：“切照本监所用《大统历》，乃国初监正元统所定，其实即元太史郭守敬等所造《授时历》也。二百六十年来，历官按法推步，一毫未尝增损，非惟不敢，亦不能，若妄有窜易，则失之益远矣。”[1]也就是说，明朝历法一直沿用元朝《授时历》，仅仅改了个名字而已。礼部侍郎徐光启运用西方历算却准确预测了此次日食，因而他提出的历算改革方案得到皇帝批准。但这已经是耶稣会士入住中国，西学开始东传之后的事情了。1629年（崇祯二年）九月，朝廷开设历局，历算改革正式开始。
在历算改革中起决定性作用的人无疑是徐光启。徐光启（1562—1633），字子先，号玄扈，汉族，上海人，明代著名政治家、科学家，于1632年（崇祯五年）任文渊阁大学士。身居高位为徐光启的历算改革提供了良好条件。他主持的历算改革之核心为“参用西法”，其实质是翻译、应用西方的历算著作，同时提出“欲求超胜，必须会通；会通之前，必须翻译”[2]的著名方针，在此基础上最终编译成《崇祯历书》。他大量聘请欧洲传教士，如邓玉函、罗雅谷、汤若望等，参与到历算改革当中。《崇祯历书》进展迅速，1631年2月第一批二十四卷完成，1631年8月第二批二十卷完成，1632年5月第三批三十卷完成。1633年（崇祯六年）徐光启病逝，编译工作由李天经继续主持，1634年（崇祯八年）《崇祯历书》完成，但未发行。徐光启、李之藻、邓玉函和罗雅谷等人均在编订历书的过程中去世，未能见到历书最终完工。
《崇祯历书》全书一百三十七卷，包括四十六种著作。根据内容不同可分为节次六目，即日躔（推算太阳位置）、恒星（恒星位置数据）、月离（推算月亮位置）、日月交会（日月食推算）、五纬星（五大行星运动情况）、五星交会（五大行星的相对位置变化）。根据性质和作用的不同又可分为基本五目，即法原（天文历法的有关理论）、法数（天文数学用表）、法算（天文历法推算中使用的数学方法）、法器（天文仪器）、会通（中国和西方使用的有关单位换算表）。《崇祯历书》核心部分是法原，这部分内容共四十卷，占全书三分之一。对法原的重视，说明徐光启已经意识到历算推演需建立在先进的天文学知识基础之上，这对中国历算发展意义重大。由于新历、旧历之争未定，《崇祯历书》完成之后朝廷并没有立刻颁布施行，而当崇祯帝准备颁行新历时，明朝却遭致灭亡。清入关之后，汤若望将《崇祯历书》删减至一百零三卷，改名为《西洋新法历书》献给顺治帝，顺治将其改名为《时宪历》后在全国颁行。
《崇祯历书》是中国最早介绍欧洲历法的学术著作，“它采用了较大的天文数据和计算方法，保证了历法推算的较高精度，还介绍了不少欧洲天文学成果和概念，对于我国学者来说是十分新颖的知识。这些使我国当时濒于枯萎的天文学重新获得生机”[3]，对中国天文学和历法的发展有着非常重要的价值。自此中国历法开始以科学理论为基础，逐渐摆脱了过去以经验为导向的历算理论。李约瑟评论道，“在数理科学这一方面，东西方的数学、天文学和物理学一拍即合，到明朝末年的1644年，中国和欧洲的数学、天文学和物理学已经没有显著差异，它们已完全融合，浑然一体了”[4]。也就是说，通过对西方历法的引入，中国的数理科学也得到了发展。
晚明时期，除了历算，中国声学也成功将数学、物理知识运用到其中。中国在世界声学史上有着重要地位，中国人很早就意识到音乐的重要性，重视音乐的发展。《礼记·明堂位》云：“朝诸侯于明堂，制礼作乐。”[5]当时，中国人已经开始制作乐器。在声学理论方面，中国不乏领先于西方之处，如音有七音的观点比古罗马至少早60年，五度相生律的提法则比古希腊哲学家毕达哥拉斯早了约一个世纪。晚明时期，不论是五度相生律或是纯律，自然音律均无法满足各种曲调日益加多的要求，因而需要创制新律，既满足自由旋宫、转调的需要，律数又不能太多，以方便乐器的制作。经过南北朝的何承天、宋代的蔡元定等的初创，朱载堉的十二平均律圆满地解决了这个问题。他既将八度规定为音律的比例，同时又将八度分为十二个相等的半音，且保证任意两个相邻半音直接的音程值为2的1/12次方。
在发明了十二平均律理论之后，朱载堉还根据这一理论制作了弦准和律准。他不但发现了律管发音的管口校正问题，而且通过实验和理论计算巧妙地解决了这一难题，同时给出了异径管律的制作工艺、具体数据和小样图。朱载堉的异径管律的设计非常之精妙，一旦有偏差就会在发音频率上有所体现，就算是几毫米的偏差也能感觉得到，因而，朱载堉一直强调“勿令过与不及，不及则浊，过则清矣”。
随着欧洲传教士的到来，西方国家的声学理论不断被译介至国内，而国内的先进理论也不断传到欧洲，此时的中西声学开始交融发展。但由于在晚明之后西方的物理、数学等学科开始与我国拉开距离，在经历了朱载堉而达到一个顶峰之后，我国在声学领域逐渐落后于西方。
注释
[1]徐光启.徐光启集：下册.王重民，辑校.北京：中华书局，1963：319.
