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*数学
约公元前1世纪成书的《周髀算经》，是我国现存的最早数学著作。而《九章算术》是西汉以来许多数学家研究的结晶。西汉前期的著名数学家张苍、耿寿昌等人曾对它進行增删。全书共分九章，搜集了246个数学问题的解法。其中记载了当时世界上最先進的分数四则和比例算法。还有各种面积、体积的算法和利用勾股定理進行测量的问题，以及开平方、开立方的方法，特别是在世界数学史上第一次记载负数概念和正负数的加减法运算法则。这部书对中国古代数学的发展产生了很大的影响，而且影响波及到朝鲜、日本，被翻译成多种文字。
*天文历法
西汉时期，天文学非常发达。当时的天象记录相当丰富。早在《淮南子》一书中，就有关于太阳黑子的记载。《汉书·五行志》则对此更精确的加以记载：河平元年（公元前28年）三月乙未（十八日），“日出黄，有黑气大如钱，居日中央”。这是现今世界公认的最早的黑子记录。欧洲直到公元 807年8月19日才有黑子记录，比我国晚了九百多年。伽利略在公元1610年方看到黑子。马王堆汉墓的帛书《五星占》中有五大行星运行的记载，是我国现存最早的天文学著作。
西汉时不仅有详细的天象记录，而且对天文学的研究也盛极一时。汉武帝时，落下闳造浑天仪；太初三年立日晷仪下漏刻（水钟），以求二十八宿的位置。宣帝时耿寿昌铸铜为像，以测天象。由此可见，中国是当时世界上天文学最发达的国家。
汉初仍沿用秦朝的《颛顼历》，以十月为岁首。1972年山东临沂银雀山汉墓中发现公元前134年的历谱，这是我国发现最早的完整历谱。根据它推算，这个历谱与秦历法相同，证明武帝太初以前依然采用《颛顼历》。但《颛顼历》并不精确，到汉武帝时已出现了错乱现象。于是汉武帝令司马迁、落下闳、邓平等修改《颛顼历》而作《太初历》，以正月为岁首，采用有利于农时的二十四节气，在无中气的月份，插入闰月，调整了太阳周天与阴历纪月不相合的矛盾，使朔望晦弦较为正确，是中国历法上一个划时代的進步。随着天文学的不断发展，人们在历法上也日求精密。成帝时，刘歆又依据《太初历》作《三统历》，规定一年为日，一月为日，19年有7个闰月，这是当时最精密的历法。
*医学
西汉时主要是以阴阳五行来解释人的生理现象、病理现象，并用这种理论進行辩证治疗。西汉的名医淳于意，为人治病“必先切其脉，乃治之”。可见当时脉学很发达。《史记·仓公传》中有他所记载的二十五个“诊籍”，这开病历记录的先河。
湖北江陵凤凰山汉墓和湖南长沙马王堆一号汉墓出土的西汉早期的尸体保存至今仍十分完整，皮下组织尚有弹性，内脏也保存完好，说明当时已有相当先进的尸体防腐技术。
马王堆三号汉墓出土的公元前168年左右的帛书医书中有关于脉法、灸经和医方等著作，帛书医方中载有内、外、妇产、小儿、五官等科五十多种疾病的二百八十多个医方和二百四十多种药品，是我国现存最古的医方。
1962年河北满城发现的西汉中山靖王刘胜夫妇墓中，不仅发现了“医工”专用的铜盆、铜药匙等医疗专用器械，而且有四根金针、五根银针，保存完好。
*造纸术
早在西汉时期，中国就发明了造纸术，而直到公元8世纪才由阿拉伯人传到了欧洲。西汉关于纸的最早文献记载是在《汉书·孝成赵皇后传》中。1933年，新疆罗布淖尔汉代烽燧遗址中发现了一片麻纸残片。1957年陕西西安市出土了灞桥纸残片，1973年甘肃出土的金关纸，它们都出自西汉古墓，其中灞桥纸最为原始。1986年，在甘肃天水西汉古墓中还出土了一张纸地图。由此可见，在西汉时代中国人就已有了造纸技术。不过，西汉时纸的使用可能还不普遍，帛绢、竹木简还是主要的书写工具，因为考古发现西汉有大量的竹木简和帛书。
