中華民族在其生存環境中認識和利用自然以及協調文明與自然發展的知識積累過程，是中華文明史的一個重要組成部分。在人類文明的廣泛交流和融合過程中，它的傳播以及它作為中華文明接受並發展其他文明的基礎之一，而成為世界科學技術史的一部分。
圖1 春秋時期湖北大冶銅綠山銅礦採掘井遺址
中國科學技術經過夏商周三代的發展，在百傢爭鳴的春秋戰國時期（前770～前221）奠定瞭科學的理性基礎。在君主專制的體制和儒道互補的思想背景下發展的中國科學技術，在秦漢時期形成自己的范式，其後經歷南北朝、北宋和晚明三次高峰期。每一高峰期，人才輩出，成果豐碩，且居於當時世界的前列。但是，在從農業文明向工業文明轉變的過程中開始落伍。清初以後，中國科學技術的傳統方向發展受阻，被動地走上移植產生自歐洲的科學的道路。經過較長時間的過渡，20世紀進入現代科學技術的體制化發展時期。
古代科學技術傳統的形成和發展 當今中國境內石器時代的文化遺址表明：100多萬年前的雲南元謀猿人、陜西藍田猿人已會打制並使用石質的工具；50萬年前後的北京猿人已能使用火，並會保存火種；10萬年前的丁村人已使用工藝水平較高的棱尖工具；3萬～1萬年前的山頂洞人已經學會人工取火。1萬年前現今中國的廣大領域已經進入瞭新石器時代，采集狩獵遺跡遍佈中國的東北北部、內蒙古、新疆和青藏；畜牧、農作遍佈華北、東北南部、華中和華南；主要農作區在土質松軟的黃河流域（種植粟米等作物）和長江流域（種植水稻等作物）。在公元前40～前30世紀中國進入城市文明和傳說時代（有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神農氏和黃帝的時代）。
先秦奠定科學的理性基礎時期 公元前25世紀的帝堯時代，中國古人開始有組織地觀察天象。公元前21世紀，大禹治水。公元前11世紀的殷周之際，形成“陰陽”觀念。公元前8世紀的西周末年，產生“氣”的觀念。公元前6～前3世紀的春秋末至戰國時期，原始的“五行”觀念發展成五行學說，殷周以來的思想觀念在百傢爭鳴中經歷一次理性的重建，人格神的“天命觀”轉向理性的“天道觀”，亦即“主宰之天”開始走向自然化和人文化：這種理性重建區分瞭“天道”和“人道”，“仰觀天文，俯察地理”的觀察精神通過《易傳》的傳播而得以發揚。老子和孔子先後倡導人道要遵循天道和順應自然的“則天說”，子思和孟子相繼闡明瞭人類要參與並幫助自然演化的“助天說”，荀子則提出人類要依據自然規律駕馭自然的“制天說”。遂有“人性”和“物理”的分途而治，“生成論”、“感應論”、“循環論”等宇宙秩序原理亦被提出，為中國傳統科學的產生和形成奠定瞭理性的哲學基礎，在技術上也取得瞭相當高的成就。
秦漢確立科學范式時期 此時期中國不僅完成瞭諸如紙、指南車、記裡鼓車、手搖紡車、織佈機、水碓、龍骨水車、風扇車、獨輪車、鉆井機、渾天儀和候風地動儀等許多重大技術發明，而且在以劉安為代表的新道傢和以董仲舒為代表的新儒傢思想的影響下，以陰陽、五行學說和元氣論為哲學基礎形成瞭算學、天學、輿地學、農學和醫學五大學科范式。大致成書於西漢時期的《九章算術》，總結秦漢以前的數學成就並確立中國數學的發展范式，成為漢代以降兩千年之久數學之研究和創造的源泉。東漢張衡的《靈憲》和《渾儀註》闡述宇宙如何從混沌的元氣演化出渾天結構的物理過程，這一模型作為主導范式一直指引著中國傳統天文學的發展。東漢班固所著《漢書·地理志》作為中國第一部以“地理”命名的著作，奠定瞭以沿革地理、疆域地理為主的中國傳統地理學范式的基礎。西漢末年氾勝之所著《氾勝之書》是現存中國最早的一部農書，確立瞭以總論和各論描述農作物栽培的范式，其後的重要綜合性農書莫不沿襲其寫作體例。成書不晚於西漢時期的《黃帝內經》，以陰陽、五行和元氣論為哲學基礎，通過藏象、經絡和運氣等概念，建立一個對生理、病理和治療原理給以整體說明的模式，奠定中國兩千年來傳統醫學理論范式。