[2]同①374.
[3]杜石然，等.中国科学技术史稿.修订版.北京：北京大学出版社，2012：358.
[4]李约瑟.李约瑟文集.潘吉星，主编.沈阳：辽宁科学技术出版社，1986：196.
[5]四书五经：上.陈戊国，点校.长沙：岳麓书社，2014：549.
2.方志和地理
古代中国方志地理一直造诣不凡。晚明方志地理主要以游记方式记载，大多经实地考察得来，较之前人更有价值。明朝末年，中国在方志地理方面出了两位大家，即王士性与徐霞客。
王士性（1546—1598），字恒叔，号太初，又号元白道人，浙江临海人。他曾在北京、南京、四川、贵州等地为官，喜爱游山玩水，所以游历了中国很多地方。“士性素以诗文名天下……所著有《五岳游草》、《广游记》、《广志绎》诸书”[1]，其中以《广志绎》最为出名，他的方志地理成就大多记载在这些书中。
王士性对地理学的区域性特点认识深刻。他以全国作为区域研究的对象，写成了《广游志》，分析各地在自然环境（如地脉、形胜、风土）和人文因素（如少数民族、宗教、方言）上的差异。具体来说，他的地理贡献包括：（1）对中国自然区域的划分。在《五岳游草》卷11中，他将中国东南部划分为十四个自然区域，即晋中、关中、蜀中、楚、江右、两广、闽、滇、贵竹、中原、山东、两浙、南都、北都，并对它们的自然风光、地理特点等作了概述。其划分与《山海经》的“五方”和《禹贡》的“九州”类似，但又有其特点，整体上比这两者更为合理。（2）将山脉的划分系统化。“王士性讲的山脉分布系列，跟现在地理学讲的山脉系列概念不完全相同。王士性划分山系的根据是‘以水为断’，‘惟问水则知山’。而现在地理学则是以地质构造、地质时代来划分山系，必须是同构造、同时代的才能说是同一山系。不过古代的山系学说仍有它的积极作用和价值，它把复杂的山脉分布条理化，规律化，便于人们掌握。有些山系跟现在划分的山系几乎一致，更是难能可贵。”[2]（3）对区域地理学的贡献。王士性强调地理的区域划分，他对于地理的描述都是以区域为基础的。在对区域地理的描述中，他不仅仅描述地理环境，还涉及各区域的文化、经济、交通等。注重对地理文化的描述，是王士性与徐霞客最大的差别。
徐霞客，一生从未为官，游历了中国很多地方，对方志地理的研究纯属个人爱好。他的方志地理成就全部记载于《徐霞客游记》中。徐霞客在方志方面的成就胜于王士性，这缘于两人在游历过程中关注点不同。徐霞客特别关注山川、河流、村寨等的名字、起源、演变等，而王士性则关注地理环境与人文环境。具体而言，徐霞客在地方志方面的主要贡献包括：（1）指出很多方志的错误。方志发展到宋元，已经达到很高水平，明朝官方修订的《大明一统志》则为中国历史最高水平。但是，其中还是有很多错误。在经过实地考察后，徐霞客指出：“昔人志星官舆地，多以承袭附会”[3]，并进行了诸多修改。（2）提出方志记载的要点。即，第一，记载要翔实；第二，记载要符合实际；第三，应为当地名人立传。（3）修订《鸡足山志》。1639年（崇祯十二年），受丽江太守木生白所请，徐霞客修订《鸡足山志》。除了方志，徐霞客对中国地理学亦做出了卓越贡献。关于其他成就，本章第二节已做详细阐述。
另外，黄衷所著的《海语》记载了我国的南洋交通状况以及东南亚的历史；胡宗宪的《筹海图编》对我国与日本的交通及抗倭历史作了记载；郑和七下西洋过程中，其船上人员于1425年编撰了《郑和航海图》。在西学东渐的背景下，晚明时期开始引进西方地理学知识，1584年，明朝绘制了中国最早的世界地图，即《山海舆地全图》。据《明史·天文卷》记载，徐光启通过学习西方技术，在1629年（崇祯二年）就已能准确测量到北京、南京等地的维度，这说明晚明时期我国已经掌握了西方先进的地理测量技术。
注释
[1]王士性.王士性地理书三种.周振鹤，编校.上海：上海古籍出版社，1993：652.
[2]杨文衡.论王士性的地理学成就.自然科学史研究，1990，9（1）：94.
[3]徐弘祖.徐霞客游记：卷十：下.上海：上海古籍出版社，2010：1194.
