第一节 六朝科技
科技进步与稳定的政治格局、繁荣的社会经济密不可分。六朝时期，江南地区政治格局相对稳定，经济发展较为迅速。经济的恢复与发展，推动了全国经济中心的南移，也促使江南地区尤其是六朝都城建康生产力的恢复和发展，进而促进了建康的科技发展与进步。
一、 天文历法
在古代中国，天文学从汉代开始形成学科体系后，到六朝时期又有了较大发展。
陈卓是三国时期吴国的太史令，他以战国时期的天文学家甘德、石申、巫咸三家星经为依据，整理成三垣二十八宿的全天恒星星表及星图，并创建了全天恒星体系。古人很早就认识了部分星星，并能根据恒星的位置变化判断节气和时间。人们为了辨识星星，将星星划分为若干小组，并称之为“官”，即现代所称的“星座”。随着人们对天象认识的不断深化，又将这些“官”组合起来，形成更为宏大的全天恒星体系，即中国古代所谓的“三垣二十八宿”。而最终完成这一体系者为陈卓。
公元280年西晋灭吴并一统天下后，陈卓随吴国最后一位皇帝孙皓前往洛阳，长期在洛阳灵台工作。西晋灭亡后，陈卓回到江东，在建康再次出任太史令。陈卓长于星占，精通星象，其一生留下了诸多天文学著作，如《天文占集》（十卷）、《四方占集》《天官占星》（十卷）、《五占星》《五星出分度记》（五卷）、《甘、石、巫三家星官》《陈卓分野》和《浑天论》等，其中以《甘、石、巫三家星官》最为重要。
《甘、石、巫三家星官》系陈卓“总甘、石、巫咸三家所著星图”而成，据史书记载：“三国时，吴太令陈卓，始列甘氏、石氏、巫咸三家星官，著于图录；并注占赞，总有二百五十四官，一千二百八十三星，并二十八宿及辅官附坐一百八十二星，总二百八十三官，一千五百六十五星。” (1) 《甘、石、巫三家星官》整理归纳的全天星官名数成为后世制作星图和浑象的标准。刘宋钱乐之在元嘉十三年（436年）和十七年（440年）两次铸造浑象，都采用了陈卓所定的数字。
这一时期，天文律历学家钱乐之制作了浑天仪，以观测天象、验证星图。钱乐之曾任南朝宋的太史令，刘宋元嘉十三年，他奉诏仿照孙吴葛衡制作的天文仪器，铸造了一座铜质小浑天仪，以白、红、黑三色表示甘、石、巫三家的星官，其根据就是陈卓汇总的三家星经。 (2) 据史书记载：“地在天内，立黄赤二道，规二十八宿，北斗极星，五分为一度。置日月五星于黄道之上。置立漏刻，以水转仪。昏明中星，与天相应。” (3)
六朝时期，中国古代历法取得辉煌成就。在南方地区，这一时期共编制了五部历法，其中南朝刘宋何承天编制的《元嘉历》和南朝刘宋祖冲之编制的《天文历》被实际采用。
何承天，东海郡郯城（今山东郯城县）人，生性聪慧，学识广博，经史百家，无不通习。何承天数十年坚持天文观测，最终编制出《元嘉历》。该书以庚辰正月甲子朔旦雨水为上元，以元嘉二十年癸未（443年）为起始（上元庚辰在此前5703年），以365.24671日为岁实，以29.530585日为朔策。《元嘉历》在计算五星位置时，首创取用近距历元的先例，并以正月中气雨水为历元，与之前以十一月朔旦夜半冬至为历元不同。《元嘉历》还用漏刻法修正了旧历春分、秋分晷景不等的错误，在中国古代天文律历史上占有重要地位。 (4)
