黃河是橫亙?cè)谥袊?guó)大地上的萬(wàn)里巨川。她不但以綿長(zhǎng)的流程、深黃的顏色聞名于世，更以博大精深、絢麗多彩的燦爛文化享譽(yù)天下。黃河文化是產(chǎn)生、發(fā)展于黃河流域的文化，是中華文化和文明的象征。如果把黃河文化看成是黃河流域人民世世代代創(chuàng)造形成的物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富的總和，其中的科學(xué)技術(shù)成就則是黃河文化之精華。英國(guó)科學(xué)史家李約瑟指出：“科學(xué)史是人類文明史中頭等重要的組成部分。”代表中國(guó)傳統(tǒng)科技水平的黃河流域古代科技成就正是中華文明史上的璀璨明珠。
一、河流是人類文明之源
河流與人類的關(guān)系極為密切，對(duì)人類的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)比其他水體大得多。第一，河水是流動(dòng)的，并且是循環(huán)周期最短的水體，為人類的活動(dòng)遷徙提供了便利。人們利用河流，或乘水排，或駕小舟，順河而下，便于不同區(qū)域人群之間的交往和聯(lián)系。而人類之間的這種交流和溝通的加強(qiáng)，對(duì)人類的繁衍進(jìn)步是十分重要的。河流具有勢(shì)能，人們利用河水的勢(shì)能，引水灌溉，這就促使了農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展。第二，河流（特別是大的河流）的分布面積廣闊，發(fā)揮的有效能量大。大的河流往往由眾多的支流交織成緊密相連的水系網(wǎng)，它們縱橫交錯(cuò)、彼此連接。逐水草而居的人類，正是沿著河流（特別是支流）遷徙居住的，河流像一條條動(dòng)脈血管，把整個(gè)大陸溝通起來(lái)，它為人類的活動(dòng)提供了廣闊的舞臺(tái)，而那些支脈相連的河網(wǎng)，則是連接人類文明的紐帶。在這些支流沿岸的臺(tái)地上，發(fā)現(xiàn)了許多古人類文化遺址就是明證。李家溝、裴李崗、磁山、河姆渡等中國(guó)新石器時(shí)代早期文化遺址正位于河流兩岸的臺(tái)地上。中國(guó)之所以成為人口眾多的文明古國(guó)，與河流有著密切關(guān)系。第三，河流提供的是可以飲用的淡水，且暴露在地表取用方便。加之河水流動(dòng)的范圍廣，沿岸的人們都可享用，充足的河水便成了生命的泉漿。第四，瀕河地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，生物資源繁庶，可為人類提供較豐富的食物來(lái)源，使人們有了一個(gè)適宜的生存環(huán)境。第五，河水泛濫沖積后往往形成成片的谷地或大塊的平原，這些土壤系沖積層土壤，肥沃疏松，易于墾耕，加之瀕臨水源，澆灌便利，為農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生和文明的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。正是由于河流具有以上特征和優(yōu)點(diǎn)，大河流域才成了人類最早的理想棲息地和文明的發(fā)祥中心。
二、河流對(duì)科技文明的深刻影響
從古代埃及、巴比倫、印度和中國(guó)這四大文明古國(guó)均出現(xiàn)在大河流域的事實(shí)中，不難看到河流對(duì)文明起源和發(fā)展的深刻影響。然而，河流對(duì)人類文明的作用首先反映在科學(xué)技術(shù)方面。四大文明古國(guó)都是以農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)而著名的。農(nóng)業(yè)是古代社會(huì)最重要的生產(chǎn)技術(shù)部門，沒(méi)有河流就不會(huì)有這四大文明古國(guó)的農(nóng)業(yè)，也就不可能產(chǎn)生農(nóng)業(yè)及其他科學(xué)技術(shù)。從古埃及文明及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程中不難看出，由于尼羅河洪水的周期泛濫所造就的河谷平原孕育了古代埃及的農(nóng)業(yè)；在疏浚渠道、修筑堤壩、發(fā)展灌溉業(yè)過(guò)程中，水利工程技術(shù)得到發(fā)展；為準(zhǔn)確地計(jì)算尼羅河的漲落時(shí)間，天文學(xué)建立了起來(lái)；數(shù)學(xué)也因工程測(cè)量和分配土地而得以發(fā)展；農(nóng)業(yè)的發(fā)展又促進(jìn)了金屬冶煉、紡織和工具制造等手工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步；與此同時(shí)，埃及的建筑、醫(yī)學(xué)等科學(xué)技術(shù)也逐步發(fā)展起來(lái)。這樣，尼羅河水利和農(nóng)業(yè)成了帶動(dòng)古埃及科學(xué)技術(shù)發(fā)生“連鎖反應(yīng)”的“多米諾骨牌”。由此可見(jiàn)河流作為生態(tài)環(huán)境的“綜合體現(xiàn)”，在一定的歷史條件下對(duì)科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展方向具有決定性影響。當(dāng)然，我們并不忽視科學(xué)技術(shù)發(fā)展的社會(huì)因素，特別是政府在組織管理方面發(fā)揮的重要職能。