*手工业
西汉手工业的发展，主要表现在高超的手工工艺水平上。
1968 年，在河北满城西汉中山靖王刘胜夫妇墓中发掘出大量的精美器物。比如出土的“长信宫灯”，是一个宫女双手执灯的形象，十分生动，设计更为精巧，可以拆卸，灯盘可以转动，灯罩可以开合，随意调整灯光的亮度和照射的角度；宫女头部可以拆卸，体内空虚，右臂与烟道相通；通过烟道而来的蜡炬的烟被容纳于体内，以保持室内的清洁。特别引人注目的是墓中两套完整的“金缕玉衣”，是由2000多块玉片和黄金制成的丝缕编缀而成，其制作工艺精美绝伦。
图为“长信宫灯”
*漆器业
西汉的漆器业也有很大的发展。西汉王朝在蜀郡（成都）和广汉等地设置工官监造漆器。当时上层之家都使用漆器，长沙马王堆汉墓中就出土了大量的漆器。漆器的种类很多，有耳杯、盘、壶、盒、盆、勺、枕、奁、屏风等。出土的西汉漆器，特别是马王堆的器物，大多色彩鲜艳，光泽照人，精致美观，特别是漆器上的彩绘，技巧更高，画法潇洒生动，奔放有力，线条干净流利。
*冶铁业
汉代的冶铁业作坊多，规模大。20世纪50年代后，在河南、山东、北京、江苏等地发现了许多汉代冶铁遗址，其中以河南巩县铁生沟村和南阳北关瓦房庄等地遗址规模最大。从这些遗址可以看出西汉冶炼工序集中，设备齐全。河南巩县铁生沟村出土了炒钢炉一座。炒钢这一崭新的高效率的先進技术的出现，在钢铁冶炼史上具有划时代的意义。
西汉时期，不仅能生产铁制长剑、长矛、环首大刀，而且生活器皿和杂用工具也广泛使用铁制，如灯、釜、炉、剪等都已在西汉中期的遗址中发现。这说明汉代铁器的使用已相当广泛。
*水利
汉武帝时在曾经关中开凿了几条较大的灌溉渠。一个是在公元前129年开凿的漕渠，主要是为了转输由关东西运的漕粮。漕渠在渭河的南岸，向东注入黄河，长达一百多公里。渠成后，不仅使这一段的漕运时间缩短了一半，而且使沿渠两岸万余顷地受益。
一个是龙首渠。这是中国历史上第一条地下水渠。它从今陕西澄城县状头村引洛水灌溉今天陕西蒲城、大荔一带田地。由于渠道经过的一座山土质疏松，渠岸易于崩毁，当时的人们发明了“井渠法”，使龙首渠从地下穿过。
公元前111年，武帝下令在郑国渠上游修了六条辅助的小渠，称六辅渠。公元前95年，又修了从仲山口（陕西泾阳西北）引泾河至栎阳（陕西临潼栎阳镇）的白渠。白渠全长近二百里，灌溉农田4500余顷，水中泥土又可肥田。
西汉时新建的关中地区另一重要农田水利工程是成国渠。它建于何年，何人主持这一工程，史书没有明文记载，只说建于武帝在位期间。这是一条以渭水为水源的大型灌渠，位于渭水北面。成国渠的长度略小于白渠，溉田面积约万顷左右，是白渠的一倍以上。后来还一度发展成关中最主要的灌溉渠道。上林苑在咸阳西面，周 300里，跨渭水南北，是秦汉时帝王射猎游乐之所。蒙茏渠属皇家园林中水道，供浇园、荡舟等用途。
在漫长的历史长河中，关中水利一直由三大渠系组成，即以泾水为水源的引泾渠系，以渭水为水源的引渭渠系，以洛水为水源的引洛渠系。可以说西汉时期这三大渠系已经基本形成了。
除上面所举一批著名的灌溉工程外，武帝时，还在今山东泰山下引汶水灌溉农田，在甘肃境内引黄河水灌田，在今安徽境内引淮水灌溉等。
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