3.工程和建筑
晚明的工程与建筑很好地承袭了前朝的特色，同时也形成了自己的特点。在工程方面，一直延续了明太祖修建长城的传统，但是这一时期又比其他时期更重视水利工程的建设，因而明朝大多著名水利专家均出现在晚明。在建筑方面，传统的宫廷建筑风格仍然是主流，但这一时期，江南园林建筑恢复了其活力，成为建筑的一大特色。
中国修建长城可以追溯到春秋战国时期，彼时中国诸侯争霸，战乱不断，为了防止邻国的侵犯，各国皆大力兴建长城。春秋战国时期修建的长城，见记载的有齐长城、魏长城、楚长城等，目前遗址尚存的只有山东的齐长城。之后，秦汉、魏晋南北朝、隋朝等朝代都不同程度地修建长城。到了明朝，为了防御北方少数民族的入侵，修建长城一直是重要国策，从1368年（洪武元年）起到明朝灭亡的276年历史中，史载共计修建长城20余次。明代长城东起鸭绿江，西至嘉峪关，途经今辽宁、河北、内蒙古、山西、宁夏、甘肃等省市，全长12700多里，俗称“万里长城”。“自秦始皇把战国时期秦、赵、燕各诸侯国修筑的长城连接起来之后，只有明代在原来的基础上重新建筑长城的规模能与之相比，而且在工程技术上有了很大改进。”[1]晚明时期，虽然内部朝廷腐败、外部邻国入侵，但修建长城的工程一直没有停止过。
除了修建长城，水利工程是明朝另一国家工程的重要领域。明朝的水利发展投入，对于前朝来说有过之而无不及。仅仅从明朝留下的水利著作就可见一斑：“综观中国水利撰述史，我们可以看出，直到宋元，纯以水利为研究对象的专著还很少出现。但是到了明代，这种情况就发生了重大的变化，大量的水利专著纷纷出现，数量远远超过前代，成为明史文献中的一个突出的现象，在史学史上也是空前的。”[2]明朝水利发展到晚明时达到顶峰，出现了整个明朝最出名的几位水利专家，即万恭、潘季驯、徐贞明等。晚明时期，水利建设工作主要集中在三个方面：（1）江南地区是明朝财税重地，加强江南水利的发展是重中之重；（2）疏通漕河河道，这是维持南粮北运的关键；（3）治理黄河，黄河一旦堵塞，将会影响漕河正常运行，影响两岸人民生活。
虽然明朝最后在起义军与清兵的夹击下灭亡，但在军事工程技术方面，明朝也有领先之势，只是先进的军事技术在当时并未受到重视。提及晚明军事技术，就不能不提到当时的著名军事技术专家赵士桢（约1552—1611）。他是浙江乐清县人，1596年（万历二十四年）被任命为中书舍人，但在仕途上郁郁不得志，此后再无升职。他喜欢研究火器等军事技术，将所有精力都投在了兵器研究和设计上。赵士桢留下了诸多著作，多数与火器有关，有可靠历史记载的著作有《用兵八害》《神器谱》《续神器谱》《神器谱或问》《备边屯田车铳议》等。他发明了类似于现在左轮枪、机关枪等的火器，特别是发明了“火箭溜”，使得火箭在发射时具有固定的方式，大大提高了命中率，成为中国火箭发展史上的重要里程碑。“除了火器以外，赵士桢对于战车和防御器具的设计，战车的研究，*药火**的制造等方面，都有相当的造诣。”[3]然而，朝廷却并未重用赵士桢和他的发明。
明代十分重视宫廷建筑，明成祖朱棣重建了雄伟的北京城，其建筑风格相对于元朝，已经多有变化。到了明朝中晚期，江南园林成为宫廷建筑乃至其他大型建筑的主要形式。江南园林的历史可以追溯至东晋，在隋唐尤其南宋之后，风行一时。元朝有所沉寂，到了明代，江南园林建筑又逐渐回潮，前后出现了两个高峰期，一个在成化、弘治、正德年间，一个在嘉靖、万历年间，整体而言，后者更优于前者。
万历年间，王世贞在南京做官，游览诸园后写下《游金陵园序》，文中记载诸多园林“皆可游可纪，而未之及也”[4]，足见当时江南园林已十分盛行。晚明诸多江南园林专家中，计成是集大成者，其园林著作《园冶》对当时及其前代园林进行了总结，并很好地阐发了新的园林思想。计成，字无否，号否道人，江苏吴江人。《园冶》成书于1631年（崇祯四年），于1634年（崇祯七年）由友人阮大铖资助出版。《园冶》共分三卷，第一卷内容为兴造论、园说、相地、立基、屋宇和装折等，第二卷主要内容是栏杆，第三卷的内容是门窗、墙垣、铺地、掇山、选石和借景等。书中附有235幅园林设计图示，这在中国其他园林著作中未曾有过。“《园冶》的写成，是三百年前我国园林艺术发展的标志，也是自古以来少有的园林专著，对于古典园林的各种艺术手法，留给我们不少珍贵的遗产。”[5]但是，该书出版后，正逢乱世，并未引起当时社会与朝廷的关注。在沉寂300多年之后，直到1931年，北洋政府官员董康将其编入《喜咏轩丛书》中，《园冶》才被国人所了解。
除了计成，晚明著名园林专家还有文震亨和李渔。文震亨（1585—1645），字启美，江苏苏州人，晚明画家。文震亨留下的著作有《长物志》《香草诗选》《仪老园记》《金门录》《文生小草》等，其中最著名的是《长物志》。《长物志》共十二卷，其中与园林直接相关的有四卷，即室庐、花木、水石、禽鱼四卷，而其余八卷中也对园林偶有所及。由于在园林方面的成就，《长物志》被认为是该时期文人园林的代表作。李渔（1611—1680），字笠翁，钱塘人，晚明著名文人。他并未为园林留下专著，其园林思想主要记载在他的名著《一家言》第四卷的“居室部”中，分为房舍、窗栏、墙壁、联匾、山石五节。李渔曾为人设计多处园林，影响颇巨。此外，晚明时期留下的重要园林著述还有王世贞的《游金陵诸园记》《娄东园林志》，郑元勋的《影园自记》，刘侗与于奕正的《帝景景物略》等。
濒临灭亡的晚明，在工程、建筑方面仍取得不俗成就，说明当时整个国家经济发展仍然可圈可点，或许也说明，大明王朝的覆灭，根源不在于经济，而在于腐朽落后的政治。
注释
[1]卢嘉锡，等.中国科学技术史：通史卷.北京：科学出版社，2003：738.