圖2 漢代谷物加工工具——水碓（據桓潭《新論》和王禎《農書》復制，中國國傢博物館藏）
南北朝第一次科學高峰時期 以魏晉玄學為特征的新道傢思想解放運動，催生瞭5世紀中葉到6世紀中葉中國傳統科學技術第一次高峰。劉宋數學傢祖沖之計算圓周率所得π值在3.141 592 6和3.141 592 7之間，這一精度的記錄保持近千年之久，直到1427年才有阿拉伯數學傢阿爾·卡西得到比之更精確的數值。北齊天文學傢張子信經30多年的觀測發現瞭太陽和五星視運動的不均勻性，這是繼虞喜發現歲差(330)後的又一劃時代的發現，為後世的太陽和五星運動研究開辟瞭新方向。在地理學領域，繼裴秀創立“制圖六體”理論和“計裡劃方”繪圖方法以後，北魏酈道元的《水經註》開創以水道為綱綜合描述地理的新形式。北朝後魏農學傢賈思勰的《齊民要術》（成於533～544）標志著中國農學體系的成熟。在醫學領域繼皇甫謐的《針灸甲乙經》（約259）之後，南齊本草學傢陶弘景的《神農本草經集註》將人文原則的“三品”分類法改為依藥物自然來源和屬性的分類法，開辟瞭本草學的新理論體系。
圖3 宋代蘇頌等創制的水運儀象臺
北宋第二次科學高峰時期 在以理學為旗幟的新儒學理性精神的影響下，11世紀中國傳統科學技術達到瞭其發展的頂峰。技術發明傢畢昇在雕版印刷全盛的時代發明膠泥活字，開啟活字版印刷時代的先河。曾公亮等人編著的《武經總要》(1044)，記載火藥配方和包括火箭在內的各種火器，以及用於航海的水羅盤指南魚的制造方法。數學傢賈憲在其《黃帝九章算經細草》中所創造的開方作法本原和增乘開方法，600年後才有法國數學傢B.帕斯卡達到同一水平。天文學傢蘇頌在其《新儀象法要》(1094)中，描述瞭他與韓公廉等人合作創建的水運儀象臺，其中有十幾項屬於世界首創的機械技術，包括領先世界800年的擒縱器。建築學傢李誡著《營造法式》(1103)，全面而準確地反映瞭當時中國建築業的科學技術水平和管理經驗，以其權威性作為建築法規指導中國營造活動千年左右。醫學傢王惟一主持鑄造針灸銅人，並著《銅人腧穴針灸圖經》(1027)，對針灸技術的發展起瞭巨大的推動作用。沈括在數學、物理、天文、地理和工程技術諸多領域都作出創造性的貢獻，作為達·芬奇式的全才科學傢享譽世界。
晚明第三次科學高峰時期在實證實學思想的影響下，16世紀中葉到17世紀中葉的晚明時期，以綜合為特征的一批專著展現瞭中國傳統科學技術第三次高峰。醫藥學和博物學傢李時珍的《本草綱目》(1578)提出瞭接近現代的本草學自然分類法，該書不僅為其後歷代本草學傢傳習，並傳到日本和歐洲諸國，被生物進化論創始人C.R.達爾文等現代科學傢引用。音律學傢、數學傢和天文學傢朱載堉的《樂律全書》數學地解決瞭十二平均律的理論問題，領先法國數學傢和音樂理論傢M.梅森半個世紀，並受到德國物理學傢H.von亥姆霍茲的高度評價。天文學傢、農學傢徐光啟的《農政全書》(1639)對農政和農業進行系統的論述，成為中國農學史上最為完備的一部集大成的總結性著作。縣學教諭和科技著作傢宋應星的《天工開物》(1637)簡要而系統地記述瞭明代農業和手工業的技術成就，其中包括許多世界首創的技術發明，從17世紀末就開始傳往海外諸國，迄今仍為許多國內外學者所重視。旅行傢和地理學傢徐弘祖的《徐霞客遊記》描述瞭百餘種地貌形態，在喀斯特地貌的結構和特征的研究領域領先世界百餘年。吳又可在其《瘟疫論》(1642)中提出的“戾氣”概念，距200年後法國化學傢和微生物學傢L.巴斯德的細菌學說隻差一步之遙。在技術方面取得一系列成就，如建造世界上現存最大的宮殿建築群。