三、優(yōu)越的生態(tài)環(huán)境孕育了黃河科技文明
黃河發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山北麓的約古宗列盆地，流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南和山東9省區(qū)，流程全長(zhǎng)約5464公里，流域面積約75萬(wàn)平方公里。由于黃河素有“善淤、善決、善徙”的特性，也是一個(gè)變遷無(wú)常的河流，有史以來(lái)曾發(fā)生過(guò)多次規(guī)模不等的改道，歷史上黃河曾經(jīng)流過(guò)河北、天津、安徽、江蘇4省市，整個(gè)黃河下游沖積平原共約25萬(wàn)平方公里。當(dāng)然，我們這里所談的黃河，不是單指這條河流，而是把黃河作為以黃河干流為軸心的“黃河文化生態(tài)圈”來(lái)看待。黃河流經(jīng)的大部分地區(qū)處于暖溫帶，光照時(shí)間較長(zhǎng)，一年四季分明，有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)和人類生存。黃河流域的年降水量約在400~1000毫米，對(duì)作物生長(zhǎng)較為有利。黃河流域廣泛分布的土壤是黃土，這些黃土來(lái)自亞洲內(nèi)陸的沙漠地帶，呈粉塵顆粒狀，由西北向東南運(yùn)動(dòng)的干冷西北氣流將黃塵搬運(yùn)而來(lái)，位于黃河中游的廣袤的黃土高原就是由這些飄塵在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期沉積而成，在結(jié)構(gòu)上顯示出均勻、細(xì)小、松散、易碎的特點(diǎn)，這就使得粗笨原始的木耒、石耜等工具容易挖掘開(kāi)墾。黃河由青藏高原流經(jīng)黃土高原后，攜帶大量的泥沙奔騰而下，沖積形成了廣闊的黃河中下游平原，又把淮河、海河的沖積帶串連起來(lái)造就了我國(guó)第二大平原——黃淮海大平原。黃河及其眾多支流又可為肥沃豐厚的黃土地提供灌溉之利，為發(fā)展農(nóng)業(yè)創(chuàng)造了條件。這都使得黃河流域成為古代文明的起源中心之一。
黃河流域空間遼闊，先后跨越青藏高原、黃土高原、北部草原的河套地區(qū)、中下游平原和濱海地區(qū)，地理環(huán)境十分復(fù)雜，不同的生態(tài)環(huán)境由一條大河串連起來(lái)，北部的游牧狩獵經(jīng)濟(jì)文化與以中原地區(qū)為代表的先進(jìn)的農(nóng)耕文明經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期碰撞、互相吸收、不斷磨合，大大豐富了黃河文化的內(nèi)容，促使黃河流域的文明長(zhǎng)期保持勃勃生機(jī)和旺盛的活力。
與黃河（黃土）密切相關(guān)的古代農(nóng)業(yè)的發(fā)達(dá)帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的繁榮。美國(guó)學(xué)者阿·托夫勒曾指出：“凡是農(nóng)業(yè)興起的地方，文明就在那里扎下了根。”這是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)給人類提供了穩(wěn)定可靠的食物來(lái)源，使人擺脫了狩獵采集的游蕩生活，隨著產(chǎn)品的積累和剩余產(chǎn)品的出現(xiàn)，就有可能使社會(huì)派生出一批不直接從事物質(zhì)生產(chǎn)的腦力勞動(dòng)者，這些人當(dāng)中的一部分有條件從事文字的創(chuàng)造和科學(xué)方面的觀察探索；并且隨著農(nóng)產(chǎn)品的增多，還可能分化出一部分人從事農(nóng)業(yè)以外的手工業(yè)生產(chǎn)，這也為技術(shù)的發(fā)展提供了可能。農(nóng)業(yè)勞動(dòng)有較為系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程，并嚴(yán)格遵守作物的生長(zhǎng)規(guī)律。《荀子·王制》指出：“春耕、夏耘、秋收、冬藏，四者不失時(shí)，故五谷不絕，而百姓有余食也。”西漢時(shí)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等活動(dòng)的二十四節(jié)氣在黃河流域形成。