[2]鞠明库，李秋芳.略论明代水利撰述的特点.殷都学刊，2001（2）：49.
[3]洪震寰.赵士桢——明代杰出的火器研制家.自然科学史研究，1983，2（1）：96.
[4]顾起元.客座赘语.孔一，校点.上海：上海古籍出版社，2012：107.
[5]余树勋.计成和《园冶》.园艺学报，1963，2（1）：68.
4.医学和药学
晚明的医药学成就，首当李时珍（1518—1593）及其巨著《本草纲目》。除了《本草纲目》之外，他的《频湖脉学》与《奇经八脉考》在医药学方面也贡献重大。李时珍是晚明时期医药学方面的集大成者，在中国乃至世界医药学史上均占有重要位置。第二节已详述李时珍的贡献，在此不再赘述。除了李时珍，晚明时期成就非凡的医药学家，还有缪希雍、王肯堂、吴有性等，他们均在中国医药学史上留名。
缪希雍（约1546—1627），字仲淳，号慕台，江苏常熟人，明代著名医药学家。缪希雍一生著述很多，留存的主要著作有《神农本草经疏》和《先醒斋医学广笔记》，有记载的目前还有《方药宜忌考》十二卷、《传心》四卷、《识病捷法》十卷、《医案》一卷、《本草单方》十九卷、《葵经翼》一卷等。《神农本草经疏》成书于1625年，全书共三十卷，对《神农本草经》的药物和《证类本草》中的部分药物进行了重新解释和发挥，“最突出之处为专列有疏、主治参互、简误三项栏目，且内容相当详细，因此具有较大参考价值”[1]。《先醒斋医学广笔记》成书于1622年，共四卷，收录了很多药方、药物及药物炮制方法，书中附录的《炮炙*法大**》对中国药物炮制的发展有重要价值。《炮炙*法大**》是继《雷公炮炙论》的中国第二部炮炙专著，对439种药物的炮制法、操作程序、贮藏保管等都有详细论述，其中一些还述及炮制前后药物性质的变化和不同的治疗效果。根据药物的属性，该书将中药分为金、土、石、草、木、人、兽、禽、虫鱼、水、火、果、米谷、菜十四类，其末附有“用药凡例”细则，详细记载了中药汤剂的煎煮方法。
王肯堂与缪希雍是好友，在医药学上的成就彼此不相上下。王肯堂（1549—1613），字损泰，号念西居士，江苏金坛人，明代著名医学家。他出生于官宦世家，小时因母亲生了一场大病而产生了学习医学的想法，曾因其父亲阻挠而中断过医学学习，但由于深爱医学，努力之下终成大家。他留下了很多著作，有记载的有《证治准绳》（又作《六科证治准绳》）、《医镜》四卷、《医辨》三卷、《医论》三卷、《灵兰要览》二卷、《胤产全书》、《胎产证治》、《郁冈斋医学笔麈》二卷、《医学穷源集》二卷，其中最著名的著作是《证治准绳》。《证治准绳》全书分六科共四十四卷，即《杂病证治准绳》八卷、《类方证治准绳》八卷、《伤寒证治准绳》八卷、《幼科证治准绳》九卷、《疡科证治准绳》六卷、《女科证治准绳》五卷，全书270余万字，囊括内、妇、儿、外各科。“《杂病证治准绳》是王肯堂编纂的内科杂病证治的代表作，他着眼辨证施治，探本求源，破门户之偏仄、着折衷之先鞭，博采众家之长，严谨务实的治学方法，对祖国医学的发展起到了积极的作用。”[2]
吴有性（约1582—1652），字又可，号淡斋，江苏吴县人，明末著名医学家。1641年（崇祯十四年），山东、河南、河北、江苏、浙江等地发生瘟疫，病情严重，迅速蔓延，当时的治疗办法对此毫无疗效。吴有性不顾个人安危，深入疫区，寻找病因。经过一年多的观察和分析，他总结出瘟疫的病因、侵入途径、证候、传变、治疗方法等，于1642年写出了中国瘟病学史上的第一部专著《瘟疫论》。在《瘟疫论》中，吴有性提出了著名的“戾气说”，内容全面，对传染病的主要特点均有论述。在细菌和其他微生物被人类发现之前的两百年，吴有性把外科感染的病因归于“戾气”，摆脱千百年的“火邪致病说”，在当时对传染病特点能有如此创见，的确十分难能可贵。
中医方剂学在明朝也发展迅速，而明朝的医学家中有两位王爷，这在其他朝代是很少出现的。1391年，朱元璋第五子朱橚编订《普剂方》一书，收集药方61700多个，是我国现存最大的方剂著作。朱元璋第七子朱权编撰了《庚辛玉册》等炼丹著作，该书被称为炼丹宝书。正统年间，董宿、方贤等编辑，杨文翰校正的《奇效良方》收集药方7000余个，为方剂学的发展提供了大量的史料。到了晚明，吴昆撰写的方剂学书籍《医方考》有一定的影响，书中对方剂命名、方义、药物组成、功效、适应症状、禁忌、用量等有所概述，为方剂学的发展提供了较大的参考价值。晚明较有影响的方剂学著作还有施沛编撰的《祖剂》，该书成书于1640年（崇祯十三年），收集了800多个中国著名方剂，他将其分类，并对各方剂的起源、发展进行了考证。当然，李时珍的《本草纲目》在方剂学方面的地位是不容置疑的，他在书中收集了11096个药方，为中国方剂学的发展做出了重要贡献。
除了医药学，医学分科在晚明也有不小成就。在内科方面，龚廷贤留下了两部内科专著，即《寿世保元》与《万病回春》。在外科方面，陈实功的《外科正宗》记载了大量的外科疾病及其手术方法，其中，奶癣病名最早在该书出现，书中还首次翔实记载了醉粉瘤、发瘤病。此外，武之望写的幼科著作《济阴纲目》、傅仁宇编撰的五官科著作《眼科大全》、杨继洲编撰的针灸著作《针灸大成》、龚云林撰写的推拿著作《小儿推拿秘旨》等，都为中国医药学发展做出了杰出贡献。
到晚明，中医药学算是达到了历史高峰，医药学家们不仅全面总结了前人的思想，还有所发展。晚明之后，清入关，西学东渐，中医药学发展渐归平淡。近年来，中医药学又再次引起世人关注。
注释
[1]汪前进.中国明代科技史.北京：人民出版社，1994：132.