这一时期，作出重要贡献的另一位天文学家和数学家是祖冲之。祖冲之，范阳郡遒县（今河北涞水县）人，自幼受到良好教育。祖冲之在天文历法上的贡献，体现在《大明历》的编制上。在系统研究历代历法中，祖冲之一方面勤于思考，一方面“亲量圭尺，躬察仪漏，目尽毫厘，心穷筹策”。 (5) 他根据研究，指出了天算历法家刘歆、张衡、刘徽、何承天等在历法上的不足，提出了历法改革的建议，并于刘宋大明六年（462年）完成了《大明历》。虽然刘宋孝武帝当时未能采用《大明历》，直到梁武帝天监九年（510年），在验证《大明历》确实比《元嘉历》精确后才被正式采用，但其意义仍然十分重大。祖冲之首次将岁差的存在应用到编制历法之中，这对历法推算精度的提高起到了重要作用。 (6) 此外，《大明历》还提出了确定冬至时刻的新方法。祖冲之经过长期观测和研究，发现在冬至点前后，日影的长短是完全对称的，若冬至点的日影无法测到，那完全可以根据对称规律来求得。这一发现提出后，为世人所采纳，并一直沿用至后世。 (7)
图11-1 祖冲之推算圆周率
二、 数学
六朝时期，在数学方面贡献最大者当属何承天和祖冲之。何承天是六朝时期的天文学家，并精通数学。中国古代历法所使用的“上元积年”计算烦琐，何承天根据自己的研究，创近距取元，在推算五星时各设不同的历元，简化了计算。他的数学成就在于由周长、直径之比计算出新的圆周率值。在以往有关圆的计算中，多采用“周三径一”，即圆周率π=3，这在计算中产生很大误差。 (8) 何承天指出：“周天三百六十五度三百四分之七十五，天常西转，一日一夜，过周一度。南北二级，相去一百一十六度三百四分之六十五强，即天径也。” (9) 其计算出的新的圆周率为3.1428，与之后祖冲之计算的圆周率极为接近。
继何承天之后，另一位中国古代杰出的数学家为祖冲之。六朝以前，人们认识到圆的周长是“圆径一而周三有余”，即圆的周长是直径的三倍多，但究竟是多少，并没有精确的结论。在祖冲之之前，中国数学家刘徽提出了计算圆周率的方法“割圆术”，即以圆内接正多边形的周长来逼近圆周长。运用此法，刘徽将圆周率计算到小数点后4位数。祖冲之在前人的基础上，反复演算，将圆周率推算至小数点后7位数，即3.1415926〉3.1415927，并得出了圆周率分数形式的近似值。
祖冲之计算得出圆周率，比外国数学家早了1000多年。15世纪阿拉伯数学家阿尔·卡西于1427年著《算数之钥》，16世纪法国数学家维叶特于1540—1603年才计算出精确数值。为了纪念祖冲之的杰出贡献，有些外国数学史家建议把圆周率π叫作“祖率”。
祖冲之在数学方面的成就，还体现在他与儿子祖暅在球体体积的计算方面。《九章算术》认为，外切圆柱体与球体体积之比，等于正方形与其内切圆面积之比。三国时期的数学家刘徽虽然指出了《九章算术》中球体体积计算中的这一错误，并提出了正确的分析论断，但没能得出球体体积的计算公式。祖暅在刘徽研究的基础上，提出了等高的两立体，如其任意高处的水平截面积相等，则这两立体体积相等，即著名的“祖暅公理”。 (10) 一千多年后，意大利数学家卡瓦列利才发现了这一定律。
三、 地学
六朝建康在地学方面的发展，主要体现在“行记”方面，其突出反映在孙吴开拓海外和法显赴印度取经上。
孙吴黄武五年（226年），孙权遣宣化从事朱应和中郎康泰等出使南海诸国，曾到达林邑（今越南中部地区）、扶南（今柬埔寨）诸国，以及南洋群岛等地。 (11) 回国后，朱应著有《扶南异物志》，康泰著有《吴时外国传》，书中记载了南海及附近海域的岛屿，还记载了南海诸国的历史地理及风土人情。朱应和康泰的出使，密切了中国与南海诸国的交往，他们是中国古代有历史记载的最早航海到东南亚和南亚的旅行家。