圖4 《天工開物》升煉倭鉛圖
圖5 世界上最大的宮殿建築群——北京故宮
科學技術從傳統到現代的過渡 中國近現代科學技術是在歐洲近現代科學技術東漸的基礎上建立和發展起來的。中國在2 000多年前的秦漢時期就已大體形成南北兩大比較統一的文化，南方的農耕文化和北方的遊牧文化在其後兩千年間兩大文化的沖突與融合中沒有產生新文明；北宋末
產生於歐洲的現代科學技術在中國的傳播源於明清之際的
在辛亥革命到南京國民政府成立的十幾年間，軍閥混戰。這種“權力真空”狀態為理智潛力的發揮提供瞭前所未有的有利條件，包括文學革命、觀念更新和科學啟蒙三位一體的
現代科學技術體制的形成和發展 經過較長時間的過渡和啟蒙，1928年中央研究院的建立，標志著中國科學技術事業進入瞭體制化發展的時期。以1956年科學技術十二年遠景規劃的制定和1978年全國科學大會的召開，兩個標志點將該時期劃分為三個階段：1928～1956年是現代科學技術在中國的奠基階段，1956～1978年是中國現代科學技術的開拓階段，1978年以後中國現代科學技術走向以創新為目標的新階段。中國現代科學技術的發展一直堅持四個基本目標：發展科學技術專業以滿足國傢和社會對各種專門人才的需要；在本土建立研究機構，為科技人員提供從事科學研究和技術發明的場所；解決國防和經濟建設中必須自己解決的基本問題；與國際同行合作研究，為世界科學事業的發展承擔義務。
現代科學技術奠基階段 1928年中央研究院建立，接著北平研究院(1929)、中央工業試驗所(1930)、中央農業試驗所(1931)等研究機構相繼建立和《大學組織法》(1929)、《大學規程》(1929)、《學位授予法》(1935)等教育法規頒佈，特別是一些提倡和鼓勵發展科學技術的政策，為科學技術事業的進步提供瞭必要的社會條件。20世紀30年代理、工、農、醫各科的學系、學會和研究所都建立起來，1949年中國已有200餘所高等院校、60多個科學研究機構和近40個科學技術學術團體，且有700多位科學傢在這些大學和研究機構中從事自然科學研究。其中，地學、生物學和古人類學發展較早，且成績較大。中國科學傢不僅在中國地圖繪制、中國植物圖譜編寫、北京猿人頭蓋骨和水杉的發現、陸相成油理論和地質力學的提出、中國科學技術遺產的整理等取得具有世界意義的成就，以及預言超鈾元素存在和檢測中微子質量實驗方案等理論成果，而且在國外取得諸如正負電子對產生和湮沒現象的早期實驗等重要貢獻。
圖6 載人的“神舟”5號宇宙飛船發射升空
中華人民共和國建立後，通過中國科學院的建立(1949)、高等學校的院系調整(1952)和國民經濟建設的第一個五年計劃(1953～1957)的實施，科學研究、科學技術教育和經濟產業在發展中有計劃的配合，為中國科學技術事業的發展提供瞭歷史上前所未有的有利條件。1955年，全國有科學研究機構380個、高等院校229所、專門研究人員9 000人，科學研究、工程技術、文教衛生三大系統中的高級知識分子已達10萬人之多。在技術領域，材料、能源和制造等技術部門已能適當配套，中國工程技術專傢的設計制造和施工能力大為提高，已能試制3 500多種機械產品，冶煉240多種優質鋼和合金鋼。這標志著一個大體配套的現代工業技術體系已經初步形成。