[2]钱武潮.评王肯堂《杂病证治准绳》.江苏中医，1999，20（12）：47.
5.水利和航运
水利和航运看似相关度很高，但在晚明，它们的发展态势却完全不同。晚明时期，黄河、京杭大运河发生水患，黄河流域两岸居民的生活受到影响，北京到东南地区的航运难以正常运行，朝廷大力治理河流、兴修水利，水利事业有所发展，出现了万恭、潘季驯、徐贞明等著名水利专家。此时，朝廷的海禁政策虽有所放松，但长时间以来的海禁政策妨碍了造船业的发展，导致航运水平未有明显提高。
万恭（1515—1592），字肃卿，别号两溪，江西南昌县武阳镇游溪村人，明末著名水利专家。万恭自幼聪明，十岁就能著文，1544年（嘉靖二十三年）中进士，之后开始步入仕途。1563年（嘉靖四十二年）因防守京城有功，被提拔为兵部右侍郎，次年被任命为兵部右侍郎兼佥都御史巡抚山西，两年后由于母亲去世辞官回家。当时黄河河患连连，其他官员治河效果甚微，1572年（隆庆六年），万恭被任命为兵部左侍郎兼右佥都御史总理河道。通过对河道的实地考察，总结前人治河经验，万恭认为应该拔开泇河，主要治理徐邳一带。在他治理下，黄河河道恢复畅通，保证了明朝漕运的正常运行，后得世人赞誉：“盖祖宗以来，漕运于隆庆、万历之交独盛矣！”[1]万恭主要留下两本著作，即《洞阳子集》与《治水筌蹄》，但《洞阳子集》已经失传。《治水筌蹄》是万恭对其水利治理理论的总结，分上下卷，共收录了148篇治水札记，约25000字。《治水筌蹄》虽然篇幅不长，但言约意丰，议论不拘古法，不尚空谈，立足实践，锐意创新，“可以说是明清治河史上承前启后、不可多得的水利杰作，是一笔优秀的中国水利科学遗产”[2]。
潘季驯（1521—1595），字时良，浙江吴兴人，明代著名水利专家。潘季驯出生于书香世家，二十九岁考得乡试第一，三十岁考中进士，开始从政生涯。潘季驯一生为官清廉、秉公行事，深受老百姓的爱戴，调离广东巡按御史时，百姓自发夹道挽留，之后还为其建立生祠。潘季驯仕途最辉煌的成就应属奉三朝皇帝之命四次出任总理河道大臣，在历时二十年的治理黄河过程中为水利事业做出了重大贡献。他留下的著作有《宸断大工录》《两河管见》《河防一览》《留余堂集》等，其中最著名的是《河防一览》。《河防一览》成书于1590年（万历十八年），共14卷，约28万字，主要记载了潘季驯治理黄河、淮河、运河的基本思想和主要措施，书中最著名的思想是其提出的“束水攻沙”思想，即“用人工筑堤，加快流速，使流水的冲蚀力量增大，带走泥沙，避免河床淤浅与决堤泛滥”[3]，在中国乃至世界治河史上都有着重要地位。关于潘季驯及其《河防一览》，清人纪昀评价如下：“考万历六年，潘司空季驯河工告成，其功近比陈瑄，远比贾鲁，无可移易矣。乃十四年河决范家口，又决天妃坝；二十三年河、淮决溢，邳、泗、高、宝等处皆患水灾；天启元年河决王公堤。安得云潘司空治后无水患六十年！大抵潘司空之成规具在，纵有天灾，纵有小通变，治法不出其范围之外。故曰《河防一览》为平成之书。”[4]
徐贞明（约1530—1590），字伯继，号孺东，江西贵溪人。他于1571年（穆宗隆庆五年）考中进士，之后出任浙江省阴山县知县，以此为起点步入仕途。徐贞明撰写了水利著作《潞水客谈》，该书成书于1576年（万历四年），之后，于1580年（万历八年）对其进行增补。《潞水客谈》认为，发展西北农田水利建设，就近解决京师及北方地区的粮食供应问题，缓解东南地区的经济压力，实属国家当务之急。并对开发西北水利的具体措施进行了论述。《潞水客谈》在明末与清代得到很高评价，徐光启在谈及水利思想及营田实践时说：“其议始于元虞集，而徐孺东先生《潞水客谈》备矣。”[5]清代吴邦庆则认为：“有明一代言水利于畿辅者颇有人，而贵溪徐孺东先生之《潞水客谈》为最著。”[6]
此外，晚明时期还留下了一些很有价值的水利著作，如谢肇淛的运河专著《北河纪》，此书共8卷，成书于1614年（万历十二年），是记载天津至山东段京杭运河的专著，是了解明代运河历史的重要著作；张国维的太湖专著《吴中水利书》，此书共28卷，成书于1639年（崇祯十二年），书中附有东南七府52幅水利总图，并详尽标出了山脉、水源等，同时对各地方文化进行了概述，是研究当地水利的重要文献；仇俊卿的海塘工程专著《海塘录》，此书成书于1587年（万历十五年），记载了当时海塘修筑的情况，原书已丢失，但基本内容在《浙江通志》中得到保存。