正是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，才使人類把周圍自然界作為一個(gè)周期性變化的統(tǒng)一整體來(lái)看待。黃河流域是中國(guó)農(nóng)業(yè)的起源中心，新石器時(shí)代早中晚期的李家溝文化、裴李崗文化、仰韶文化、龍山文化農(nóng)耕遺址在黃河流域星羅棋布并一脈形成，而且這里一直是古代農(nóng)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，歷代王朝一直視之為最重要的生產(chǎn)地區(qū)，農(nóng)學(xué)成就舉世矚目，農(nóng)學(xué)著作層出不窮。恩格斯曾指出：“社會(huì)一旦有技術(shù)上的需要，則這種需要會(huì)比十所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進(jìn)。”古代中國(guó)的農(nóng)業(yè)成了社會(huì)的最大利益。與農(nóng)業(yè)有關(guān)的農(nóng)學(xué)、天文、數(shù)學(xué)、力學(xué)、生物、地理等學(xué)科也因?yàn)檗r(nóng)業(yè)的緣故，成了社會(huì)提出的“技術(shù)上的需要”，因此，黃河流域的科學(xué)技術(shù)才有了強(qiáng)大的發(fā)展動(dòng)力。需要指出的是黃河流域的農(nóng)業(yè)是與黃河、黃土密不可分的。黃河及其支流為農(nóng)業(yè)提供必要的水分，而肥沃且又耐旱的黃土為農(nóng)業(yè)提供了豐沃土壤，黃河、黃土培育了黃河流域的農(nóng)業(yè)，使黃河流域長(zhǎng)期成為古代農(nóng)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)；而農(nóng)業(yè)的繁榮也推動(dòng)了旨在為發(fā)展農(nóng)業(yè)服務(wù)的黃河流域諸多科學(xué)技術(shù)的繁榮。由此可得出這樣的認(rèn)識(shí)：現(xiàn)代以前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展史可大致劃分為以農(nóng)業(yè)為核心（或旨在為農(nóng)業(yè)服務(wù)）的科學(xué)技術(shù)時(shí)期和以工業(yè)為核心（或旨在為工業(yè)服務(wù)）的科學(xué)技術(shù)時(shí)期兩大階段。各個(gè)時(shí)期科學(xué)技術(shù)的發(fā)達(dá)程度與其直接或間接服務(wù)的對(duì)象（農(nóng)業(yè)或工業(yè)）的發(fā)達(dá)程度成正比。由于黃河流域的古代農(nóng)業(yè)及其生產(chǎn)技術(shù)高度發(fā)達(dá)，長(zhǎng)期超過(guò)其他地區(qū)和國(guó)家，因此，該地區(qū)的古代科學(xué)技術(shù)也就長(zhǎng)期處在領(lǐng)先的地位。農(nóng)業(yè)與黃河的關(guān)系最為密切，農(nóng)業(yè)的發(fā)達(dá)帶動(dòng)了一系列科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。
治理黃河的水利事業(yè)推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。黃河又是一條以泥沙淤積嚴(yán)重、洪災(zāi)頻仍、難以駕馭而著名的河流。從春秋戰(zhàn)國(guó)至中華人民共和國(guó)成立前的2500多年中，黃河大的改道26次，其中重大的遷徙9次。從西漢文帝十二年（公元前168年）到清道光二十年（1840年）的2008年中，計(jì)316年有決溢災(zāi)害，平均6年半一次；而從1841—1938年的98年中，計(jì)52年有黃河決溢，平均兩年一次。黃河泛濫，成了中華民族的心腹之患。司馬遷就曾感嘆道：“甚哉，水之為利害也！”為了治理洪水，沿黃人民進(jìn)行了艱苦卓絕、長(zhǎng)期不懈的頑強(qiáng)斗爭(zhēng)，發(fā)展了水利工程技術(shù)；并在水文測(cè)量、修筑圍堰、堤壩和興修水利的過(guò)程中，推動(dòng)了數(shù)學(xué)、力學(xué)、地理學(xué)、建筑、交通運(yùn)輸及農(nóng)業(yè)、金屬冶鑄技術(shù)的進(jìn)步。從大禹治水的傳說(shuō)中即可較清楚地了解治理洪水活動(dòng)對(duì)相關(guān)科學(xué)技術(shù)的影響。其一，大禹治水所采用的“因水之性”“疏川導(dǎo)滯”的疏導(dǎo)方法，是行之有效的科學(xué)的治水方法，也是我國(guó)水利科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的標(biāo)志，它譜寫了我國(guó)水利史上的第一個(gè)篇章。