科技史界一般认为，中国古代科学技术在宋元时期达到发展高峰。明清传统科学技术鲜有重要的发现和发明^[5]，但亦有一些进步，在数学、天文学、农学、医药、纺织、瓷器、航海、机械等领域呈现不同的发展特征。

各门类的技术在明清时期得以传承并有所进步，能够满足明清农业社会的需求。例如，瓷器制造技术达到最高峰（叶文程等，1991），束综提花织造技术相当完备，种类繁多的精美瓷器、丝织品和茶叶等产品依然在国际市场上有很强的竞争力，远销亚洲、欧洲、非洲等地。15世纪，郑和率领庞大的船队远航西太平洋和印度洋，到达亚洲和东非的30多个国家，体现出航海和造船技术的高超水平。明朝军队兼用冷兵器和管形火器^[6]，有能力抵御周边国家和地区的军事威胁，然而，欧洲制造出火绳枪和佛郎机^[7]，火器技术已经超过中国并影响世界。此时，除了人痘接种术^[8]，中国人几乎没有为世界贡献重要的发明创造。

农业被历代王朝视为国家的根本，也是朝廷税收的重要来源。明朝初年，朱元璋为了恢复和发展农业，鼓励农民开垦荒地，并给予垦民一定的扶植和免税待遇，这些政策促进了农业的发展及社会的稳定。明清时期除粮食生产基本保持增长趋势外，经济作物在种植的类别和面积上也都持续增加。明清时期促成农业生产增长、粮食亩产增加的技术因素，可主要归结为集约化程度提高、复种增加及新作物的引进和推广这三项。农业机具的应用、堤垸田的维修和河道塘浦的疏浚等方面的技术改进也发挥了重要作用，但少有创新之处（董恺忱等，2000）。

农业机具在整地、播种、中耕除草、收获贮藏、农产品加工、灌溉和运输等方面都发挥着不可或缺的作用。宋代经济中心向江南转移，因耕地不足而追求提高单产，精耕细作的技术水平进一步提高，机具的制造也随之发展，出现了一些新型或改良型的机具。宋元时期农业机具发展到能适应精耕细作及多熟种植的成熟阶段，《王祯农书》中记载的农业机具多达105种（陆敬严等，2000）。明清两朝基本上是沿用以前的技术并做局部的改进。在农具为适应家庭生产而趋于小型化的同时，有些机械却呈现大型化、广泛应用趋势，如由单个大水轮同时驱动碓、磨、碾等装置，筒车大型化并被推广到黄河流域，风力水车向北部沿海地区推广。虽然农业机具少有创新，但已满足当时农业生产的需求。

与农业技术相比，数学、天文学等学科则在明清时期发展缓慢，甚至出现倒退现象。明朝初年，科举考试中兼试算学，要求“通于九法”（夏原吉，1962）卷55：6b—7a。所谓“九法”，即取材于《九章算术》。1392年，朱元璋命：“学校生员，兼习射与书、数之法……数习《九章》之法，务在精通。俟其科举，兼考之。”（夏原吉，1962）卷216：3a但这一制度在“宣德、嘉靖以后不复举及”（李俨，1998）。朝廷对数学的倡导似乎并没有实际效果，因为到明代中、晚期，官方数学教育的主要教材《九章算术》已少有流传。16世纪，程大位和徐光启虽然知道该书的基本内容，却无缘得见（郭世荣，2002）。

中国历史上多数出色的数学家并非官方教育机构培养出来的。单从数学成就来看，明朝非官方数学家的工作确实无太多可供圈点之处。中国传统数学源远流长，在算术、代数、几何等各方面都有出色的成果，其发展顶峰出现在宋元时期。到明朝，传统数学明显衰落，大多数数学著作虽有传本，却难得一见。传统数学中最出色的成就，如高次方程数值解法的增乘开方法、设未知数解方程及多元高次方程组的天元术和四元术等，已无人能懂。16世纪，顾应祥对天元术的无知妄议就是当时传统数学衰落的一个著名实例。