经历秦汉、唐宋两个造船技术发展的高峰期之后，元明时期迎来了中国造船技术的第三个发展高峰期。明朝造船技术更多的是元朝造船技术的延续，并没有太多突破，但是当时中国的造船技术仍处于世界前列。据史载，郑和下西洋所使用的宝船，是世界造船史上最大的木质船只。但随着海禁政策的实施，大型船只的制造受到严格限制，宝船逐渐消失在世界历史的长河之中。由于需要国家批准，人们才能造船，从而导致造船行业逐渐萎缩，造船技术进步缓慢。晚明时海禁政策虽已放松，但造船大权仍掌握在朝廷手中，造船技术未有太大进步。15世纪末，随着麦哲伦、哥伦布等人环球航行的完成，欧洲航海技术快速发展，而一直处于世界造船技术领先地位的中国逐渐被欧洲国家超越。
注释
[1]万恭.漕河运.转引自：中国水利史典编委会.中国水利史典：黄河卷1.北京：中国水利水电出版社，2015：340.
[2]吴海燕，郭孟良.万恭及其《治水筌蹄》初探.河南师范大学学报（哲学社会科学报），1991，18（4）：65.
[3]杜石然，等.中国科学技术史稿.修订版.北京：北京大学出版社，2012：309.
[4]纪昀.四库全书总目提要：卷六十九.石家庄：河北人民出版社，2000：1861.
[5]徐光启.农政全书：凡例.转引自：王毓铨.中国经济通史：明：下.北京：经济日报出版社，2007：837.
[6]吴邦庆.畿辅河道水利丛书：潞水客谈：序.许道龄，校.北京：农业出版社，1964：119.
6.农学和其他
中国作为一个农业古国，其农业科技在每个朝代都得到较好的承袭和发展，到了明朝也不例外。总的来说，明朝的农业发展可以分为前后两个阶段，这主要与其经济发展特点有关。以15世纪中叶为界，前一阶段的经济制度延续了宋元时期的制度，而后一阶段由于资本主义萌芽的出现致使经济制度有所改变，从而使得两个时期的农业水平大大不同。时至晚明，“租佃关系发达，农业雇工较为普遍，虽然个别地区出现以僮仆或奴仆从事农业生产的现象，但是农民对封建制的依附关系总的来说则大为削弱。部分手工业如棉纺织、制瓷、造纸等行业在一些地方已经和农业生产相脱离，成为独立的生产部门。在农业的种植业中，粮食、棉花、*草烟**等农产品，已参加到全国商品流通领域中，南北市场交易已经加强。城市经济有长足的发展，尤其是一些南北新兴城镇，充满着经济活力。白银作为一种贵金属货币已经渗透到十六、十七世纪中国社会所有的经济活动中，在社会关系中形成一股潜在的支配力量。这一时期的社会生产力，尤其是农业生产力无疑是超过了前期的”[1]。
晚明农业发展的一大特点是留下了大量农学著作，如《天工开物》《泰西水法》《沈氏农书》《农政全书》等，在这些著作中，无疑《农政全书》在农学方面的影响和贡献最大。《农政全书》主要由明代科学家徐光启编著而成，但由于他同时忙于《崇祯历书》的编撰，在其1633年（崇祯六年）去世时《农政全书》并未完成编著。徐光启去世之后其门人陈子龙在其工作基础之上完成了《农政全书》的编著，于1639年（崇祯十二年）首次出版《农政全书》，该书与李时珍的《本草纲目》、宋应星的《天工开物》、徐霞客的《徐霞客游记》被称为晚明科技文献的四大名著。“《农政全书》是我国保留下来的不可多得的古代农业专著，它较为全面地记述了我国古代的农业生产、农业政策、土地制度、土地利用方式、各种耕种方法、农田水利、农具农时、救荒政策和措施等，总结并保存了17世纪以前我国古代劳动人民在农业生产中取得的农业技术和经验，反映了明代农业的最新发展，还收入了部分传入的西方灌溉技术的资料。”[2]作为一本总结性的农学著作，《农政全书》的内容非常翔实、齐全，因而被后人评道：“其书本末咸该，常变有备，盖合时令、农圃、水利、荒政数大端，条而贯之，汇归于一。虽采自诸书，而较诸书各举一偏者，特为完备。”[3]由于在农学上的成就，徐光启与氾胜之、贾思勰、王祯并称为中国古代四大农学家。
晚明的农业虽然得到了较好的发展，但其原创性的农业科技并不多，主要是对前人技术进行改良和引进外来技术。具体来说，晚明的农业成就如下：首先，对棉纺业技术的改进。在《农政全书》中，徐光启对“缫丝”这一生产过程进行了改进，提出“连冷盆”式的缫丝作业法，这一方法无疑提高了工作效率，但在当时是否被应用于实际工作中并无记载。此外，徐光启在总结前人的植棉方法基础上提出近世植棉经验，认为植棉不受地域局限，应疏植，这一方法很快被推广至全国。其次，引进大量农作物新品种及改良农作物种植技术。16、17世纪，我国从国外引进大量农作物新品种，如甘薯、落花生、玉蜀黍、*草烟**等。晚明时期，水稻种植技术得到很好的改良，使得水稻种植推广到北方，如北京、天津等地。最后，农业灌溉技术的引进。徐光启在《农政全书》中介绍了西方的吸水工具“龙尾车”，其效率大大高于中国当时使用的同一功效的工具“龙骨车”。此外，徐光启还介绍了西方的“玉衡车”，即双筒提水机，其效率也大大高于当时国内所使用的工具。