这一时期，著名的高僧和旅行家法显曾赴西域取经。法显为平阳武阳（今山西襄垣）人，他为了求真经，与其他僧人一道，于后秦弘始元年（399年）从长安出发，赴天竺（古印度）取经，开始了漫长而艰苦卓绝的旅行。次年，法显一行抵达张掖，后又西进至敦煌、西出阳关渡“沙河”（即白龙堆大沙漠）。白龙堆沙漠气候异常炎热干燥，法显在《佛国记》中描写了这里的景象：“上无飞鸟，下无走兽，遍望极目，欲求度处，则莫知所拟，唯以死人枯骨为标帜耳。” (12) 此后法显一行继续西行，抵达天竺。之后其又从师子国（今斯里兰卡）经海路回国，并于东晋安帝义熙八年（412年）回到青州牢山（今青岛崂山），历时14年之久。法显回国的第二年即来到建康，潜心翻译带回的《方等泥洹经》《杂阿毗昙心》等佛经，并根据西行的亲身经历和见闻，写成《佛国记》（又名《法显传》）一书，记录了西域、天竺、南海诸国的历史地理及风土人情。 (13)
四、 医药学
六朝以前，随着阴阳五行学说的完善，中国已建立了较为完整的中医理论体系，六朝时期，中医药学又有了进一步发展。
六朝时期重要的医药学著作为陶弘景的《神农本草经集注》。陶弘景，齐梁间道士，中国古代著名的医药学家，丹阳秣陵（今江苏南京）人。青年时代的陶弘景做了帝王的伴读，后来又做了官。他对中医药学十分感兴趣，除了广读医书外，还亲自到自然界中寻找药材，以印证《神农本草经》中的记载。他最大的贡献就是继《神农本草经》之后，编写了第一部药学专书《本草经集注》7卷。该书在《本经》365种药物的基础上又增加了365种药物，合计730种，大大丰富了药物的种类。该书在药物描述、所载药物的数量以及分类方法等方面都比《本经》有所提升。《本草经集注》问世后，对后世影响很大，唐代中国第一部药典《新修本草》就是在修订该书的基础上完成的。
在中药炮制方面，雷敩作出了突出的贡献。雷敩，南朝著名药物学家，著有《雷公炮炙论》三卷。该书全面总结了南北朝刘宋时期以前的中药炮制技术和经验，是中国历史上第一次对中药炮制技术的总结，是一部制药专著，初步奠定了中药炮制学基础，使中药炮制成为一门学科。全书载药物300种，每药先记述药材性状及与易混品种区别要点，并记载了中药炮制的方法。此书对后世影响极大，历代中药炮制学专著常以“雷公”冠于书名。
五、 工艺技艺
六朝时期建康的工艺技术有了较大进步，一批精湛的技艺得以出现，集中体现在制瓷、冶炼和建筑等方面。
六朝时期，建康附近铜铁矿资源较为丰富，从春秋时期起，汤山附近的伏牛山铜矿就已开采。东晋南朝时期，“江南诸郡县有铁者，或置冶令，或置丞”。 (14) 自东晋时起，建康即设有左、右二冶和东、西二冶，专事铜铁的冶炼铸造。六朝冶炼技术集中反映在炼钢的“合炼法”工艺上。以往的炼钢工艺为千锤百炼的“百炼法”，六朝时期出现了“合炼法”新工艺，即将生铁和熟铁熔为一炉冶炼，从而得到更多的钢。这一制钢工艺极大地推动了六朝冶金技术的进步，是中国古代冶金技术的重要发明之一。而欧洲直到16世纪才开始运用这一技术。 (15)
六朝时期，中国制陶工艺逐步向制瓷工艺转型，而在建康地区，制陶工艺仍是主流。陶器主要为明器和砖瓦。近几十年来，在南京地区的考古发掘中，出土了大量随葬陶器。如南京象山7号墓中出土的陶器有36件； (16) 南京幕府山1号墓出土的陶器达53件。 (17) 此外，在南京地区其他六朝时期的墓葬中也出土了大量陶器。这足以说明当时的制陶工艺已相当成熟。
六朝时期，建康的砖瓦制作技艺也相当精湛。20世纪五六十年代以来，在南京附近的六朝墓葬中发现了大量砖刻壁画。如20世纪60年代初，在南京西善桥油坊村南朝大墓中发现了刻有莲花、忍冬、狮子、网纹等图案的砖块壁画。 (18) 这些壁画多由数十块或上百块砖组成，在建造墓葬时即已安排好位置拼接而成。此外，21世纪以来，在南京城内外发现了一些六朝时期建筑遗迹，其砖块和瓦当做工精美而工整，图案逼真，具有明显的地域特色，其工艺也相当精湛。