一、宋元的科技
宋代，一度被学术界称为中国的“文艺复兴”时期，思想文化活跃，科学技术处在当时世界的前列。宋朝与同时期先后存在的辽朝、夏朝、金朝共同创造了宋代的繁盛。
科技的基础是经济。宋朝年度财政收入有一个明显的变化，那就是工商税逐渐增多，比例越来越大。熙宁十年(1077年)北宋税赋总收入共7070万贯，其中工商税达4911万贯。这说明，构成国家财政收入主体的，相当一部分来之于工商业，而工商业正是科技发展的基础，宋代周辉在《清波杂录》中记载了当时的工商业已发展有三十六行。三十六行是指酒行、肉行、米行、茶行、柴行、纸行、巫行、海味行、鲜鱼行、酱料行、花果行、汤店行、药肆行、宫粉行、成衣行、珠宝行、首饰行、文房行、用具行、棺木行、针线行、丝绸行、仵作行、驿传行、铁器行、玉石行、顾秀行、扎作行、皮革行、网罟行、花纱行、杂耍行、鼓乐行、故旧行、彩兴行、陶土行。这每一行都有实用技术，实用技术间接推进了古代朴素的数学、材料学、力学、物理学等知识的普及。
我国古代对人类有四项重大发明，其中有三大发明是在宋代完成并得到发展:其一是印刷术。其二是火药。北宋有专门制造火药和火器的官营手工业作坊。其三是指南针。北宋沈括在《梦溪笔谈》里记载了装载指南针的四种方法，并指出了磁针所指方向正南偏东。这是世界上关于地磁偏角的最早记载。
宋代出现许多科学家、发明家，如沈括、秦九韶、杨辉、宋慈、苏颂、毕昇等，其中的沈括是百科全书似的科学家。沈括的重要著作是《梦溪笔谈》，全书十几万字，以笔记体裁形式撰写，分成17类，内容涉及农学、天文学、物理学、数学、地学、医学、化学、水利学等许多方面。如农业方面记载了淤田法、蔬菜防病、茶叶种植；水利方面记载了堤防的修建、测量、合闸；天文历法方面记载了十二气历、天文仪器、岁差，他主张改革旧历法，倡议把四季二十四节气与12个月完全统一起来；数学方面记载了缀术、会圆术、十二律算法；物理方面记载了磁针、阳燧、应声；化学方面记载了石油、盐井、炼丹；地理方面记载了海陆变迁、地震、流沙；生物方面记载了鳄鱼、河豚、两头蛇；医学方面记载了草药、怪病；技术方面记载了锻钢、活字印刷、造船。沈括之所以有如此突出的成就，是因为他重视劳动群众的创造能力，善于发现生活中的些微小事，不断总结并归纳为理论。
1.天文历法方面
南宋的杨忠辅制定《统天历》，以365.2425日为一年，这个数字与西方1582年颁布公历时的数据完全相同，与现代天文学所测数值相比只差26秒。天文学突出的成就是观天仪器。苏颂和韩公廉等人创造了世界上第一座结构复杂、自动运转的“天文钟”——水运仪象台。仪象台高约12米，正方形的底座宽约7米，分三层:下层是各种传动机械和报时装置；中层设浑象，表现出不同时刻的实际天象；上层装浑仪，观天象。这个仪器的贡献在于:“第一，为了观测上的方便，它的屋顶做成活动的，这是今天天文台圆顶的祖先；第二，浑象一昼夜自转一圈，不仅形象地演示了天象的变化，也是现代天文台的跟踪机械——转仪钟的祖先；第三，苏颂和韩公廉创造的擒纵器，是后世钟表的关键部件，因此，它又是钟表的祖先。”[1]苏颂官至宰相。1093年，他辞去官职，专门从事《新仪象法要》一书的撰写工作，1096年完成，全书3卷，有60余幅图，绘有150余件机械零件。
元代的天文学居于当时世界领先地位。1260年，元设立司天台，1312年设立回回司天监。后来还任用了以札马鲁丁为代表的一大批天文学家。郭守敬请求政府派出14名专家到全国27个测验所实测，经过周密计算，借鉴宋代的《统天历》，在1280年完成《授时历》。该历施行了364年，是我国古代推算最精确、使用最久的历法。