除了以上成果，晚明在其他科技方面也取得了丰硕的成果。生物学方面，万历时期的进士夏之臣在其文章《评亳州牡丹》中提出了植物学的“种子忽变”观点，其比欧洲科学家提出类似观点早得多，但由于并未进行详细论述，且由于环境所限并未受到世人关注，因而这一观点并未产生什么影响。化学方面，在宋应星的科技巨著《天工开物》里记录了大量的化学成果，如琉璃锻造与成色技术、黄铜冶炼技术、黄矾的制取等。陶瓷方面，我国拥有悠久的陶瓷制作历史，至晚明，陶瓷技术得到了进一步改进，万历时期的青花瓷器较于嘉靖、隆庆时期样式更加多样、图案更加丰富。在火器制造方面，明朝制造出了很多先进的军事设备，如滑膛式的铜火铣、佛朗机炮、燧发火枪等，戚继光还发明了类似于地雷的“自犯钢轮火”，赵士桢在其著作《神器谱》中记载了当时世界上最早的多级火箭的制作及其使用方法等，“尽管明代在改进火器方面有相当的发展，但中国的火器技术在明朝末年已经落后于欧洲的葡萄牙和荷兰了”[4]。漆器方面，晚明漆器制作名家黄成在其著作《髹饰录》中对我国漆器的发展做了详细记录，并总结了自己及他人的制作漆器的经验，是我国目前唯一的漆工专著，对漆器的发展意义重大。
注释
[1]李洵.从王祯《农书》到徐光启《农政全书》所表现的明代农业生产力水平.明史研究论丛，1991（1）：240.
[2]刘明.论徐光启的重农思想及其实践——兼论《农政全书》的科学地位.苏州大学学报（哲学社会科学版），2005（1）：97.
[3]四库全书总目：卷一零二.转引自：商传.明代文化史.上海：东方出版社，2007：431.
[4]王鸿生.中国科技小史.北京：中国人民大学出版社，2004：160.
7.科技呈现下行趋势
经过汉唐的发展，中国的科学技术发展在宋代达到了空前的繁荣。“促成宋代科技发展、繁荣与创新的因素很多，但最不可忽视的是教育因素。可以说，经过宋初的三次兴学，使宋代的教育体制较之汉唐更加完备和发达，并形成了官学、私学和书院三种教育鼎立并存、相互促进的良好局面。尤其是在这种教育大发展背景下形成的宋代的科技教育机制更是其科技不断创新和发展的原动力。”[1]作为一个横跨亚、欧的大帝国，元朝在对外政策上非常开放，同时以*力武**统治帝国，为当时科学技术的发展提供了很好的环境。因此，中国科学技术在元朝时期得到了很好的发展。进入明朝之后，由于对前朝科技成就的承袭、资本主义萌芽的出现以及传教士引进西方科学知识等原因，明朝的科学技术也得到了一定的发展，但是，明朝实行的海禁政策、科举制度等却阻碍了科学技术的进一步发展。从整体来看，明朝的科学技术发展较之于宋元时期呈现下行趋势。
的确，明朝出现了资本主义的萌芽，但很遗憾它并未真正发展起来，因而并未起到促进当时科学技术进一步发展的作用。朱元璋在建立明朝之后，由于看到元朝末年过重的土地税租压制了农业的发展，同时战后民不聊生，亟待发展经济来稳定全国局面，所以提出了一系列有利于发展生产的政策，如在农业方面实行屯田、奖励垦荒、兴修水利等，这为农业发展提供了客观条件，使得农业得到快速发展；在工商业方面，减轻工商业的税收、放松对外贸易的条件等，大大促进了工商业的发展。16世纪初，明朝对部分赋役进行了改革，将工匠轮班赋役的制度改为代役租制，工匠有了更多的自主时间进行商品生产，为工商业的发展提供了基础。万历时期实行的“一条鞭法”，没有田地的农民可以免于纳税，使得工商业得到了进一步发展。在工商业取得快速发展的背景下，明朝出现了资本主义的萌芽。“但是这种资本主义生产关系的萌芽，只是局部性的和占次要地位，而且带有浓厚的传统的封建性，还不可能改变整个社会的经济结构。在全国各地占统治地位的仍然是封建生产关系，同时中央集权的封建统治力量非常强大。”[2]因此，明朝时期的资本主义萌芽并没有很大地促进科学技术的发展，而在封建生产关系的制约下，明朝的科学技术的发展反而受到了比前朝更大的抑制。