現代科學技術開拓階段 20世紀50年代中期，中國科學技術事業又及時地提出向“科學技術現代化”的目標邁進。1956年制定《1956～1967年科學技術發展規劃綱要》，通過幾十項重點研究任務、數百個中心課題和十幾個重點項目，把第二次世界大戰以來發展起來的新興科學技術都涵蓋其中。當這個規劃提前於1963年完成時，科學技術研究機構已增加到1 296個，專門從事研究的科學技術人員已達20萬人，其中高級研究人員2 800人。原子核物理學、電子學、半導體物理學、空氣動力學、控制論、自動化、計算數學、基本有機合成、稀有元素化學、地球化學、沉積學、海洋學、地球物理學、生物物理學、微生物學、遺傳學等新學科在中國科學院系統被重點發展。多復變函數論中典型域上的調和分析、拓撲學示性類和示嵌類研究、反西格瑪負超子的發現等重大成果，代表瞭當時中國的科學水平。
20世紀60年代中期到70年代中期，中國科學傢經歷外部封鎖和內部動亂的艱辛。在極端困難的條件下取得過一批重要的成果，不僅成功地實現瞭原子彈爆炸、導彈發射成功和人造地球衛星上天，而且取得基本粒子結構模型研究、哥德巴赫猜想證明、結晶牛胰島素合成、酵母丙氨酸轉移核糖核酸合成等理論研究成果，以及陸相生油理論指導油田開發等一批應用研究成果。
科學技術進入以創新為目標的新階段 1978年開始的改革開放，創造瞭中國科學技術事業大發展的社會條件，社會主義市場機制的確立又為科學技術的發展帶來新的活力，國際間的合作和競爭也隨著開放的擴大而成為中國科技發展的重要動力。至2007年的20多年裡，中國的科學技術進展較快，湧現一大批創新成果。北京正負電子對撞機、蘭州重離子加速器、多通道太陽磁場望遠鏡和2.6米的光學天文望遠鏡等大型實驗設備和幾十個設備比較完善的國傢重點實驗室建立起來。各個科學學科和技術部門，理論、實驗和應用都取得眾多重要成果；在數學科學領域有哈密頓系統的辛幾何算法、數學機械化研究和微分動力系統穩定性研究等；在物理科學領域有半導體超晶格理論、黃朱模型、準晶體五次對稱性研究和生物膜液晶模型的理論研究等；在生命科學領域有澄江古生物化石群的發現和研究等重大成果；在地球和環境科學領域有青藏高原隆起及其影響、東亞大氣環流演化史研究和內地核自轉稍快於地幔和地殼的發現等；在高技術領域有漢字信息處理系統和時序邏輯語言、高溫超導材料和納米銅超強延展性、人類基因組次序和水稻基因組圖譜、載人航天技術等。此外，一些中國科學傢在海外研究也獲得瞭如地球核幔差異運動證據、量子隱形傳態實驗等重要成果。繼工程力學傢錢學森被授予“國傢傑出貢獻科學傢”榮譽稱號(1991)之後，數學傢吳文俊和農學傢袁隆平（2000年度），物理學傢黃昆和信息科學傢王選（2001年度），計算機學傢金怡濂（2002年度）地球科學傢劉東生和航天科學傢王永志（2003年度），大氣科學傢葉篤正和醫學傢吳孟超（2005年度）相繼被授予國傢最高科學技術獎。
推薦書目
杜石然. 中國科學技術史稿. 北京: 科學出版社, 1982.
董光璧. 中國近現代科學技術史論綱. 長沙: 湖南教育出版社, 1992.
華覺民等. 中華科技五千年. 濟南: 山東教育出版社, 1997.
韓琦. 中國科學技術的西傳及其影響. 石傢莊: 河北人民出版社, 1999.
樊洪業, 王揚宗. 西學東漸: 科學在中國的傳播. 長沙: 湖南科學技術出版社, 2000.