2.数学方面
宋代注重普及数学知识。1084年，秘书省刻印了《周髀算经》《九章算术》等“十部算经”，作为教学用书，这是我国有史以来第一批印刷本数学书籍。当时，贾宪创造了高次方程的数值解法。杨辉提出了在二项式定理中求系数。秦九韶提出了高次方程的数值解法和一次同余式解法。宋代对从事算学的给予鼓励，朝廷把“自昔著名算数之人，绘像于两廊”，如张衡、何承天、祖冲之等。(https://www.daowen.com)
元代数学家秦九韶著《数书九章》，李冶著《测圆海镜》。朱世杰在1303年发表《西元玉鉴》，该书记述了解多元方程组，总结了四元高次联立方程组的求解方法，讲解了消元的解法，列出了高次差的内插公式。
3.医学方面
宋代医学更加规范，分科更细，有眼科、产科、针灸科等。杨康侯的《十产论》、陈自明的《妇人大全良方》是妇产科著作。钱乙的《小儿药症直诀》是儿科著作。北宋末年编有《政和经史证类本草》。宋仁宗时太医王惟一统一针灸穴位命名，设计出铜铸人体模型，并写出了《新铸铜人腧穴针灸图经》，使针灸教学科学化。南宋时期的宋慈收录并总结了前人的法医知识，编写出法医学著作《洗冤集录》，其中涉及验伤、验尸、血型鉴定、死伤鉴别、检骨等多方面的理论和实践，同时对毒药和医治服毒的方法也进行了总结。金朝名医刘完素提出火热致病的理论，主张多用寒凉药。刘完素反对泥古不化，主张应考虑气候、环境与人的关系。
元代医学家朱震亨著《格致余论》《局方发挥》等书，倡导“因病以制方”。他与刘完素、张从正、李杲三人被称为金元四大医学家。此外，危亦林著《世医得效方》19卷，内容丰富，其中有使用全身麻醉的最早文献。齐德之撰《外科精义》，综合反映了当时外科的学术成果。忽思慧编著《饮膳正要》3卷，系统介绍了营养与食疗。滑寿撰《十四经发挥》，论述了十四经穴循行部位及病症。
4.农学方面
元代有三部重要的农学著作流行于世。
大司农司编纂《农桑辑要》，多次印刷，对元代的农业有指导性的意义。全书共有6.5万多字，分作7卷。卷一典训，讲述农桑起源及经史中关于重农的言论和事迹。卷二耕垦、播种，包括整地、选种、作物的栽培。卷三栽桑。卷四养蚕。卷五瓜菜、果实，讲园艺作物。卷六竹木、药草，记载了多种林木和药用植物，兼及水生植物和甘蔗。卷七孳畜、禽鱼、蜜蜂，讲动物饲养。全书辑录了《士农必用》《务本新书》《四时类要》《博闻录》《韩氏直说》《农桑要旨》《种莳直说》等农书。
王祯编《农书》，约13万字，有300多幅图画，分《农桑通诀》《百谷谱》《农器图谱》三部分。如《农桑通诀》综合论述了农、林、牧、副、渔及水利等问题，介绍了我国农事、牛耕、蚕事的起源，阐发了天时、地利、人事与农业生产的关系，讲述了耕、耙、种、锄、粪、灌、树木种植和嫁接，马、牛、羊、猪、鸡、鸭、鹅家禽的饲养以及养鱼、养蚕等生产技术知识，强调了农业生产的根本关键在于时宜、地宜。
鲁明善编《农桑衣食撮要》，约计1.5万字。此书按我国传统的“月令”体裁撰写，以1年12个月分别列举了每月农家所应从事的作业，以及这些作业所应掌握的技术。内容涉及耕作、水利、气象、瓜菜、果树、竹木、药草、桑蚕、养蜂、畜牧等。书中讲到的动植物就有120多种。鲁明善认为:“农桑衣食之本，务农桑则衣食足，衣食足则民可教以礼仪，民可教以礼仪则国家天下可久安长治也。”[2]