海禁政策是明朝一直实行的对外政策，不同的是每一时期的松紧程度不尽相同。海禁政策无疑影响了明朝工商业的发展，这是明朝资本主义没有发展起来的一个重要原因。除了对工商业产生巨大影响外，海禁政策还对明朝的科学技术产生了深远的影响。一方面，科学技术的发展需要经济的刺激，海禁政策在阻碍经济发展的时候，也阻碍了科学技术的发展；另一方面，海禁政策的实行，阻断了我国与其他国家的交流，影响了国外先进科学技术传入我国，使得我国不能与其他国家共享科学技术的成果，从而实现共同发展。虽然海禁政策一度影响国外科学技术知识传入我国，但在1583年利玛窦等人获许进入肇庆传教之后，在徐光启、李之藻等人主持翻译下，部分西方科学技术开始传入国内，只是由于受到传统思想的影响，国内大部分人并不接纳西方先进科学技术知识。从这个角度来看，似乎可以理解为，长期的海禁政策影响了人们接受外来文化和知识的胸怀。总的来说，海禁政策在影响欧洲先进科学技术知识传入我国的同时，也阻碍了明朝自身科学技术的发展。
朱元璋称帝之后，为了加强对国家的统治，他对历代的科举制度进行了改革，规定科举考试只能用“八股”文体作答，即文章必须按照破题、承题、起讲、入手、起股、中股、后股、束股这八部分去作答。在考试范围的设定上，朱元璋也作了限制，即考试只以四书五经的内容命题。由于中国“学而优则仕”思想的影响，这一科举改革使得人们的读书范围缩小至四书五经，对其他书一律不再接触。而又由于科举考试的文体完全固定，这大大限制了人们创造性思维的发展。科举制度最大的危害还不止于此，最大的危害在于它还使得整个国家的教育体系都在为科举考试服务，从而使其他学科都失去了存在的意义和空间，难怪顾炎武会说：“科举之害，等于焚书。”[3]在此情况下，本来就没有多少生存空间的科学技术的发展就可想而知。在科举制度的影响下，就只有少部分对科学技术有浓厚兴趣的人去研究它们，如李时珍、徐霞客、朱载堉等人，而其他人则不耻于与此扯上任何关系。因此，从科举制度的角度来看，明朝科学技术没有得到很好发展是比较好理解的，抑或说，在科举制度的影响下，明朝还能取得如此多的科学技术成就堪称奇迹。
根据以上分析，明朝科学技术发展较之于宋元呈下行趋势是合乎情理的，而这种下行的趋势，从明朝所取得的成就我们也能很明显地看到。从1368年朱元璋定都应天府到1644年崇祯自缢殉国，明朝在科技方面虽取得了很多领先世界、影响深远的成果，为我国科学技术的发展做出了重要贡献。但是我们发现，从李时珍的《本草纲目》、宋应星的《天工开物》到徐光启的《农政全书》等巨著的内容都具有一个重要特点，即“这些科学技术的成就，没有也不可能突破传统的科技体系，主要的是对传统科技体系中的一些领域进行了较大规模的总结，也是传统科技体系的尾声，而没有近代科学那种蒸蒸向上的活力”[4]。在此，我们并未否定明朝科技也有其创造性的方面，只是想强调创造性的成就在整个明朝所取得的科技成就中只占了很小的一部分。毫无疑问，以总结为核心的明朝科技与以创造为主旨的宋元科技相比，其下行趋势是显而易见的。
当明朝在经历宋元之后科学技术下行发展时，与明朝同一时期的欧洲则经历了文艺复兴，这期间欧洲在人文、艺术等方面取得了诸多成就，虽然这一时期在科技方面的成就并不突出，但是这一时期出现了几个关键性的科学家，即哥白尼、布鲁诺、伽利略，他们对欧洲之后的科学发展产生了重要的影响，在欧洲逐渐形成了以实验和数学为标准的现代科学传统。文艺复兴为欧洲科学的发展奠定了两个很好的基础，一方面，它解放了人类思想，这是科学得以发展的前提；另一方面，哥白尼成功将人类的关注点从上帝转向自然，开启了人们对自然界的研究。与之相比较，此时的大明王朝仍然处于闭关锁国的外交状态，其教育仍然以科举考试科目为核心，科学技术并无太多的发展空间，所以，当欧洲开始取得开创性的科学成果时，中国的科学家们还在开创性的道路上举步维艰。也就是从此时开始，欧洲现代科学技术兴起，中国科技进程则处于十字路口。
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注释
[1]赵国权.从科技创新看宋代的科技教育改革.河北师范大学学报（教育科学版），2005，7（5）：26.
[2]卢嘉锡.中国科学技术史：通史卷.北京：科学出版社，2003：701.
[3]顾炎武.日知录.周苏平，陈国庆，点注.兰州：甘肃民族出版社，1997：733.
[4]杜石然，等.中国科学技术史稿.修订版.北京：北京大学出版社，2012：298.