顾应祥在其所著《勾股算术》（1553年）的序中说自己自幼喜欢数学。1550年，他写成《测圆海镜分类释术》，阐释元朝数学家李冶的《测圆海镜》。在《测圆海镜》中，李冶以天元术的方法构建出直角三角形及其内切正方形和内切圆的运算系统^[9]。顾应祥不能理解天元术，删掉了李冶书中含天元术的术文^[10]。虽然如此，顾应祥对数学研究的认识仍值得认真分析。他指出，《九章算术》中所含的内容都只是数学的功用（阮元，1843）卷30：3b—4b。从内容来看，书中蕴含的只有乘、除运算及乘方、开方和求方程数值解等方面。在《弧矢算术序》中，他进一步指出，一些数学著作没有讲清其中数学方法的“所以然之故”。半个世纪之后，徐光启以同样的理由批评中国古代数学著作。人们通常将明末之后中国数学家表现出来的理论化倾向完全归因于欧几里得几何学传入的影响，但事实上，这一倾向在明朝学者们的数学研究中已有所体现，他们对数学自觉的理论化追求很可能受到了理学治学取向的影响（田淼，2005）。(www.daowen.com)

相对于学者的数学研究，明朝民间的数学研究似乎更为活跃^[11]，出现了很多数学著作，其中影响较大者为吴敬的《九章算法比类大全》和程大位的《算法统宗》。这些民间数学家的著作中，亦不包括宋元时期的天元术、四元术、增乘开方法等出色的数学成果。相比之下，同时期的欧洲数学确实在很多方面较中国数学优越。不过，欧洲数学之所以能在中国传播，主要是缘于它是修订历法的理论基础。

天文学在中国文化和儒家政治体系中具有特殊的地位。儒家主张“天人合一”。中国自古就有记述灾异的传统。到汉代，人们“用了阴阳五行的学说来整理灾异的现象，使它们在幻想中成为一种极有系统的学问”（顾颉刚，1978）。虽然日食、月食、彗星、流星等天文现象对农业生产并没有直接影响，但被认为是不正常的天象，与水灾、旱灾、冰雹、大风等直接影响农业生产，造成物质损失的自然现象一样被列入灾异的行列，并被赋予了同等的意义（徐凤先，1994）。帝王，也称“天子”，作为天、地之间的唯一调节者，通过观测天象预知地上事物的发展，通过制订历法维持人间生活与天地循环之间的协调。这也表明了皇权的合法性。

不过，天人合一理论可能也是儒家士大夫试图抑制皇权的一个策略^[12]。通过天人合一，可以实现君臣间的良性互动与互相监督。了解了天文历法在中国古代政治中的象征性意义，我们就可以对明清学者抵制欧洲传教士主持历法改革的原因有更清楚的认识。同时，我们也可以理解，为什么在社会危机四伏的明朝末年，崇祯帝要下令改革历法。实际上，越是在皇朝的末叶，象征皇室合法性的事务才会更加引起帝王和社会的重视。

明朝的《大统历》因袭元朝郭守敬等人制订的《授时历》。尽管《授时历》是一部很好的历法，但它在260多年里未曾有过质的修订。到了明末，由于误差的积累，天象预测失误的记载常见于史册。例如，1592年的一次月食，钦天监的推算竟然差了几刻；1629年，钦天监预报日食再次不准，崇祯帝震怒，传旨申饬^[13]。钦天监官员连中国传统历法的计算体系都搞不懂，既不能保证今后能给出准确的预报信息，也不能修改历法。礼部官员遂建议请来自欧洲的耶稣会传教士参与改革历法，传教士借此在朝廷支持的事业中找到立足之地。

16—17世纪，中国学者编写了一些学科性或综合性的论著，如《算法统综》《本草纲目》《天工开物》《农政全书》《徐霞客游记》等。其中，李时珍的《本草纲目》（1596年刊刻）总结了前人的本草论著和他自己的经验，记录了1 800余种药物，还发展了本草分类体系（罗桂环等，2005）；宋应星的《天工开物》（1637年刊刻）被后人誉为“农业和手工业技术百科全书”，而书中记载的绝大多数技术都是明朝以前就存在的；徐光启的《农政全书》（1639年刊刻）以元朝的《王祯农书》所记载的技术为主体，还收录了他和传教士熊三拔（Sabbathinus de Ursis，1575—1620）编译的《泰西水法》。然而，这些书籍在创造性方面与同时期伽利略、牛顿等欧洲学者的著述差距甚大。

正是在这样的历史阶段，来华传教士带来了欧洲的科学和技术。那么，西学在中国是如何传播的^[14]，能否引起中国知识的“革命”呢？这正是下一节讨论的问题。