其二，大禹在治水實(shí)踐中發(fā)明了原始的測(cè)量工具“左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩”，即今日的鉛垂、角尺和圓規(guī)；而“隨山刊木，定高山大川”即是進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。我國(guó)現(xiàn)存最早的數(shù)學(xué)著作《周髀算經(jīng)》說(shuō)：“故禹之所以治天下者，此數(shù)之所由生也。”可知治理洪水的工程確實(shí)推動(dòng)了數(shù)學(xué)進(jìn)步。其三，《越絕書(shū)》中大禹“以銅為兵，以鑿伊闕，通龍門，決江導(dǎo)河”的記載，是說(shuō)禹已利用銅制工具，開(kāi)山劈嶺，疏浚河道。考古學(xué)上已發(fā)現(xiàn)仰韶文化時(shí)期的銅器，大禹所處的龍山文化晚期已進(jìn)入銅器時(shí)代。其四，傳說(shuō)中提到大禹在治水活動(dòng)中使用耒、耜及應(yīng)用車、船、橇等交通工具，反映了治水活動(dòng)對(duì)交通運(yùn)輸及生產(chǎn)工具制造技術(shù)的促進(jìn)作用。其五，大禹治水成功后，“盡力乎溝洫”，種植谷物，“予眾庶稻”，是說(shuō)禹率領(lǐng)群眾引水灌田，種植水稻，發(fā)展農(nóng)業(yè)。其六，“禹率布土，以定九州”的傳說(shuō)，是大禹建立有別于氏族部落的國(guó)家政權(quán)的反映。我國(guó)首部較系統(tǒng)的地理著作《禹貢》就是來(lái)源于大禹治水，“以別九州”的傳說(shuō)則是將國(guó)家分為冀、兗、青、徐、揚(yáng)、荊、豫、梁、雍九州，假托為禹治水后的政區(qū)制度。可見(jiàn)治水活動(dòng)對(duì)我國(guó)古代地理學(xué)及國(guó)家形成的影響。其七，傳說(shuō)中認(rèn)為鯀治水失敗是因?yàn)椴捎昧酥俺恰薄罢虾樗钡霓k法。當(dāng)時(shí)的“城”實(shí)際上指的是河堤，共工和鯀為防御洪水高筑的河堤與城市的城墻有密切關(guān)系，而城市的出現(xiàn)是文明冉冉升起的曙光。其八，大禹治水時(shí)，“載四時(shí)”的傳說(shuō)，應(yīng)與天文歷法有一定關(guān)系。黃河泛濫，與四季變化關(guān)系密切，一般每年的七八月份是洪水暴發(fā)期。大禹治水時(shí)，對(duì)氣象變化的規(guī)律也應(yīng)有所了解。通過(guò)對(duì)大禹治水這一水利史上的重要事件的分析，可見(jiàn)以治理黃河為主要內(nèi)容的水利活動(dòng)對(duì)中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展有直接的影響。自古以來(lái)，我國(guó)歷朝歷代都把對(duì)黃河的治理和利用作為治國(guó)安邦的大事來(lái)抓。而治理黃河是一個(gè)系統(tǒng)工程，在治河興利的實(shí)踐中，與黃河水利有關(guān)的數(shù)學(xué)、力學(xué)、建筑學(xué)、地理學(xué)、天文歷法及冶金、農(nóng)業(yè)等科學(xué)技術(shù)都得到了相應(yīng)的發(fā)展，黃河水利事業(yè)對(duì)科學(xué)技術(shù)的影響不可低估。
由于黃河流域古代農(nóng)業(yè)和水利事業(yè)的發(fā)達(dá)，手工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期繁榮和社會(huì)進(jìn)步。從夏代立國(guó)開(kāi)始，經(jīng)商、西周、春秋戰(zhàn)國(guó)、秦、漢、魏晉南北朝、隋、唐、五代，直到北宋長(zhǎng)達(dá)約3300年的漫長(zhǎng)歲月里，黃河流域一直是中國(guó)古代政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心。即使在南宋以后，直到近代以前的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，黃河流域仍然保持著文化中心的地位。這里長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、文化繁榮、交通便利、人才薈萃，這些都為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了優(yōu)越的社會(huì)環(huán)境，促使黃河流域的科學(xué)技術(shù)長(zhǎng)期處在國(guó)內(nèi)乃至世界領(lǐng)先的位置，舉世聞名的“四大發(fā)明”都首創(chuàng)于黃河流域即是明證。黃河流域的科技文明代表了中國(guó)古代科技的最高成就，在中華文明史上寫下了輝煌的篇章。
（作者系鄭州大學(xué)歷史學(xué)院教授）
